DE10118457A1 - Schaltungsanordnung mit einem Leistungstransistor und einer zugehörigen Ansteuerschaltung - Google Patents
Schaltungsanordnung mit einem Leistungstransistor und einer zugehörigen AnsteuerschaltungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem Leistungstransistor (T), einer Ansteuerschaltung (CON) für den Leistungstransistor (T) und einem Optokoppler (OK) zur Übertragung eines Steuersignals (ST) an die Ansteuerschaltung (CON), wobei der Optokoppler (OK) und die Ansteuerschaltung (CON) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine derartige Schaltungsanordnung mit wenigstens einem Leis
tungstransistor, einer den Leistungstransistor ansteuernden
Ansteuerschaltung und einem Optokoppler, der ein Signal, ab
hängig von dem eine Ansteuerung des Leistungstransistors er
folgen soll, an die Ansteuerschaltung überträgt, findet bei
spielsweise in Schaltwandlern Verwendung.
Ausführungsbeispiele solcher Schaltwandler sind unter anderem
in Stengl/Tihanyi: "Leistungs-MOS-FET-Praxis", 2. Auflage,
Pflaum Verlag, München, 1992, Seite 178 oder in
Köstner/Möschwitzer: "Elektronische Schaltungen", Carl Hanser Verlag,
München, 1993, Seite 287 beschrieben. Bei diesen bekannten
Schaltwandlern ist jeweils ein Leistungstransistor in Reihe
zu einer Gleichrichteranordnung geschaltet und die Reihen
schaltung ist an Klemmen für eine Versorgungsspannung ange
schlossen. Der Leistungstransistor wird durch die Ansteuer
schaltung getaktet leitend und sperrend angesteuert, wobei
die von der Versorgungsspannung aufgenommene und an die Last
abgegebene Leistung, und damit die Ausgangsspannung, abhängig
ist von der Frequenz mit der der Leistungstransistor leitend
angesteuert wird und von der Zeitdauer, für welche der Leis
tungstransistor jeweils leitend bleibt. Eine Last ist an Aus
gangsklemmen der Gleichrichteranordnung anschließbar, an de
nen eine Ausgangsspannung zur Verfügung steht. Schaltkreise
in der Gleichrichteranordnung an denen zum einen die Versor
gungsspannung anliegt und an denen zum anderen die Ausgangs
spannung zur Verfügung steht, sind mittels eines Transforma
tors galvanisch voneinander getrennt. Zur Regelung der Aus
gangsspannung bei Laständerungen ist der Ansteuerschaltung
über einen Rückkopplungszweig ein von der Ausgangsspannung
abhängiges Signal zugeführt, wobei die Ansteuerschaltung den
Leistungstransistor derart ansteuert, dass die Leistungsauf
nahme erhöht wird, wenn die Ausgangsspannung absinkt und um
gekehrt. Zur galvanischen Entkopplung der sekundärseitigen
Ausgangsklemmen und der primärseitigen Ansteuerschaltung ist
ein Optokoppler in dem Rückkopplungszweig vorhanden.
Schaltungsanordnungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
finden auch Verwendung in Halbbrückenschaltungen, bei denen
zwei Transistoren vorgesehen sind, deren Laststrecken in Rei
he geschaltet an eine Versorgungsspannung angeschlossen sind.
Die Transistoren werden durch die Ansteuerschaltung bzw.
Treiberschaltung dabei üblicherweise so angesteuert, dass nur
jeweils einer der beiden Transistoren leitet. Zur Erzielung
einer galvanischen Entkopplung zwischen der Ansteuerschaltung
und einer ein Ansteuersignal bereitstellenden Schaltung, bei
spielsweise einem Mikrocontroller, ist das Ansteuersignal der
Ansteuerschaltung über einen Optokoppler zugeführt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine platzsparende
Realisierung einer Schaltungsanordnung mit einem Leistungs
transistor, einer Ansteuerschaltung und einem Optokoppler zur
Verfügung zu stellen.
Dieses Ziel wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
des Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist wenigstens ei
nen Leistungstransistor mit einer Laststrecke und einem Steu
eranschluss und eine Ansteuerschaltung mit wenigstens einem
Ausgang; der an den Steueranschluss des Leistungstransistors
angeschlossen ist, und wenigstens einem Eingang auf. Ein Op
tokoppler mit einer Sendeeinheit und einer an den wenigstens
einen Eingang der Ansteuerschaltung angeschlossenen Empfangs
einheit und die Ansteuerschaltung sind erfindungsgemäß in ei
nem gemeinsamen Gehäuse untergebracht.
Vorzugweise ist die Empfangseinheit des Optokopplers mit der
Ansteuerschaltung auf einem ersten Träger bzw. Leadframe und
die Sendeeinheit auf einem zweiten, dem ersten Träger gegenü
berliegenden Träger bzw. Leadframe in dem gemeinsamen Gehäuse
angeordnet. Die Empfangseinheit und die Ansteuerschaltung
sind gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in ei
nem gemeinsamen Halbleiterkörper realisiert und gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung in beabstandet auf dem
zweiten Leadframe angeordneten Halbleiterkörpern realisiert.
Das den Optokoppler und die Ansteuerschaltung umgebende Ge
häuse weist eine Ummantelung auf, aus der Anschlussbeine zum
Anschließen des Optokopplers herausragen und die den Opto
koppler und die Ansteuerschaltung vor mechanischen äußeren
Einflüssen schützt.
Die Ummantelung ist derart ausgebildet, dass sie eine opti
sche Verbindung zwischen der Licht aussendenden Sendeeinheit
und der Licht empfangenden Empfangseinheit ermöglicht. Dazu
weist die Ummantelung gemäß einer Ausführungsform zwischen
der Sende- und der Empfangseinheit des Optokopplers eine Aus
sparung auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht die
Ummantelung wenigstens teilweise aus einem lichtdurchlässigen
Material.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist vorteilhafter
weise Bestandteil eines Schaltwandlers, der eine Gleichrich
teranordnung aufweist, die in Reihe zu der Laststrecke des
Leistungstransistors geschaltet ist, wobei die Reihenschal
tung aus Gleichrichteranordnung und Leistungstransistor an
Klemmen für ein Versorgungspotential angeschlossen ist. An
Ausgangsklemmen dieser Gleichrichteranordnung ist eine Aus
gangsspannung zur Versorgung einer Last abgreifbar. Der Opto
koppler ist dabei Teil eines Rückkopplungszweiges der zur
Rückkopplung eines von der Ausgangsspannung abhängigen Sig
nals an die Ansteuerschaltung dient. Der Optokoppler bewirkt
eine galvanische Entkopplung zwischen den Ausgangsklemmen der
Gleichrichteranordnung und der Ansteuerschaltung, wobei das
über den Rückkopplungszweig zurückgekoppelte Signal dazu
dient, die Ausgangsspannung bei Laständerungen durch entspre
chende Ansteuerung des in Reihe zu der Gleichrichteranordnung
geschalteten Transistors nachzuregeln.
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Schaltungsanord
nung Bestandteil einer Halbbrückenschaltung. Dabei ist ein
Optokoppler vorhanden, der ein Ansteuersignal für die Tran
sistoren der Halbbrückenschaltung an eine Ansteuer- bzw.
Treiberschaltung für die Transistoren überträgt. Die Zufüh
rung eines Ansteuersignals für beide Transistoren über einen
Optokoppler ist ausreichend, wenn die beiden Transistoren
nicht unabhängig voneinander angesteuert werden sollen, wenn
also beispielsweise der eine Transistor immer leiten soll,
wenn der andere sperrt, und umgekehrt. In der Ansteuerschal
tung ist dazu eine geeignete Schaltungsanordnung vorhanden,
die das Ansteuersignal in geeignete, von dem Ansteuersignal
abhängige Ansteuerpegel für die Transistoren umsetzt. Sollen
die beiden Transistoren unabhängig voneinander angesteuert
werden, so werden der Ansteuerschaltung zwei Ansteuersignale
über zwei Optokoppler zugeführt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei
spielen anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren
zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schal
tungsanordnung,
Fig. 2 eine in einem Gehäuse integrierte erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung mit einer Ansteuerschaltung für
einen Transistor und mit einem Optokoppler,
Fig. 3 ein erstes Anwendungsbeispiel einer erfindungsgemä
ßen Schaltungsanordnung in einem Schaltwandler,
Fig. 4 ein zweites Anwendungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Schaltungsanordnung in einer Halbbrücken
schaltung.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schal
tungsanordnung mit einem Leistungstransistor T, der durch ei
ne Ansteuerschaltung CON angesteuert ist. Dieser Leistungs
transistor T dient beispielsweise zum Anlegen einer Versor
gungsspannung V1 an eine Last RL, die in dem Beispiel gemäß
Fig. 1 in Reihe zu der Drain-Source-Strecke D-S des Leis
tungstransistors T an Klemmen für die Versorgungsspannung V1
angeschlossen ist. Die Ansteuerung des Leistungstransistors T
durch die Ansteuerschaltung CON erfolgt abhängig von einem
Steuersignal ST, welches der Ansteuerschaltung CON über einen
Optokoppler OK zugeführt ist.
Dieser Optokoppler OK weist eine Licht emittierende Sendeein
heit, in dem Beispiel eine Leuchtdiode LED und eine Empfangs
einheit, in dem Beispiel einen Phototransistor PT auf, wobei
der Phototransistor PT an einen Eingang der Ansteuerschaltung
CON angeschlossen ist. Aufgabe des Optokopplers OK ist es,
einen nicht näher dargestellten Schaltkreis, der das Ansteu
ersignal ST erzeugt und den Schaltkreis mit der Ansteuer
schaltung CON und dem Leistungstransistor T galvanisch zu
entkoppeln. Diese galvanische Entkopplung ist in Fig. 1 da
durch veranschaulicht, dass Spannungen des Schaltkreises mit
der Ansteuerschaltung CON und dem Leistungstransistor T auf
ein erstes Bezugspotential M1 bezogen sind, während das Steu
ersignal ST auf ein von dem ersten Bezugspotential M1 entkop
peltes zweites Bezugspotential M2 bezogen ist.
Das Steuersignal ST kann ein analoges Signal sein, wobei die
Intensität des von der Leuchtdiode LED ausgesendeten Lichts
von der Amplitude des Steuersignals ST abhängt. Das von der
Leuchtdiode LED ausgesendete Licht wird in dem Phototransis
tor PT in eine Spannung umgesetzt, die der Ansteuerschaltung
CON zugeführt ist. Zur Erzeugung dieser Spannung ist der Pho
totransistor PT typischerweise über eine Stromquelle Iq an
eine Versorgungsspannung V+ angeschlossen, wobei die Strom
quelle Iq und eine Spannungsquelle, welche die Versorgungs
spannung V+ bereitstellt, in nicht näher dargestellter in der
Ansteuerschaltung integriert sein können, und wobei die Span
nungsquelle auch in nicht näher dargestellter Weise die Span
nungsversorgung der Ansteuerschaltung CON übernehmen kann.
Der Einschaltwiderstand des Phototransistors PT und somit die
an dem Phototransistor PT anliegende Spannung ist abhängig
von der Intensität des durch die Leuchtdiode LED ausgesende
ten und von dem Phototransistor PT empfangenen Lichts.
Das Steuersignal ST kann auch ein digitales bzw. diskretes
zweiwertiges Signal sein, welches die Leuchtdiode ein- oder
ausschaltet, wobei die über dem Phototransistor PT anliegende
Spannung dann nur zwei unterschiedliche Spannungswerte anneh
men kann.
Um eine platzsparende Realisierung der in Fig. 1 dargestell
ten Schaltungsanordnung zu ermöglichen, ist gemäß der Erfin
dung vorgesehen, die Ansteuerschaltung CON und den Opto
koppler OK in einem gemeinsamen Gehäuse zu integrieren, wie
nachfolgend anhand von Fig. 2 näher erläutert wird.
Fig. 2a zeigt einen Querschnitt in Seitenansicht durch ein
Gehäuse GE für Halbleiterbauelemente, in welchem der Opto
koppler OK und die Ansteuerschaltung CON integriert sind.
Fig. 2b zeigt einen Querschnitt durch dieses Gehäuse in Drauf
sicht.
In dem Gehäuse GE sind zwei Träger bzw. Leadframes LF1, LF2
für Halbleiterbauelemente beabstandet zueinander angeordnet.
Die Sendeeinheit LED des Optokopplers ist in einem ersten
Halbleiterkörper IC1 integriert und auf den ersten Leadframe
LF1 aufgebracht. Die Ansteuerschaltung CON und die Empfangs
einheit PT des Optokopplers OK sind in einem zweiten Halblei
terkörper IC2 integriert, der auf den zweiten Leadframe LF2
aufgebracht ist. Der Phototransistor PT ist in dem Ausfüh
rungsbeispiel in einer der Ecken des im wesentlichen recht
eckförmigen Halbleiterkörpers IC2 ausgebildet. Der erste
Leadframe LF1 mit der Sendeeinheit LED und der zweite
Leadframe LF2 mit der Empfangseinheit PT des Optokopplers
sind so zueinander ausgerichtet, dass die Sendeeinheit LED
über dem Bereich des Halbleiterkörpers IC2 angeordnet ist, in
welchem sich der Phototransistor PT befindet.
Die Anordnung mit den Leadframes LF1, LF2 und den darauf an
geordneten Halbleiterkörpern IC1, IC2 ist von einer Ummante
lung, vorzugsweise aus Kunststoff umgeben, welche die Anord
nung vor mechanischen äußeren Einflüssen schützt und gleich
zeitig aus dem Gehäuse herausgeführte Anschlusspins voneinan
der isoliert. Diese Ummantelung ist derart ausgebildet, dass
sie zwischen der Sendeeinheit LED und der Empfangseinheit PT
einen optisch durchlässigen Kanal K freilässt, der eine
Lichtübertragung von der Sendeeinheit LED zu der Empfangsein
heit PT ermöglicht. Der optisch durchlässige Kanal kann dabei
mit einem lichtdurchlässigen Material aufgefüllt sein. Die
Ummantelung besteht zum Schutz des Optokopplers vor Streu
licht aus einem lichtundurchlässigen Material.
Aus dem Gehäuse GE sind in hinlänglich bekannter Weise An
schlusspins P1-P10 herausgeführt, die eine elektrische Kon
taktierung der Ansteuerschaltung CON und des Optokopplers
LED, PT von außen ermöglichen. Bei dem in Fig. 2 dargestell
ten Ausführungsbeispiel sind die Anschlusspins P3-P10 der in
dem Halbleiterkörper IC2 untergebrachten Anordnung aus Emp
fangseinheit PT des Optokopplers OK und Ansteuerschaltung CON
zugewiesen. Diese Anschlusspins sind mittels Bonddrähten mit
sogenannten Anschlusspads des Halbleiterkörpers IC2 verbun
den. Diese Anschlusspins P3-P10 sind je nach Funktion der in
dem Halbleiterkörper IC2 integrierten Ansteuerschaltung CON
belegt. Wenigstens zwei der Anschlusspins dienen dabei zum
Zuführen einer Versorgungsspannung für die Ansteuerschaltung
CON und wenigstens einer dieser Anschlusspins dient zum An
schließen an den Steueranschluss des Leistungstransistors T.
Weitere Anschlusspins dienen je nach Anwendungsfall zum An
schließen an externe Bauelemente, wie beispielsweise Konden
satoren oder zur Realisierung von Schutzfunktionen, wie dies
am Beispiel einer Ansteuerschaltung für einen Leistungstran
sistor in einem Schaltwandler in Stengl/Tihanyi a. a. O. be
schrieben ist.
Bei der Darstellung in Fig. 2b, die eine Schnittdarstellung
in einer Schnittebene A-A' gemäß Fig. 2a darstellt, sind die
Abmessungen des ersten Leadframes LF1 strichpunktiert über
der Empfangseinheit PT dargestellt. Die Anschlusspins P1 und
P2 dienen zur Kontaktierung der Sendeeinheit LED von außer
halb des Gehäuses.
Bei dem in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind
die Empfangseinheit PT des Optokopplers OK und die Ansteuer
schaltung CON in einem Halbleiterkörper IC2, der auf den
zweiten Leadframe LF2 aufgebracht ist, integriert. Bei einem
weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist
vorgesehen, die Empfangseinheit PT in einem ersten Halblei
terkörper und die Ansteuereinheit CON in einem zweiten Halb
leiterkörper beabstandet zueinander auf demselben Leadframe
vorzusehen. Eine elektrische Verbindung zwischen dem
Halbeiterkörper mit der Empfangseinheit und dem
Halbleiterkörper mit der Ansteuerschaltung erfolgt dann
mittels Bonddrähten.
Fig. 3 zeigt ein Anwendungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung mit einem Transistor, einer Ansteuer
schaltung für den Transistor und einem Optokoppler in einem
als Sperrwandler ausgebildeten Schaltnetzteil.
Dabei stellt ein Brückengleichrichter BG mit einem nachge
schalteten Kondensator C1 aus einer Wechselspannung Vin eine
Versorgungsspannung Vin' zur Verfügung, wobei ein Leistungs
transistor T eine in Reihe zu dem Leistungstransistor T ge
schaltete Gleichrichteranordnung nach Maßgabe eines Ansteuer
signals S an diese Versorgungsspannung Vin' anliegt. Das An
steuersignal S wird von einer Ansteuerschaltung CON1 bereit
gestellt. Die Gleichrichteranordnung GLR weist einen Trans
formator TR mit einer Primärspule L1 und einer Sekundärspule
L2 auf, wobei die Primärspule L1 des Transformators TR in
Reihe zu dem Leistungstransistor T an der Spannung Vin' an
liegt. Der Sekundärspule L2 ist Gleichrichter mit einer Dio
de, und einem LC-Brückenglied nachgeschaltet, wobei eine Aus
gangsspannung Vout über einem Kondensator C3 des LC-
Brückengliedes abgreifbar ist.
Die Primärspule L1 nimmt bei diesem Schaltwandler bei leiten
dem Transistor T Energie über die Spannung Vin' auf und gibt
diese anschließend über die Sekundärspule L2 und den Gleich
richter D, L, C2, C3 an eine an Ausgangsklemmen AK1, AK2 an
schließbare Last ab. Die im Mittel durch den Schaltwandler
aufgenommene und an die Last abgegebene Energie ist abhängig
von der Schaltfrequenz, mit welcher der Leistungstransistor T
leitend angesteuert wird, und von den Zeitdauern, für welche
der Leistungstransistor jeweils leitend bleibt. Bei festge
takteten Schaltwandlern wird der Leistungstransistor T je
weils periodisch eingeschaltet, wobei die Zeitdauern, für
welche der Leistungstransistor T eingeschaltet bleibt varia
bel sind. Dabei gilt, dass der Transistor T mit steigender
Leistungsaufnahme der Last länger eingeschaltet bleibt. Auf
gabe des Schaltwandlers ist es dabei, die Ausgangsspannung
Vout wenigstens annäherungsweise lastunabhängig konstant zu
halten. Um die Ausgangsspannung Vout bei Laständerungen nach
regeln zu können ist ein Rückkopplungszweig vorgesehen, der
ein von der Ausgangsspannung Vout ahhängiges Signal an die
Ansteuerschaltung CON1 zurückliefert.
Der Primärstromkreis mit dem Leistungstransistor T und der
Sekundärstromkreis, an welchen die Last anschließbar ist,
sind durch den Transformator TR galvanisch entkoppelt. Um ei
ne entsprechende galvanische Entkopplung in dem Rückkopp
lungszweig zu erreichen ist ein Optokoppler OK vorgesehen,
wobei im einfachsten Fall eine Leuchtdiode LED des Opto
kopplers OK in dem Ausführungsbeispiel in Reihe zu einem Wi
derstand R2 und einer Zenerdiode Z1 zwischen die Ausgangs
klemme AK1 und eine sekundärseitiges Bezugspotential M2 ge
schaltet ist.
Zum Empfang der von der Leuchtdiode LED ausgesendeten Licht
signale ist ein Phototransistor PT vorgesehen, der an die An
steuerschaltung CON1 angeschlossen ist. Zur Spannungsversor
gung der Ansteuerschaltung CON1 ist diese in Reihe zu einem
Widerstand R1 an die Versorgungsspannung Vin' angeschlossen.
Die Integration des Optokopplers OK und der Ansteuerschaltung
CON1 in der in Fig. 2 beschriebenen Weise in einem Gehäuse
ermöglicht eine besonders platzsparende Realisierung einer
Schaltnetzteil-Ansteuerschaltung bei Gewährleistung einer
galvanischen Entkopplung zwischen Primärstromkreis und Sekun
därstromkreis.
Fig. 4 zeigt eine weiteres Anwendungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Schaltungsanordnung mit einer Ansteuerschaltung
CON2 und einem Optokoppler OK. Die Ansteuerschaltung CON2 ist
in dem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, zwei als Halb
brücke, d. h. in Reihe geschaltete Transistoren T1, T2 anzu
steuern. Die Ansteuerung der Transistoren T1, T2 erfolgt vor
zugsweise derart, dass jeweils nur einer der beiden Transis
toren T1, T2 leitet, um auf diese Weise Schaltverluste zu
vermeiden. Die Ansteuerung der Transistoren T1, T2 erfolgt
abhängig von einem Schaltsignal ST, welches der Ansteuer
schaltung CON2 über den Optokoppler OK zugeführt ist. Die An
steuerschaltung setzt das Ansteuersignal dazu in ein zur An
steuerung des ersten Transistors T1 geeignetes Signal S1 und
in ein zur Ansteuerung des zweiten Transistors T2 geeignetes
Signal S2 um. Derartige Halbbrückenschaltungen finden bei
spielsweise zum Ansteuern von Verbrauchern Verwendung, die an
eine Ausgangsklemme OUT der Halbbrückenschaltung angeschlos
sen werden können.
Zur Ansteuerung eines zweiphasigen Motors werden zwei derar
tige Halbbrücken als Brücke verschaltet, wobei die Ansteuer
schaltung CON2 dazu ausgebildet sein kann, auch vier als Brü
cke verschaltete Transistoren, also die Transistoren der bei
den Halbbrückenschaltungen, anzusteuern. Bei dreiphasigen Mo
toren kommen in entsprechender Weise drei derartige Halbbrü
cken zum Einsatz.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden
die beiden Transistoren T1, T2 abhängig von dem einzigen über
den Optokoppler an die Ansteuerschaltung CON übertragenen An
steuersignal ST angesteuert. Bei einem weiteren nicht näher
dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die
beiden Transistoren der Halbbrücke unabhängig voneinander an
gesteuert werden. Der Ansteuerschaltung werden dabei zwei An
steuersignale über zwei Optokoppler zugeführt.
Bei einer unabhängigen Ansteuerung der Transistoren können
auch zwei Ansteuerschaltungen vorgesehen werden, denen je
weils ein Ansteuersignal über jeweils einen Optokoppler zuge
führt ist, wobei die eine Ansteuerschaltung den einen Tran
sistor und die andere Ansteuerschaltung den anderen Transis
tor ansteuert.
Bei einer weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass neben dem Optokoppler und
der Ansteuerschaltung auch der oder die Leistungstransistoren
in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind, wobei der oder
die Transistoren, die Ansteuerschaltung und die Empfangsein
heit des Optokopplers monolithisch integriert sein können.
BG Brückengleichrichter
CON, CON1, CON2 Ansteuerschaltungen
C1, C2, C3 Kondensatoren
D Drain-Anschluss
D Diode
G Gate-Anschluss
IC1 erster Halbleiterkörper
IC2 zweiter Halbleiterkörper
K optisch leitender Kanal
L Induktivität
LED Leuchtdiode
L1 Primärspule
L2 Sekundärspule
LF1 erster Leadframe
LF2 zweiter Leadframe
M1, M2 Bezugspotentiale
OK Optokoppler
PT Phototransistor
P1 bis P10 Anschlusspins
R Widerstand
RL Last
R2 Widerstand
S Source-Anschluss
S Ansteuersignal
ST Ansteuersignal
T, T1, T2 Transistoren
TR Transformator
Vin Eingangs-Wechselspannung
Vin', V1, V3 Versorgungsspannung
Vout Ausgangsspannung
Z1 Zenerdiode
CON, CON1, CON2 Ansteuerschaltungen
C1, C2, C3 Kondensatoren
D Drain-Anschluss
D Diode
G Gate-Anschluss
IC1 erster Halbleiterkörper
IC2 zweiter Halbleiterkörper
K optisch leitender Kanal
L Induktivität
LED Leuchtdiode
L1 Primärspule
L2 Sekundärspule
LF1 erster Leadframe
LF2 zweiter Leadframe
M1, M2 Bezugspotentiale
OK Optokoppler
PT Phototransistor
P1 bis P10 Anschlusspins
R Widerstand
RL Last
R2 Widerstand
S Source-Anschluss
S Ansteuersignal
ST Ansteuersignal
T, T1, T2 Transistoren
TR Transformator
Vin Eingangs-Wechselspannung
Vin', V1, V3 Versorgungsspannung
Vout Ausgangsspannung
Z1 Zenerdiode
Claims (14)
1. Schaltungsanordnung, die folgende Merkmale aufweist:
- - wenigstens einen Leistungstransistor (T; T1, T2) mit einer Laststrecke (D-S) und einem Steueranschluss (G),
- - eine Ansteuerschaltung (CON; CON1; CON2) mit wenigstens ei nem Ausgang, der an den Steueranschluss (G) des wenigstens einen Leistungstransistors (T; T1, T2) angeschlossen ist und mit wenigstens einem Eingang,
- - einen Optokoppler (OK) mit einer Sendeeinheit (LED) und ei ner an den wenigstens einen Eingang der Ansteuerschaltung (CON; CON1; CON2) angeschlossenen Empfangseinheit (PT),
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Sendeein
heit (LED) des Optokopplers (OK) auf einem ersten Träger
(LF1) und die Empfangseinheit (PT) auf einem zweiten, dem
ersten Träger (LF1) gegenüberliegenden Träger (LF2) in dem
gemeinsamen Gehäuse (GE) angeordnet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, bei der die Empfangs
einheit (PT) und die Ansteuerschaltung (CON; CON1; CON2) auf
dem zweiten Träger (LF2) angeordnet sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die
Empfangseinheit (PT) und die Ansteuerschaltung (CON; CON1;
CON2) in einem gemeinsamen Chip (IC2), der auf den zweiten
Träger (LF2) aufgebracht ist, integriert sind.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei
der das Gehäuse (GE) eine den ersten und zweiten Träger (LF1,
LF2), die Sendeeinheit (LED), die Empfangseinheit (PT) und
die Ansteuerschaltung (CON; CON1; CON2) umgebende Ummantelung
aufweist, aus der Anschlussbeine (P1-P10) herausragen.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei der das Gehäuse
(GE) eine optisch durchlässige Strecke zwischen der Sendeein
heit (LED) und der Empfangseinheit (PT) des Optokopplers (OK)
freilässt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das
Gehäuse (GE) wenigstens teilweise aus einem optisch durchläs
sigen Material besteht.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei
dem die Ummantelung aus Kunststoff besteht.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, die folgende weitere Merkmale aufweist:
- - eine Gleichrichteranordnung (TR, D, L, C2, C3) die in Reihe zu der Laststrecke (D-S) des Leistungstransistors (T) ge schaltet ist, und die Ausgangsklemmen (AK1, AK2) aufweist, an denen eine Ausgangsspannung (Vout) abgreifbar ist, wobei die Reihenschaltung aus Gleichrichteranordnung und Leistungstran sistor an Klemmen für eine Versorgungsspannung (Vin') ange schlossen ist,
- - einen Rückkopplungszweig zwischen den Ausgangsklemmen (AK1, AK2) und dem wenigstens einen Eingang der Ansteuerschaltung (CON1), der den Optokoppler (OK) aufweist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, bei der die Gleich
richteranordnung (TR, D, L, C2, C3) einen Transformator (TR)
aufweist, der primärseitig an den Leistungstransistor (T)
angeschlossen ist und dem sekundärseitig ein Gleichrichter
(D, C2, L, C3) nachgeschaltet ist, der die Ausgangsspannung
(Vout) bereitstellt.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die
einen zweiten Leistungstransistor (T2) mit einem Steueran
schluss (G) und einer Laststrecke (D-S) aufweist, wobei die
Laststrecke (D-S) des zweiten Transistors in Reihe zu der
Laststrecke des wenigstens einen Transistors (T1) geschaltet
ist und wobei der zweite Transistor (T2) durch die Ansteuer
schaltung (CON2) angesteuert ist.
12. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprü
che, bei der der wenigstens eine Transistor (T; T1, T2) zu
sammen mit dem Optokoppler (OK) und der Ansteuerschaltung
(CON1; CON2) in einem Gehäuse untergebracht ist.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, bei der der wenigs
tens eine Transistor (T; T1, T2) und die Ansteuerschaltung
(CON1; CON2) monolithisch integriert sind.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, bei der der wenigs
tens eine Transistor (T; T1, T2), die Ansteuerschaltung
(CON1; CON2) und die Empfangseinheit (PT) des Optokopplers
(OK) monolithisch integriert sind.
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DE2001118457 DE10118457A1 (de) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Schaltungsanordnung mit einem Leistungstransistor und einer zugehörigen Ansteuerschaltung |
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