DD265500A1

DD265500A1 - POWER SUPPLY

Info

Publication number: DD265500A1
Application number: DD30760987A
Authority: DD
Inventors: Rolf Fluegel; Thomas Brauer
Original assignee: Geraete & Regler Werke Veb
Priority date: 1987-10-05
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1989-03-01

Abstract

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Bereitstellung elektrischer Hilfsenergie fuer elektronische Geraete und Baugruppen. Erfindungsgemaess sind in der Anlaufschaltung durch die gleichgerichtete Netzspannung und durch die aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewinnbare Hilfsspannung steuerbare Schaltmittel angeordnet, die infolge einer einstellbaren Schalthysterese das sichere Einschalten des Schaltnetzteiles durch Schliessen des Anlaufstromkreises nur waehrend der Anlaufphase und das sichere Ausschalten durch Abschalten der aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewinnbaren Hilfsspannung bei Ueber- bzw. Unterschreiten der eingestellten Schwellwerte der gleichgerichteten Netzspannung vornehmen. Fig. 2Field of application of the invention is the provision of electrical auxiliary power for electronic devices and assemblies. According to the invention, controllable switching means are arranged in the starting circuit by the rectified mains voltage and recoverable from the output power of the output stage, the safe switching on of the switching power supply by closing the start-up circuit only during the start-up phase and safe shutdown by switching off from the Output power of the output stage can be obtained auxiliary voltage when exceeding or falling below the set thresholds of the rectified mains voltage. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Bereitstellung elektrischer Hilfsenergie für elektronische Geräte und Baugruppen, besonders in der Industrieautcmaticn und anderen industriellen Einsatzgebieten der Rechentechnik.The field of application of the invention is the provision of auxiliary electrical energy for electronic devices and assemblies, especially in industrial automation and other industrial fields of computer engineering.

Characteristic of the known state of the art

Schaltnetzteile, die entwedor selbstschwingend oder oszillatorgesteuort arbeiten können, benötigen zum Betreiben der Baugruppen der Ansteuerscholtung wie Oszillator, Treiberstufe und Regelschaltung, die häufig in speziellen Schaltkreisen integriert sind, eine eigene Hilfsspannung, welche in bekannten Schaltungen aus der Ausgangsleistung der Endstufe, insbesondere aus einer Hilfswicklung des Ausgangsübertragers, gewonnen wird. Da die Hilfsspannung nut während des Betriebes zur Vorfügung steht, sind Anlaufschaltungen erforderlich, mittels welcher beim Einschalten oder nach Störfällen, wie z. B. nach einem Netzausfall, das Scheltnetzteil automatisch in den normalen Betrieb gebracht wird.Switched-mode power supplies, which can work either self-oscillating or oscillator-controlled, require their own auxiliary voltage, which in known circuits is derived from the output power of the output stage, in particular from an auxiliary winding, for operating the assemblies of the drive voltage such as oscillator, driver stage and control circuit, which are often integrated in special circuits of the output transformer, is recovered. Since the auxiliary voltage is nut during operation for Vorfügung, start-up circuits are required by means of which when switching on or after incidents such. B. after a power failure, the Scheltnetzteil is automatically brought into normal operation.

In der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0046G15 wird ein Schaltnetztei! mit einer Anlauf schaltung beschrieben, bei welcher in der Anlauf phase dio Hilfsspannung aus dor gleichgerichteten Netzspannung über eine.» Anlaufwiderstand, speziell aus einer Halbwelle der Netzspannung über eine Anlaufdiode und einen ohmschen Widerstand, gewonnen wird. Über die in Reihe mit dem Anlaufwiderstand geschaltete Kollektor-Emitter-Strecke eines Bipolartransistors ist die Hilfsenergieversorgung aus dem Netz während des Betriebes sperrbar.In European Patent Application No. 0046G15 a Schaltnetzti! described with a start-up circuit, in which in the start-up phase dio auxiliary voltage from dor rectified mains voltage over a. »Starting resistance, especially from a half-wave of the mains voltage via a starting diode and a resistor, won. About the connected in series with the starting resistor collector-emitter path of a bipolar transistor, the auxiliary power supply from the network during operation can be disabled.

Nachteilig ist boi diesem Schaltnotzteil, daß bei langsam ansteigenden Netzspannungen oder bei infolge eines Fehlers in der Nähe der unteren Grenze des angegebenen Betriebsspannungsbereiches liegenden Netzspannungen ein sicheres Einschalten des Schaltnetzteiles nicht gewährleistet ist. Das gleiche gilt für langsam absinkende Netzspannungen, bei denen kein sicheres Ausschalten zu verzeichnen ist. Es erfolgt in diesen Fällen in der Nähe des unteren Betriebsspannungsbereiches ein ständiges Wiederholen des Anlaufvorganges, verbunden mit dem Einschalten des Schaltnetzteiles, wobei die Hilfespannung jeweils wieder unter den Alisschaltwert absinkt. Um im normalen Netzspannungsbereich für ein sicheres Einschalten dos Schaltnetzteiles zu sorgen, ist das in dor angegebenen Europäischen Patentanmeldung beschriebene Schältnetzteil, wie auch andere bekannte Schaltnetzteile, für einen großen Netzspannungsbereich mit einer tiefliegenden unteren Grenze von etwa 90V ausgelegt. Je tiefer aber die Netzspannung beim Einschalten des Schaltnetzteiles liegt um so größer ist die Anstiegszeit der Ausgangsspannung, was zu Fehlern in den angeschlossenen Baugruppen führen kann. Außerdem ist mit einem größeren Netzspannungsberoich für das Arbeiten des Schallnetzteiles bei gleicher Konstanz der Ausgangsspannung eino Verringerung der Belastbarkeit verbunden.A disadvantage is boi this Schaltnotzteil that with slowly rising mains voltages or lying in the vicinity of the lower limit of the specified operating voltage range due to a fault in a safe switching of the switching power supply is not guaranteed. The same applies to slowly decreasing mains voltages, where no safe switch-off can be detected. It takes place in these cases in the vicinity of the lower operating voltage range, a constant repetition of the startup process, connected to the switching of the switching power supply, the auxiliary voltage drops again below the Alisschaltwert. In order to ensure in the normal mains voltage range for a safe switching dos switching power supply, the specified in dor European patent application described Schältnetzteil, as well as other known switching power supplies, designed for a large mains voltage range with a low-lying lower limit of about 90V. However, the lower the mains voltage when the switched-mode power supply is switched on, the greater is the rise time of the output voltage, which can lead to errors in the connected modules. In addition, with a larger Netzspannungsberoich for working the sound power supply with the same constancy of the output voltage eino reducing the load capacity connected.

Darüber hinaus unterliegt die untere Grenze des ßetriebsspannungsbereiches, bei deren Erreichen das Einschalten bzw. Ausschalten des Schaltnstzte'les erfolgt, d, h. der Anschwingpunkt, starken Exemplarsteuei ungen, wodurch kein konkreter Einschalt- bzw. Ausschaltpunkt angegeben bzw. eingestellt werden kann, was bei Anwendung besonders in der Industrieautomation, wo eine Vielzahl elektronischer und anderer Geräte zusammenwirken, u.a. auch aus sicherheitstechnischen Gründen nachteilig ist. Bei einer Reihe von Anwendungsfällen kann es von Bedeutung sein, für den Fall langsam ansteigender bzw. langsam absinkender Netzspannungen, zur Vermeidung weiterer negativer Folgen dio Reihenfolge des Ein- bzw. Ausschaltons verschiedener Geräte eindeutig festzulegen. Das ist mit den bekannten Schaltnetzteilen, die alle einen relativ tiefliegenden, Undefinierten Ein- bzw. Ausschaltpunkt aufweisen, nicht ohne weiteres möglich.In addition, the lower limit of the operating voltage range, upon reaching which the switching on or off of the switching instant is effected, is subject to d, h. the Anschwingpunkt, strong Exemplarsteuei ments, whereby no specific switch-on or switch-off can be specified or set, which in application especially in industrial automation, where a variety of electronic and other devices interact, including. is disadvantageous for safety reasons. In a number of applications, it may be important, in the case of slowly rising or slowly decreasing mains voltages, to avoid further negative consequences, the order of the on or off different devices clearly set. This is not readily possible with the known switching power supplies, which all have a relatively low-lying, undefined turn-on or turn-off point.

Gerade in der Industrieautomatjon, bzw. in der elektronischen Rechentechnik, besteht häufig die Forderung, Geräte nur in einem konkret festlegbaren, relativ schmalen Bereich der Netzspannung, der mit der zulässigen Toleranz der Netzspannung übereinstimmen kann, zu betreiben, weil andere in Verbindung stehende Geräte außerhalb dieses Bereiches nicht mehr oder nicht mehr sicher funktionstüchtig sind. Der Betriebsspannungsbereich der bekannten Schaltnetzteile läßt sich auf Grund der Exemplarsteuerungen und des nicht sicheren Ein- und Ausschaltens an der unteren Grenze des Betriebsspannui gsbereiches nicht beliebig einschränken. Ein weiterer Nachteil des in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0046515 angegebenen Schaltnetzteiles besteht darin, daß bei langsam ansteigender Netzspannung oder bei Netzspannungen, die infolge eines Fehlers unterhalb der unteren Grenze des Betriebsspannungsbereichos, bei deren Erreichen das Einschalten erfolgt, liegen das Schaltnetzteil ü'ier den Anlaufwiderstand ständig mit Strom versorgt wird, wodurch ein Anlaufwiderstand mit entsprechend hoher Belastbarkeit vorgesehen werden muß.Especially in the industrial automation, or in the electronic computing technology, there is often the requirement devices only in a concretely definable, relatively narrow range of the mains voltage, which can coincide with the allowable tolerance of the mains voltage to operate because other related devices outside this area are no longer or no longer safely functional. The operating voltage range of the known switching power supplies can not be arbitrarily limited due to the copy controls and the non-secure switching on and off at the lower limit of the operating voltage gsbereiches. Another disadvantage of the specified in European Patent Application no. 0046515 switching power supply is that with slowly rising mains voltage or mains voltages that occurs due to an error below the lower limit of the operating voltage range when they are turned on, are the switching power supply ü'ier the Starting resistance is constantly supplied with electricity, whereby a starting resistor must be provided with a correspondingly high load capacity.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Schaltnelzteil, welches innerhalb eines festlegbaren Bereiches der Netzspannung sicher arbeitet und bei Netzspannungen unlerholb dieses dereiches keine Ausgangsspannung liefert.The aim of the invention is a Schaln part, which operates safely within a definable range of the mains voltage and at mains voltages unlerholb this dereiches no output voltage.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die durch die Erfindung zu lösende technische Aufgabe besteht darin, ein Schaltnetzteil gemäß dem Oberbegriff dos 1. Patentanspruches zu schaffen, bei welchem die untere Grenze des Betriebsspannungsbereiches durch einen konkreten Einschalt- und einen konkreten Ausschaltwert bezüglich der Hone der Netzspannung bestimmbar ist, welches bei Netzspannungen größer oder gleich dem Einscheltwert sicher einschaltbar und kleiner odor gleich dem Ausschaltwart sicher ausschaltbar ist, d. h. kein Pendeln zwischen Anlaufphase und Normalbotrieb des Schaltnetzteiles auftritt und bei weichem sowohl im Normelbetrieb als auch bei Netzspannungen unterhalb des Eii schaltwertes kein Strom über den Anlaufwiderstand fließt.The technical problem to be solved by the invention is to provide a switching power supply according to the preamble dos first claim, in which the lower limit of the operating voltage range can be determined by a concrete switch-on and a concrete switch-off with respect to the hone of the mains voltage, which at mains voltages greater than or equal to the Einscheltwert safely switched on and small odor equal to the Ausschaltwart safely switched off, ie no commuting between start-up phase and Normalbotrieb the switching power supply occurs and soft in both Normelbetrieb and mains voltages below the Eii switching value no current flows through the starting resistor.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in Reihe mit dem Xnlaufwiderstand an die gleichgerichtete Notzspannung und an die aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewinnbare Hilfsspannung angeschlossen^» und durch dese Spannungen steuerbare Schaltmittel vorgesehen sind, über die erst bei Überschreiten eines ersten Schwellwertes der gleichgerichteten Netzspannung, die über den Anlaufwiderstand in der Anlaufphase zuzuführende Hilfsspannung anschaltbar und bei Überschreiten eines Schwellwertes der aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewinnbaren Hilfsspannung wieder abschaltbar ist und daß weitere mit der gleichgerichteten Netzspannung verbundene und durch diese steuerbare Scheltmittel vorhanden sind, über die bei Überschreiten eines unterhalb des ersten Schwellwertes der gleichgerichteten Netzspannung liegenden zweiten Schwellwertes die aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewinnbare Hilfsspannung abschaltbar ist. Als Schaltmittel zum Anschalten der Hilfsspannung in der Anlaufphase kann ein steuerbarer Schalter eingesetzt sein, an dessen ersten Steuereingang ein an der gleichgerichteten Netzspannung liegender Schwellwertschalter angeschlossen ist und auf dessen zweiten Eingang die aus der Endstufe gewinnbare Hilfsspannung geschaltet ist. Als Schaltmittel zum Abschalten der aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewinnbaren Hilfsspannung kann ein an der gleichgerichteten Netzspannung liegender Schwellwertschalter eingesetzt sein, dessen Ausgang mit einem statischen Steileingang oder Blockiereingang der Ansteutrschaltung verbunden ist. Dabei ist es sinnvoll, als Schwellwertschalter nur einen gemeinsamen, an der gleichgerichteten Netzspannung liegenden Schwellwertschalter einzusetzen, an dessen Ausgang sowohl der erste Steuereingang dos steuerbaren Schalters als auch der statische Stelleingang oder der Blockiereingang dr.-r Ansteuerschaltung angeschlossen sind, wobei der Schwe'lwertschalter eine Schnltungshysterese aufweist. Zur Ar iassung des Schaltpegels kann der Ausgang des Schwellwertschalter über einen gegen Nullpotential geschalteten aus zwei W iderständen gebildeten Spannungsteiler mit dem statischen Stelleingang oder dem Blockiereingang der Ansteuerschdltung verbunden sein. Die Schwellwerte sollten zwec!.mäßigerweise getrennt voneinander einstellbar sein und der Aufbau des Schwellwertschalters sollte möglichst leistungsarm erfolgen. Der Schwellwertschalter kann aus einem mitgokoppelten Operationsverstärker bestehen, dessen invertierender Eingang an einer Referenzquelle liegt und dessen nichtinvertierendor Eingang über einen den ersten Schwellwert bestimmenden einstellbaren hochohmigen Spannungsteiler mit der gleichgerichteten Netzspannung und einem den zweiten Schwellwort bestimmenden einstellbaren Rückführwiderstand vom Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist. Als Referenzquelle kann im einfachsten Fall eine Zenerdiode eingesetzt werden. Zwischen dem Ausgang dos Schwellwertschalter und dem ersten Steuereingang des steuerbaren Schalters kann ein Schaltverstärker angeordnet sein. Als steuerbarer Schalter kann ein Bipolartransistor verwendet werden, dessen Kollektor am Anlaufwiderstand und dessen Emitter an der gleichgerichteten, aus der Endstufe gewonnenen Hilfsspannung liegt, während dessen Basis über eine Zenerdiode an Nullpotential über eine Reihenschaltung zweier Widerstände, zwischen denen der erste Steuereingang Hegt, an der gleichgerichteten Netzspannung angeschlossen ist, wobei Basis und Emitter mit einer in Sperrichtun? angeordneten Halbleiterdiode verbunden sind. Zur Glättung und zur Realisierung einer endlichen Anstiegszeit der Hilfsspannung in der Anlaufphase kann de ι Erster des Bipolartransistors mit einem gegen Nullpotential geschdlteten Kondensator verbunden sein. Die Zenerspannung ditr von der Basis des Bipolartransistors gegen Nullpotential geschalteten Zenerdiode muß größer als die in der Anlaufphase über den Anlaufwiderstand erzeugbnre Hilfsspannung und kleiner als die aus der Ausgangsleistung der Endstufe während de» normalen Betriebes gewinnoare Hilfsspannung sein. Außerdem muß der Anlaufwiderstand und die Hilfswicklung des Ausgangsübertragers so bemessen oein, daß die während des normalen Betriebes aus der Hilfswicklung gewinnbare Hilfsspannung größer ist als die über den Anlaufwiderstand erzeugbare Hilfsspannung in der Anhufphase. Für die Einstellung der beiden Schwellwerte der gleichgerichteten Netzspannung gilt, daß zum sicheren Ein- bzw. Ausschalten deren Differenz größer als dor Spannungshub der gleichgerichteten Netzspannung beim Ein- bzw. Ausschalten mi! maximaler sekundärer Belastung sein muß. Im folgenden wird die prinzipielle Wirkungsweise des orfindungspernäßen Schaltnetzteiles beschrieben. Die untere Grenze des Betriebsspannungsbereiches des Schaltnetzteiles wird durch die Festlegung bzw. Einstellung der beiden Schwellwerte exakt bostimmbar, wobei dor erste Scliwellwert dem Einschaitwert und der zweite Schwellwert dem Ausschaltwert entspricht. Das sichere Ein- bzw. Ausschalten wird durch die schaltungstechnische Realisierung einerAccording to the invention the object is achieved in that connected in series with the Xnlaufwiderstand to the rectified Notzspannung and to the recoverable from the output of the output stage auxiliary voltage ^ »and dese voltages controllable switching means are provided on the first when exceeding a first threshold value of the rectified mains voltage , The auxiliary voltage to be supplied via the starting resistance in the start-up phase and switched off when a threshold of recoverable from the output power of the output stage auxiliary voltage is switched off and that further connected to the rectified mains voltage and controllable by this Scheltmittel are present on the above at the first threshold value of the rectified mains voltage lying second threshold value which can be withdrawn from the output power of the output stage recoverable auxiliary voltage. As a switching means for switching on the auxiliary voltage in the start-up phase, a controllable switch may be used, at the first control input of which is connected to the rectified mains voltage threshold and connected to the second input of which recoverable from the output stage auxiliary voltage is connected. As a switching means for switching off the recoverable from the output power of the output stage auxiliary voltage can be used at the rectified mains voltage threshold value switch whose output is connected to a static Steileingang or blocking input of the Ansteutrschaltung. It makes sense to use as a threshold only a common, lying on the rectified mains voltage threshold, at the output both the first control input dos controllable switch and the static control input or the blocking input dr.-r control circuit are connected, the Schwe'lwertschalter has a snapping hysteresis. To Ar iassung the switching level, the output of the threshold can be connected via a connected to zero potential of two W iderständen voltage divider connected to the static control input or the blocking input of Ansteuerschdltung. The threshold values should be adjustable separately from one another and the construction of the threshold value switch should be as low-power as possible. The threshold can consist of a mitgocoppelten operational amplifier whose inverting input is connected to a reference source and whose non-inverting input via a first threshold determining adjustable high-impedance voltage divider with the rectified mains voltage and a second threshold word defining adjustable feedback resistor is connected from the output of the operational amplifier. As a reference source, a Zener diode can be used in the simplest case. Between the output dos threshold and the first control input of the controllable switch, a switching amplifier can be arranged. As a controllable switch, a bipolar transistor may be used, whose collector is at the starting resistor and its emitter at the rectified, derived from the output stage auxiliary voltage, while the base via a Zener diode to zero potential via a series connection of two resistors, between which the first control input Hegt, at the rectified line voltage is connected, the base and emitter with a Sperrichtun? arranged semiconductor diode are connected. To smooth and to realize a finite rise time of the auxiliary voltage in the start-up phase de ι First of the bipolar transistor can be connected to a geschdlteten against zero potential capacitor. The zener voltage ditr of the base of the bipolar transistor connected to zero potential Zener diode must be greater than the auxiliary voltage generated in the start-up phase on the starting resistor and smaller than the auxiliary voltage from the output power of the output stage during normal operation. In addition, the starting resistance and the auxiliary winding of the output transformer must be such oein that the recoverable during normal operation from the auxiliary winding auxiliary voltage is greater than the auxiliary voltage can be generated via the starting resistor in the lifting phase. For the setting of the two threshold values of the rectified mains voltage, that for safe switching on and off their difference is greater than the voltage swing of the rectified mains voltage when switching on or off mi! must be maximum secondary load. In the following the principle of operation of the orfindungspernäßen switching power supply will be described. The lower limit of the operating voltage range of the switching power supply is exactly bostimmbar by setting or setting the two thresholds, wherein the first Scliwellwert the Einschaitwert and the second threshold corresponds to the switch-off. The safe switching on or off is the circuit implementation of a

Schalthysterese zwischen dun beiden Schwellwerten erreicht, wobei der zweite Schwellwert unterhalb des ersten Schwellwertes liegt, so daß bei Netzspannungen an der unteren Grenze des Betriebsspannungsbereiches kein Pendeln zwischen Anlaufphase und Normalbetrieb auftritt. Bei langsam ansteigender Notzspannung fließt im Bereich unterhalb des ersten Schwellwertes kein Strom über den Anlaufwiderstand. Erst bei Überschreiten des ersten Schwellwortes werden die in Reihe mit dem Anlaufwiderstand angeordneten Schaltmittel betätigt und der Anlaufstromkreis kurzzeitig geschlossen. Das Schaltnetzteil schwingt an und geht sofort in den Normalbctrieb über. Damit wird die Hilfsspannung aus der Ausgangsleistung der Endstufe bereitgestellt, was durch Überschreiten eines entsprechenden Schwollwertes zur Unterbrechung des Anlaufstromkreises führt. Das Absinken der gleichgerichteten Netzspannung beim Einschalten des Schaltneitfeiles infolge der sekundären Belastung unter den ersten Schwellwert, d. h. unter den Einschaltwert führt infolge der größer zu wählenden Hysterese, also eines noch tiefer liegenden zweiten Schwellwertes als Ausschaltwert, nicht wieder zum Abschalten des Schaltnetztailes. Ein erneutes Überschreiten des ersten Schwellwertes infolge weiter ansteigender Netzspannung durch das im Normalbetrieb arbeitende Schaltnetzteil führt nicht zum Schließen des Anlaufstromkreises, weil die Schaltmittel durch die stets über ihrem Schwellwert liegende aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewonnene Hilfsspannung abgeschaltet bleiben. Bei langsam sinkender Netzspannung bleibt das Schaltnetzteil auch bei Unterschreiten des ersten Schwellwertes der gleichgerichteten Netzspannung im Normalbetrieb und der Anlaufstromkreis bleibt unterbrochen. Erst bei Unterschreiten des zweiten Schwellwertes der gleichgerichteten Netzspannung wird das Schaltnetzteil abgeschaltet, was durch Abschalten der aus der Ausgangsleistung der Endstufe gewonnenen Hilfsspannung erfolgt. Dabei kann entweder der Versorgungskreis d'rekt unterbrochen werden oder aber der Hilfsspanr.üngserzeugung dienende Baugruppen werden außer Betrieb gesetzt, wie z. B. der die Schwingfrequenz erzeugende Schwingkreis, die Ansteuorschaltung u. a. Das Ansteigen der gleichgerichteten Netzspannung über don zweiten Schwellwert infolge Wegfalls der sekundären Belastung beim Abschalten führt aufgrund der Hysterese nicht zum Wiedereinschalten. Ein erneutes Einschalten ist erst beim Überschreiten des ersten Schwellwertes durch einen entsprechenden Netzspannungsanstieg, wio oben beschrieben, möglich.Switching hysteresis between dun two thresholds reached, the second threshold is below the first threshold, so that at mains voltages at the lower limit of the operating voltage range no oscillation between startup and normal operation occurs. When the emergency voltage rises slowly, no current flows through the starting resistor in the range below the first threshold value. Only when the first threshold word is exceeded, the switching means arranged in series with the starting resistor are actuated and the starting circuit is closed for a short time. The switching power supply starts and immediately goes into normal operation. Thus, the auxiliary voltage is provided from the output power of the output stage, which leads to the interruption of the starting circuit by exceeding a corresponding threshold value. The decrease in the rectified mains voltage when switching the Schaltneitfeiles due to the secondary load below the first threshold, d. H. below the switch-on value, as a result of the greater hysteresis to be selected, that is to say an even lower second threshold value than switch-off value, the switch-off network contact is not switched off again. A renewed exceeding of the first threshold due to further increasing mains voltage by working in normal mode switching power supply does not close the start-up circuit, because the switching means remain switched off by the always above its threshold lying recovered from the output power of the output stage auxiliary voltage. With slowly decreasing mains voltage, the switched-mode power supply remains in normal operation even when the first threshold of the rectified mains voltage is undershot and the starting circuit remains interrupted. Only when falling below the second threshold value of the rectified mains voltage, the switching power supply is turned off, which is done by switching off the recovered from the output power of the output stage auxiliary voltage. Either the supply circuit can be interrupted directly or the modules serving auxiliary supply generation can be put out of action, such as, for example. B. the oscillation frequency generating resonant circuit, the Ansteuorschaltung u. a. The increase of the rectified mains voltage over the second threshold value as a result of omission of the secondary load during shutdown does not lead to the reclosing due to the hysteresis. A renewed switching on is only possible when the first threshold value is exceeded by a corresponding increase in mains voltage, as described above.

Ausfuhrungsbeiepiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show it:

Fig. 1: a block diagram of the switching power supply Fig. 2: a schematic diagram with the circuit 8260 in the Ansteuorochaltung

Das in Fig. 1 gezeigte Schaltnetzteil besteht aus dem Ausgangsübertrager 1, dessen Primärwicklung 2 an die über die Ansteuerschaltung 3 betriebene Endstufe 4 angeschlossen ist, und dessen Hilfswicklung 6 über die Gleichrichte! diode 32 mit dem Stromvorsorgungseingang der Ansteuerschaltung 3 verbunden 'st, dor Netzgleichrichterschaltung 28 und der Anlaufschaltung. Die Anlaufschaltung wird aus dem an der gleichgerichteten Netzspannung U_n liegenden Anlaufwiderstand 5, dem von der gleichgerichteten Netzspannung Un gesteuerten Schwellwertschalter 7 und dem in Reihe mit dem Anlaufwiderstand Q liegenden steuerba-en Schalter 8 gebildet. Der Ausgang 20 des Schwellwertschalters 7 ist mit dem ersten Steuereingang 10 des steuerbaren Schalters 8 und mit einem statischen Stelleingang 9 der Ansteuerschaltung 3 verbunden. Die Hilfsspannung Uv ist auf den zweiten Stouereingang 11 des steuerbaren Schalters 8 geschaltet. Der Istwert der Ausgongsspannung des Schaltnetzteiles ist mittels der Istwertrückführung 29 auf den entsprechenden Anschluß der Regelschaltung 3 gelegt.The switching power supply shown in Fig. 1 consists of the output transformer 1, the primary winding 2 is connected to the operated via the drive circuit 3 power amplifier 4, and its auxiliary winding 6 via the rectification! diode 32 is connected to the power supply input of the drive circuit 3, the power rectifier circuit 28 and the start-up circuit. The start-up circuit is formed from the starting resistor 5 located at the rectified mains voltage U _n , the threshold value switch 7 controlled by the rectified mains voltage Un and the control switch 8 connected in series with the starting resistor Q. The output 20 of the threshold switch 7 is connected to the first control input 10 of the controllable switch 8 and to a static control input 9 of the control circuit 3. The auxiliary voltage Uv is connected to the second Stouereingang 11 of the controllable switch 8. The actual value of the output voltage of the switched-mode power supply is applied to the corresponding terminal of the control circuit 3 by means of the actual value feedback 29.

Bei Netzspannungen, die unterhalb des ersten Schwellwertes der Netzspannung liegen, der beispielsweise dicht unter der unteren zuverlässigen Toleranzgrenze eingestellt sein kann, ist der steuerbare Schalter 8 geöffnet, der Schwellwertschalter 7 ausgeschaltet und der Etatische Stelleingang 9 der Ansteuerschaltung 3 ist blockiert. Überschreitet die gleichgerichtete Netzspannung U_n den ersten Schwellwert, so wird der Schwellwertschalter 7 eingeschaltet. Die am Ausgang 20 des Schwellwertschaltors 7 entstehende Fotontialänderung führt über den ersten Steuereingang 10 des steuerbaren Schalters 8 zu dessen Einschalten und gleichzeitig über den statischen Stelleingang 9 dor Ansteuerschaltung 3zum Aufheben der Blockierung. Mit dem Schalter 8 wird der Anlaufstromkreis über den Anlsufwiderstand 5 geschlossen und um Betriebsspannungseingang der Ansteuerschaltung 3 entsteht eine Hilfsspannung U_VA, die zum Betreiben der Ansteuerschaltung 3 und zum Ansteuern der Endstufe 4 ausreicht, aber die Schaltschwelle am zweiten Stejereingang 11 des steuerbaren Schalters 8 nicht überwinden kann. Das Schaltnetzteil beginnt nunmehr in bekannter Weise zu arbeiten und erzeugt über die Hilfswicklung 6 die über die Gleichrichterdiode 32 gleichgerichtete Hilfsspannung Uve. die größer ist als die über den Anlaufwiderstand 6 bereitgestellte Hilfsspannung U_VA Damit wird die Schaltschwelle am zweiten Eingang 11 des steuerbaren Schalters 8 überschritten und der Schalter unterbricht den Anlaufstromkreis. Mit den. Einschalten des Schaltne'zteiles ist bei angeschlossener sekundärer Last ein Absinken der gleichgerichtet Netzspannung U_n verbunden, welches bei langsam ansteigender Netzspannung bzw. bsi Netzspannungen im Burelch des orsten Schwellwertes dio Unterschreitung das ersten Schwellwertes zur Folge haben kann. Voruussetzungsgemäß liegt der zweite Schwellweit der gleichgerichteten Netzspannung U_n als Ausschaltwert aber tiefer, so daß das Schaltnetztei! sicher eingeschaltet bleibt.At mains voltages that are below the first threshold of the mains voltage, which may be set, for example, just below the lower reliable tolerance limit, the controllable switch 8 is opened, the threshold switch 7 is turned off and the Etatic control input 9 of the drive circuit 3 is blocked. If the rectified mains voltage U _{n exceeds} the first threshold value, then the threshold value switch 7 is switched on. The resulting at the output 20 of the threshold value 7 Fotontialänderung leads via the first control input 10 of the controllable switch 8 to turn it on and at the same time on the static control input 9 dor drive circuit 3 to cancel the blocking. With the switch 8, the starting circuit is closed via the Anlsufwiderstand 5 and the operating voltage input of the drive circuit 3, an auxiliary voltage U _VA , which is sufficient to operate the drive circuit 3 and to drive the power amplifier 4, but not the switching threshold at the second Stejereingang 11 of the controllable switch 8 can overcome. The switching power supply now begins to work in a known manner and generated via the auxiliary winding 6 rectified via the rectifier diode 32 auxiliary voltage Uve. which is greater than that provided via the starting resistor 6 auxiliary voltage U _VA Thus, the switching threshold at the second input 11 of the controllable switch 8 is exceeded and the switch interrupts the starting circuit. With the. Turning on the Schaltne'zteiles is connected secondary secondary load a drop in the rectified mains voltage U _n connected, which at low rising mains voltage or bsi mains voltages in Burelch the orsten threshold dio falls short of the first threshold can result. Voruussetz according to the second threshold of the rectified mains voltage U _n as Ausschaltwert but deeper, so that the Schaltnetzti! safely remains switched on.

Sinkt die gleichge 'ichtete Netzspannung U_n unter den zweiten Schwellwert, to wird der Schwellwertschalter 7 geöffnet und über den Eingang 9 die Ansteuei schaltung 3 sofort blockiert, wodurch die aus der Hilfswicklung β des Ausgangsübertragers 1 gewonnene Hilfsspannuna Uve zusammenbricht. Infolge des Wegfalls der sekundären Last entsteht ein Spannunoshub der gleichgerichteten Netzspannung U_n, dur zum Überschreiten des zweiten Schwellwertes führen kann. Da die Hysterese des Schwellwertschalter 7 größer ist als der Spannungshub, wird der erste Schwollwert nicht erreicht, so daß das Schaltnetzteil und auch der Anlaufstromkreis ausgeschaltet bleiben.Decreases the gleichge 'ichtet mains voltage U _n below the second threshold, to the threshold value switch 7 is opened and via the input 9, the Ansteuei circuit 3 blocked immediately, whereby the Hilfssspannuna Uve obtained from the auxiliary winding β of the Ausgangsübertragers 1 collapses. As a result of the omission of the secondary load a Spannunoshub the rectified mains voltage U _n , dur may result in exceeding the second threshold. Since the hysteresis of the threshold value switch 7 is greater than the voltage swing, the first Schwollwert is not reached, so that the switching power supply and the start-up circuit remain switched off.

In Figur 2 ist das erläuterte Prinzip weiter ausgestaltet. Die Ansteuerschaltung 3 ist in diesem Schaltnetzteil mit dem handelsüblichen Schaltkreis B 260 und einer nachfolgenden Treiberstufe 27 für die Ansteuerung der Endstufe 4 aufgebaut, wobq! In der Figur nur die Beschattung der erfindungsrelevanten Anschlußpunkte dargestellt ist. Der Schwellwertschalter 7In Figure 2, the explained principle is further developed. The drive circuit 3 is constructed in this switching power supply with the commercial circuit B 260 and a subsequent driver stage 27 for controlling the output stage 4, wobq! In the figure, only the shading of the invention relevant connection points is shown. The threshold value 7

besteht aus dem mitgekoppelten Operationsverstärker 12, dessen invertierender Eingang 13 an einer Referenzquelle liegt, die aus der gegen Nullpotential NP geschalteten Zenerdiode 14 besteht, deren Katode außerdem über den Widerstand 30 mit der g.'oichgerichteten Netzspannung verbunden ist. Der nichtinvertierende Eingang 15 des Operationsverstärker 12 ist mit dem den ersten Schwellwert bestimmenden zwischen der gleichgerichteten Netzspannung Un und Nullpotential NP liegenden hochohmigen, einstellbaren Spannungsteilerwiderstand 16 und außerdem mit dem den zweiten Schwellwert bestimmenden einstellbaren Rückführwiderstand 19 vom Ausgang 20 des Operationsverstärker 12 verbunden. Weiterhin ist als steuerbarer Schalter 8 ein Bipolartransistor 22 eingesetzt, dessen Kollektor am Anlaufwiderstand 5 und dessen Emitter an der aus der Hilfswicklung 6 des Ausgangsübertragers 1 gewonnenen und über die Gleichrichterdiode 32 gleichgerichteten Hilfsspannung UvE liegt, während dessen Basis über die Zenerdiode 23 mit Nullpotential NP und über die Reihenschaltung der beiden Widerstände 24 und 25, zwischen denen der erste Steuereingang 10 liegt, an der gleichgerichteten Netzspannung U_n angeschlossen ist, wobei Basis und Emitter mit der in Sperrichtung angeordneter. Halbleiterdiode 26 verbunden sind. Außerdom ist der der Glättung und dar Realisierung einer endlichen Anstiegszeit der Hilfsspannung Uy dienende Kondensator 31 vom Emitter des Bipo.anrai isistors 22 gegen Nullputential NP geschaltet. Zwischen dem Ausgang 20 des Schwellwertschaltors 7 und dom ersten Eingang 10 des stc-uerbaron Schalters 8 ist der Schaltverstärker 21 zur Leistungsanpassung angeordnet und der aus den Widerständen 17 und 18 bestehende gegen Nullpotential NP geschaltete Spannungsteiler dient der Anpassung des Spannhubes am Ausgang 20 des Schwellwertschalters 7 an den statischen Stelleiiigang 9 an Anschlußpunkt 10 des Schaltkreises B 260. Bei Netzspannungen unterhalb des ersten Schwellwertes liegt der Ausgang 20 des Operationsverstärkers nahezu auf Nullpotential NP, wodurch über dan statischen Stelleingang 9 (Anschluß 10) des Schaltkreises B 260 dio Ansteuerschaltung 3 blockiert ist. Der Eingang 10 des steuerbaren Schalters 8 liegt gleichfalls nahezu auf Nullpotential NP, wodurch der Bipolartransistor 22 gesperrt ist. Beim Überschreiten des ersten Schwellwertes durch die gleichgerichtete Netzspannung U_n erfolgt infolge des Einschaltens des Schwellwertschalters 7 an dessen Ausgang 20 und am Eingang 10 des steuerbaren Schalters 8 eine Potentialänderung, die über den Spannungsteiler 17,18 zur Aufhebung der Blockierung des Schaltkreises B 260 und über die Potentialändorung an der Basis des Bipolartransistors 22 zu dessen Durchschalten führt, infolge des über den Anlaufwiderstand 5, die Kollektor-Emitter-Strecke des Bipolartransistors 22 und de» Schaltkreis B 260 sowie die Treiberstufe 27 fließenden Stromes liegt am zweUen Eingang 11 des steuurbaren Schalters 8, also am Emitter des Bipolartransistors 22, die über den Anlaufwiderstand 5 in der Anlaufphase erzeugte Hilfsspannung U_VA an, die kleiner ist als die Zenerspannung der Zenerdiode 23, so daß die Halbleiterdiode 26 gesperrt ist. Nach dem Anschwingen des Schaltnetzteiles wird aus der Hilfswicklung 6 des Ausgangsübertrager 1 über die Gleichrichterdiode 32 eine höhere durch die Zencdiode 23 konstant gehaltene Hilfsspannung U_Ve gewonnen, die die Halbleiterdiode 26 in den leitenden Zustand überführt und somit das Sperren des Bipolartransistors 22 zur Folge hat.consists of the coupled operational amplifier 12, whose inverting input 13 is located at a reference source consisting of the Zener diode 14 connected to zero potential NP, whose cathode is also connected via the resistor 30 with the g.'oichgerichteten mains voltage. The non-inverting input 15 of the operational amplifier 12 is connected to the first threshold determining between the rectified mains voltage Un and zero potential NP high impedance, adjustable voltage divider resistor 16 and also to the second threshold determining adjustable feedback resistor 19 from the output 20 of the operational amplifier 12. Furthermore, as a controllable switch 8, a bipolar transistor 22 is used, the collector of the starting resistor 5 and its emitter on the recovered from the auxiliary winding 6 of the output transformer 1 and rectified rectifier diode 32 via the auxiliary voltage UvE, while the base of the Zener diode 23 with zero potential NP and via the series connection of the two resistors 24 and 25, between which the first control input 10 is connected to the rectified mains voltage U _n , wherein the base and emitter arranged with the reverse direction. Semiconductor diode 26 are connected. Outside of the smoothing and the realization of a finite rise time of the auxiliary voltage Uy serving capacitor 31 from the emitter of Bipo.anrai isistors 22 connected to zero potential NP. Between the output 20 of Schwellwertschaltors 7 and dom first input 10 of the stc-Uerbaron switch 8, the switching amplifier 21 is arranged for power adjustment and consisting of the resistors 17 and 18 connected to zero potential NP voltage divider is used to adjust the clamping stroke at the output 20 of the threshold 7 At mains voltages below connection point 10 of circuit B 260. At mains voltages below the first threshold, the output 20 of the operational amplifier is almost at zero potential NP, which is blocked via dan static control input 9 (terminal 10) of the circuit B 260 dio drive circuit 3. The input 10 of the controllable switch 8 is also almost at zero potential NP, whereby the bipolar transistor 22 is blocked. When exceeding the first threshold by the rectified mains voltage U _n is due to the switching of the threshold 7 at its output 20 and the input 10 of the controllable switch 8 is a potential change via the voltage divider 17,18 to cancel the blocking of the circuit B 260 and above the potential change at the base of the bipolar transistor 22 leads to its turn-on, as a result of the on the starting resistor 5, the collector-emitter path of the bipolar transistor 22 and the de circuit B 260 and the driver stage 27 flowing current is located at the second input 11 of the controllable switch eighth , So at the emitter of the bipolar transistor 22, the voltage generated via the starting resistor 5 in the startup phase U _VA , which is smaller than the Zener voltage of the Zener diode 23, so that the semiconductor diode 26 is locked. After the oscillation of the switching power supply is obtained from the auxiliary winding 6 of the output transformer 1 via the rectifier diode 32 a higher held constant by the Zencdiode 23 auxiliary voltage U _V e, which transfers the semiconductor diode 26 in the conductive state and thus has the blocking of the bipolar transistor 22 result ,

Der lelstungsarme, hochohmige Aufbau des Schwellwertschalters 7 ermöglicht zweckmäßigerweise die Mininturisierung der angegebenen Schaltung und sorgt für einen geringen Hilfsenergieverbrauch.The low-impedance, high-impedance construction of the threshold value switch 7 expediently allows the mini-clocking of the specified circuit and ensures a low auxiliary power consumption.

Mit der Einstellbarkeit des Einschalt- und des Ausschaltwertes, bezüglich der Höhe der Netzspannung, läßt sich der Betriebszustand des Schaltnetzteiles den zulässigen Netzspannungstoleranzen anpassen. Die Anstiegs- und Abfallgeschwindigkeit der Notzspannung ist für das sichere Ein- bzw. Ausschalten des Schaltnetzteiles funktionell nicht mehr von Bedeutung. Netzspannungsausfälle, selbst langsamfallonder Tendenz, führen zum definierten Abschalten der Ausgangssponnungen an einem einstellbaren Ausschaltpunkt. Netzspannungswiederkehr, selbst bei langsam ansteigender Spannung, führt zum automatischen, definierten und sicheren NeustartWith the adjustability of the switch-on and the switch-off, with respect to the height of the mains voltage, the operating state of the switching power supply can be adapted to the permissible mains voltage tolerances. The rise and fall speed of the emergency voltage is functionally no longer important for the safe switching on and off of the switching power supply. Mains voltage failures, even slowly falling tendency, lead to the defined switching off of the output pulses at an adjustable switch-off point. Mains voltage recovery, even with slowly increasing voltage, leads to the automatic, defined and safe restart

Die durch die Erfindung ermöglichte Einschränkung des notwendigen Betriebsspannungsbereiches, bis auf die zulässigen Toleranzwerte der Netzspannung, bewirkt eine Verkürzung der Anstiegszeit der Ausgangsspannung.The limitation of the necessary operating voltage range made possible by the invention, except for the permissible tolerance values of the mains voltage, causes a shortening of the rise time of the output voltage.

Claims

1. Switching power supply with an output transformer (1) whose primary winding (2) to a via a drive circuit (3) operated output stage (4) is connected, and with a lockable in operation starting circuit, via a starting resistor (5), the auxiliary voltage (U _v ) for the switching power supply in the start-up phase from the rectified mains voltage (Un) and during operation from the output power of the output stage (4), in particular from an auxiliary winding (6) of the Ausgangsübertragers (1), is recoverable, characterized in that in series with the starting resistor (5) to the rectified mains voltage (Un) and to the from the output of the output stage (4) recoverable auxiliary voltage (U _V e) connected and controllable by these voltages switching means (V, 8) are provided on the first at Exceeding a first threshold value of the rectified mains voltage (U L) the U L-3r the starting resistor (5) auxiliary voltage to be supplied in the starting phase (U _V a) can be switched on and at a threshold value of the output power of the output stage (4) recoverable auxiliary voltage (Uve) is switched off again and that further connected to the rectified mains voltage (U _n ) and controllable by this switching means (7.9) are present over the falls below a lying below the first threshold value of the rectified mains voltage (Un) lying second threshold value from the output power of the output stage (4) recoverable auxiliary voltage (Uve) can be switched off.

2. Switching power supply according to claim 1, characterized in that as switching means (7,8) for switching on the auxiliary voltage (U _VA ) in the start-up phase, a controllable switch (8) is inserted at the first control input (10) at the rectified mains voltage ( U _n ) lying threshold value switch (7) is connected and on whose second input (11) from the output stage (4) recoverable auxiliary voltage (Uve) is connected.

3. Switching power supply according to claim 1 or 2, characterized in that as a gap means (7,9) zürn shutdown of the output power of the output stage (4) recoverable auxiliary voltage (Uve) to the rectified mains voltage (Un) lying threshold value switch (7) used is whose output (20) is connected to a static control input or blocking input (9) of the drive circuit (3).

4. Switching power supply according to claim 2 and 3, characterized in that as Schwellwertschaltor only one common, at the rectified mains voltage (Un) lying threshold value switch (7) is present, at its output (20) both the first control input (10) of the controllable switch (8) and the static control input or the blocking input (9) of the drive circuit (3) are connected, wherein the threshold value switch (7) has a switching hysteresis.

5. Switching power supply according to claim 3 or 4, characterized in that the output (20) of the threshold switch (7) via a zero potential (NP) connected from two resistors (17,18) formed voltage divider with the static control input or the blocking input (9 ) of the drive circuit (3) is connected.

6. Switching power supply according to claim 4 or 5, characterized in that the first and the second threshold are separately adjustable.

7. Switching power supply according to one of claims 4 to 6, characterized in that the threshold value switch (7) is constructed with low power.

8. Schaltnetztoil according to one of claims 4 to 7, characterized in that the threshold value switch (7) consists of a coupled operational amplifier (12) whose inverting input (13) to a Referun / source (14) and whose non-inverting input (15 ) is connected to the rectified mains voltage (Un) via an adjustable high-impedance voltage divider (16) determining the first threshold value and to an adjustable feedback resistance (19) determining the second threshold value from the output (20) of the operational amplifier (12).

9. Switching power supply according to claim 8, characterized in that a Zener diode (14) is used as the reference source.

10. Switching power supply according to one of claims 4 to 9, characterized in that between the output (20) of the threshold switch (7) and the first Steuereiiigang (10) of the controllable switch (8), a switching amplifier (21) is arranged.

11. Switching power supply according to a dor claims 2 to 10, characterized in that as a controllable switch (8), a bipolar transistor (22) is used, the collector of the starting resistor (5) and its emitter at the rectified, from the output stage (4) won Auxiliary voltage (U _VE ) is, while the base of a Zener diode (23) at zero potential (NP) and via a series connection of two resistors (24,25), between which the first control input (10), at the rectified mains voltage (Un) is connected, wherein the base and emitter are connected to a reverse-mounted semiconductor diode (26).

12. Switching power supply according to claim 11, characterized in that the emitter of the bipolar transistor (22) is connected to a zero potential (NP) connected capacitor (31).

13. Switched-mode power supply according to claim 11 or 12, characterized in that the zener voltage of the Zener diode (23) greater than that in the start-up phase via the starting resistor (5) generatable auxiliary voltage (U _V a) and smaller than that from the output power of the output stage (4th ) is recoverable auxiliary voltage (U _VE ) during normal operation.

14. Switched-mode power supply according to one of claims 1 to 13, characterized in that the recoverable from the output power of the output stage (4) during normal operation auxiliary voltage (Uve) is greater than that via the starting resistor (5) in the starting phase generated auxiliary voltage (Uva ) ·

15. Schaltnotzteil according to one of claims 1 to 14, characterized in that the difference between the first and the second threshold of the rectified mains voltage (Un) is greater than the voltage swing of the rectified mains voltage (Un) when switching on or off with maximum secondary Burden.