DE102007015982A1 - Switching converter e.g. buck converter, for use in vehicle, has current monitoring unit connected between input direct current voltage source and switching unit, and producing clock signal to induce interlocking phase - Google Patents

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Abstract

The converter has a storage throttle (5) connected in series to a load resistor (7) and connected with an input direct current voltage source by a periodically controlled switching unit (4) in a passage phase. A free wheeling diode maintains current that flows through the load resistor in the locking phase of the switching unit. A current monitoring unit (3) is connected between the input direct current voltage source and the switching unit, where the current monitoring unit produces a clock signal to periodically induce an interlocking phase of the switching unit.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltwandler, insbesondere Abwärtswandler zur Umwandlung einer Eingangsgleichspannung in eine an einem Lastwiderstand anliegende Ausgangsgleichspannung, mit einer zum Lastwiderstand in Serie geschalteten Speicherdrossel, welche über ein periodisch steuerbares Schaltglied in einer Durchlaßphase mit einer Eingangsgleichspannungsquelle verbindbar ist, und einer Freilaufdiode für die Aufrechterhaltung des durch den Lastwiderstand fließenden Stromes in der Sperrphase des Schaltglieds, wobei ein Stromüberwachungsglied vorgesehen ist, das den durch den Lastwiderstand und die Speicherdrossel fließenden Strom überwacht und einen Steuerausgang für die Steuerung des Schaltglieds aufweist.The The invention relates to a switching converter, in particular down converter for converting a DC input voltage into a load resistor applied DC output voltage, with a load resistance connected in series storage throttle, which via a periodically controllable Switching element in a passage phase is connectable to a DC input voltage source, and a Freewheeling diode for the maintenance of the current flowing through the load resistor in the blocking phase of the switching element, wherein a current monitoring element is provided, which by the load resistor and the storage choke supervised flowing electricity and a control output for having the control of the switching element.

Bei herkömmlichen Schaltwandlern werden oftmals komplizierte Schaltkreise zur Steuerung des Schaltgliedes und Temperaturkompensation der Ausgangsgleichspannung zur Anwendung gebracht, die mit Hilfe von integrierten Schaltungen verwirklicht werden können. Trotz Serienfertigung sind die Kosten für derartige Bauteile relativ groß. Für einfache Anwendungen, wie z.B. das Betreiben von LED zur Beleuchtung des Innenraumes eines Kraftfahrzeugs stellen die integrierten Schaltwandler einen unangemessen hohen Aufwand dar.at usual Switching converters often become complicated circuits for control of the switching element and temperature compensation of the DC output voltage applied with the help of integrated circuits can be realized. Despite mass production, the cost of such components are relatively large. For simple applications, such as. the operation of LED to illuminate the interior of a Motor vehicle make the integrated switching converter inappropriate high cost.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schaltwandler der eingangs genannten Art anzugeben, der mit möglichst wenigen und kostengünstigen Bauteilen aufgebaut werden kann und dennoch eine zuverlässige Spannungswandlung von einer höheren Quellenspannung, z.B. einer Autobatterie auf eine niedrigere Betriebsspannung mit geringen Verlusten ermöglicht.task The invention is a switching converter of the aforementioned Specify the type with as possible few and inexpensive Components can be constructed and yet a reliable voltage conversion from a higher source voltage, e.g. a car battery to a lower operating voltage with low losses.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Stromüberwachungsglied zwischen die Eingangsgleichspannungsquelle und das Schaltglied geschaltet ist, und daß das Stromüberwachungsglied ein Taktsignal erzeugt, um periodisch die Sperrphase des Schaltglieds einzuleiten.According to the invention this is achieved in that the Current monitoring element connected between the DC input voltage source and the switching element is, and that that Current monitoring element on Clock signal generated to periodically the blocking phase of the switching element initiate.

Dadurch wird über das Stromüberwachungsglied nicht nur der Strom durch die Speicherdrossel und den Lastwiderstand überwacht sondern zugleich auch unmittelbar das periodische Taktsignal für das Schaltglied erzeugt, wodurch eine sehr einfach gestaltete Schaltungsanordnung mit geringer Bauteilanzahl verwirklicht werden kann. Durch die Anordnung des Stromüberwachungsglieds zwischen der Eingangsspannungsquelle und dem Schaltglied wird damit der Strom vor dem Schaltglied, also stromaufwärts gemessen und nicht wie bei herkömmlichen Schaltwandlern stromabwärts des Schaltglieds über einen Shunt im Bereich der Last. Auf diese Weise ergibt sich eine deutliche Vereinfachung, die eine Verwendung einer Basis-Emitterstrecke eines Transistors zur Stromüberwachung möglich und damit eine einfachen Schaltungsaufbau ermöglicht.Thereby will over the current monitoring element not only the current through the storage choke and the load resistance monitored but at the same time also directly the periodic clock signal for the switching element generated, creating a very simple circuit design can be realized with a low number of components. By the arrangement of the current monitoring element between the input voltage source and the switching element becomes so the current before the switching element, so measured upstream and not how in conventional switching converters downstream of the switching element via a Shunt in the load area. In this way, there is a clear Simplification involving the use of a base-emitter path of a Transistor for current monitoring possible and thus allows a simple circuit construction.

Es ergibt sich beim erfindungsgemäßen Schaltwandler ein höherer Wirkungsgrad als bei Längsreglern und ein stabiler Betrieb ohne zusätzliche Stabilisierungsmaßnahmen, wie sie etwa bei herkömmlichen kontinuierlichen Gleichspannungswandlern erforderlich sind. Da beim erfindungsgemäßen Schaltwandler eine sehr einfache Taktung möglich ist, ist dieser kostengünstiger als herkömmliche PWM-Schaltregler-Steuerschaltungen.It results in the switching converter according to the invention a higher one Efficiency as with longitudinal regulators and stable operation without additional stabilization measures, as with conventional continuous DC-DC converters are required. Since the Switching converter according to the invention a very simple clocking possible is, this is cheaper as conventional PWM switching regulator control circuits.

Es kann daher in weiterer Ausbildung der Erfindung das Schaltglied aus einem ersten Transistor gebildet sein, dessen Basis einen Steuereingang bildet und mit dem Steuerausgang des Stromüberwachungsglieds verbunden ist.It Therefore, in a further embodiment of the invention, the switching element be formed of a first transistor whose base is a control input forms and connected to the control output of the current monitoring element is.

In der Durchlaßphase läßt der erste Transistor den Laststrom über die Eingangsgleichspannung und die Speicherdrossel fließen und wird dabei durch einen Basisstrom leitend gehalten. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, daß die Basis des ersten Transistors weiters mit einer Basisstrom-Einheit verbunden ist, über welche ein Basisstrom in den ersten Transistor einprägbar ist.In the passage phase lets the first one Transistor over the load current the DC input voltage and the storage choke flow and is held conductive by a base current. In this context can be provided that the Base of the first transistor further with a base current unit connected, over which a base current can be impressed into the first transistor.

Das Stromüberwachungsglied, das eine Strombegrenzung bewirkt und welches das Sperren des ersten Transistors auslöst, kann auf zweierlei Art wirken:

  • – Strombegrenzung durch Ansteigen des Laststromens, ohne daß die Sättigungsgrenze der Speicherdrossel erreicht wird.
  • – Strombegrenzung durch Ansteigen des Laststromes durch Erreichen der Sättigungsgrenze der Speicherdrossel.
The current monitor, which causes a current limit and which triggers the blocking of the first transistor, can act in two ways:
  • - Current limitation by increasing the load current, without the saturation limit of the storage choke is reached.
  • - Current limitation by increasing the load current by reaching the saturation limit of the storage choke.

Welche der beiden Varianten zum Tragen kommt, hängt von der Dimensionierung des Strommeßwiderstands bzw. der Speicherdrossel ab.Which the two variants depends on the dimensioning of the current measuring resistor or the storage throttle off.

Nach Erreichen des maximalen Laststromes kommt der Basisstrom zum Erliegen und nach Unterschreiten dieses Stromwertes in der Speicherdrossel wird der erste Transistor wieder in die Durchlaßphase geschaltet.To Reaching the maximum load current, the base current comes to a standstill and after falling below this current value in the storage throttle the first transistor switched back to the forward phase.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Basistrom-Einheit einen zweiten Transistor aufweisen, dessen Basis einerseits über einen Widerstand mit dem Eingangsspannungspotential und andererseits mit der Verbindungsstelle zwischen dem Schaltglied und der Speicherdrossel verbunden ist, und daß der Kollektor des zweiten Transistors mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist. Auf diese Weise ist in sehr einfacher Weise die Basisstromversorgung während der Durchlaßphase des Schaltglieds gewährleistet. Nach Erreichen eines vorbestimmten Stromes in der Speicherdrossel sperrt das Schaltglied über den Steuerausgang und nach Unterschreitung eines vorbestimmten Stromes in der Speicherdrossel und im Lastwiderstand über eine Steuerleitung wird der zweite Transistor wieder durchgeschaltet und somit das Schaltglied leitend.In a further embodiment of the invention, the base current unit may comprise a second transistor whose base is connected on the one hand via a resistor to the input voltage potential and on the other hand to the junction between the switching element and the storage choke, and in that the collector of the second transistor to the base of first transistor is connected. In this way, in a very simple manner, the base power supply during the passage phase of the Ensured switching element. After reaching a predetermined current in the storage inductor, the switching element blocks via the control output and after falling below a predetermined current in the storage inductor and in the load resistor via a control line, the second transistor is turned on again and thus the switching element conductive.

Durch diese Verbindungsstelle wird auch das Schaltglied, nachdem die Energie der Speicherdrossel an den Lastwiderstand abgegeben worden ist, wieder durchgeschaltet. Mittels dieser Verbindungsstelle kann eine wesentliche Vereinfachung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gegenüber herkömmlichen Schaltwandlern erreicht werden. Durch den geringen Bauteilaufwand reduzieren sich die Herstellungskosten.By This joint will also be the switching element after the energy the storage choke has been discharged to the load resistor, again connected through. By means of this connection point can be an essential Simplification of the circuit arrangement according to the invention compared to conventional Switching transducers can be achieved. Due to the low component cost the production costs are reduced.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Stromüberwachungsglied einen zwischen die Eingangsspannungsquelle und das Schaltglied geschalteten Strommeßwiderstand umfassen, dessen Anschlüsse mit einer Spannungsdetektor-Einheit verbunden sind, welche über ihren Steuerausgang mit dem Steuereingang des Schaltglieds verbunden ist.According to one another embodiment of the Invention may be the current monitoring element one connected between the input voltage source and the switching element current sensing resistor include, its connections are connected to a voltage detector unit, which via its control output is connected to the control input of the switching element.

An dem vorgesehenen Strommeßwiderstand ergibt sich während der Durchlaßphase bedingt durch den Ladevorgang der Speicherdrossel eine im wesentlichen linear mit der Zeit ansteigende Spannung, welche mit einer festen Referenzspannung verglichen werden kann. Aus diesem Vergleich läßt sich die Unterteilung in Durchlaß- und Sperrphase ableiten und damit auf einfache Weise eine Taktung des Sperrgliedes erzeugen.At gives the intended current measuring resistor while the passage phase due to the charging of the storage throttle a substantially linearly increasing with time increasing voltage, which with a fixed Reference voltage can be compared. From this comparison can be the subdivision into transmission Derive and blocking phase and thus easily a clocking of Create locking member.

Als kostengünstige Referenzspannung kann beispielsweise die Durchlaßspannung eines pn-Übergangs verwendet werden. Eine einfache Steuerung kann dabei realisiert sein, indem die Spannungsdetektor-Einheit aus einem dritten Transistor gebildet ist, dessen Basis und dessen Emitter mit den Anschlüssen des Strommeßwiderstands verbunden sind. Steigt die Spannung am Strommeßwiderstand über ca. 0,7 V an, schaltet der dritte Transistor durch und erzeugt damit ein Sperrsignal für den ersten Transistor.When inexpensive Reference voltage can, for example, the forward voltage of a pn junction be used. A simple control can be realized be by the voltage detector unit of a third transistor is formed, whose base and its emitter with the terminals of the current sense resistor are connected. If the voltage across the current measuring resistor rises above approx. 0.7V on, the third transistor turns on and generates a blocking signal for the first transistor.

In weiterer Fortbildung der Erfindung kann der Kollektor des dritten Transistors den Steuerausgang der Spannungsdetektor-Einheit ausbilden, der mit dem Steuereingang des Schaltglieds verbunden ist.In Further development of the invention, the collector of the third Transistors form the control output of the voltage detector unit, which is connected to the control input of the switching element.

Beim erfindungsgemäßen Schaltwandler kann als Variante der Lastwiderstand durch eine LED gebildet sein.At the Switching converter according to the invention can be formed as a variant of the load resistance by an LED.

Insgesamt läßt sich durch den Einbau von drei herkömmlichen Transistoren und weiteren diskreten Bauteilen eine sehr effiziente und zuverlässige Gleichspannungswandlung erzielen, die für einfache Anwendungen energiesparend eingesetzt werden kann.All in all let yourself by incorporating three conventional ones Transistors and other discrete components a very efficient and reliable DC voltage conversion achieve that for simple applications can be used to save energy.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabeifollowing the invention will be described with reference to the embodiments illustrated in the drawings explained in detail. It shows

1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltwandlers; 1 a block diagram of an embodiment of the switching converter according to the invention;

2 eine Schaltungsanordnung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltwandlers; 2 a circuit arrangement of another embodiment of the switching converter according to the invention;

3 ein Spannungs-Zeitdiagramm des Laststromes durch den ersten Transistor und 3 a voltage-time diagram of the load current through the first transistor and

4 ein Spannungs-Zeitdiagramm der Spannung am Kollektor des ersten Transistors. 4 a voltage-time diagram of the voltage at the collector of the first transistor.

In 1 ist ein Schaltwandler, insbesondere Abwärtswandler zur Umwandlung einer Eingangsgleichspannung Ue in eine kleinere, an einem Lastwiderstand 7 anliegende Ausgangsgleichspannung Ua gezeigt, wobei der Lastwiderstand 7 z.B. ein Verbraucher sein kann, der eine kleinere Betriebsspannung als die Eingangsgleichspannung Ue aufweist.In 1 is a switching converter, in particular down converter for converting a DC input voltage U e into a smaller, at a load resistance 7 applied DC output voltage U a , wherein the load resistance 7 For example, a consumer may be, which has a smaller operating voltage than the input DC voltage U e .

Ein Verpolschutz 1 und ein EMV-Filter 2 verhindern das falsche Anschließen der Eingangsspannung und das Aussenden von Störfrequenzen.A polarity reversal protection 1 and an EMC filter 2 prevent the incorrect connection of the input voltage and the emission of interference frequencies.

In Serie mit dem Lastwiderstand 7 ist eine Speicherdrossel 5 angeordnet, welche über ein periodisch steuerbares Schaltglied 4 in einer Durchlaßphase mit einer an einer Eingangsklemme 10 anliegenden Eingangsgleichspannungsquelle 8 verbindbar ist. Für die Aufrechterhaltung des durch den Lastwiderstand 7 fließenden Stromes in der Sperrphase des Schaltglieds 18 ist eine Freilaufdiode 6 ausgebildet.In series with the load resistor 7 is a storage choke 5 arranged, which via a periodically controllable switching element 4 in a passage phase with one at an input terminal 10 applied DC input voltage source 8th is connectable. For the maintenance of the by the load resistance 7 flowing current in the blocking phase of the switching element 18 is a freewheeling diode 6 educated.

Ein Stromüberwachungsglied 3 überwacht den durch den Lastwiderstand 7 fließenden Strom und weist einen Steuerausgang 30 für die Steuerung des Schaltglieds 4 über einen Steuereingang 31 auf.A current monitor 3 monitors that by the load resistance 7 flowing current and has a control output 30 for the control of the switching element 4 via a control input 31 on.

Erfindungsgemäß ist das Stromüberwachungsglied 3 zwischen die Eingangsgleichspannungsquelle 8 und das Schaltglied 4 geschaltet, und das Stromüberwachungsglied 3 erzeugt ein Taktsignal, um periodisch die Sperrphase des Schaltglieds 4 einzuleiten.According to the invention, the current monitoring element 3 between the DC input voltage source 8th and the switching element 4 switched, and the current monitor 3 generates a clock signal to periodically the blocking phase of the switching element 4 initiate.

2 zeigt eine Schaltungsanordnung, in der das Schaltglied 4 aus einem ersten Transistor 18 gebildet ist, dessen Basis den Steuereingang 31 bildet und mit dem Steuerausgang 30 des Stromüberwachungsglieds 3 verbunden ist. Der Lastwiderstand 7 ist durch eine LED 7' gebildet, die z.B. der Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraumes dienen kann. 2 shows a circuit arrangement in which the switching element 4 from a first transistor 18 is formed, whose base is the control input 31 bil det and with the control output 30 of the current monitoring element 3 connected is. The load resistance 7 is through an LED 7 ' formed, which can serve as the illumination of a vehicle interior, for example.

Die Eingangsgleichspannung wird über die Anschlüsse 10, 11 angelegt, wobei der Anschluß 11 Massepotential darstellt. Kondensatoren 12, 14 und Induktivität 13 bilden das EMV-Filter 2. Kondensator 21 glättet die Welligkeit des Laststromes.The DC input voltage is via the terminals 10 . 11 created, with the connection 11 Represents ground potential. capacitors 12 . 14 and inductance 13 form the EMC filter 2 , capacitor 21 smooths the ripple of the load current.

Die Basis des ersten Transistors 18 ist weiters mit einer Basisstrom-Einheit 22 verbunden, über welche ein Basisstrom in den ersten Transistor 18 einprägbar ist, wobei die Basistrom-Einheit 22 einen zweiten Transistor 19 umfaßt, dessen Basis einerseits über einen Widerstand 15 mit dem Eingangsspannungspotential und andererseits mit der Verbindungsstelle zwischen dem Schaltglied 4 und der Speicherdrossel 5 verbunden ist. Der Kollektor des zweiten Transistors 19 ist mit der Basis des ersten Transistors 18 verbunden. Über einen Emitterwiderstand 20 wird der Basisstrom des ersten Transistors 18 begrenzt.The base of the first transistor 18 is further with a base current unit 22 connected, via which a base current in the first transistor 18 can be imprinted, with the base stream unit 22 a second transistor 19 whose base is on the one hand via a resistor 15 with the input voltage potential and on the other hand with the junction between the switching element 4 and the storage choke 5 connected is. The collector of the second transistor 19 is at the base of the first transistor 18 connected. Via an emitter resistor 20 becomes the base current of the first transistor 18 limited.

Nach Erreichen eines vorbestimmten Stromes in der Speicherdrossel 5 sperrt das Schaltglied 4 über den Steuerausgang 30 und nach Unterschreitung eines vorbestimmten Stromes in der Speicherdrossel 5 und im Lastwiderstand 7' wird über eine Steuerleitung 23 der zweite Transistor 19 wieder durchgeschaltet und somit das Schaltglied 4 leitend.After reaching a predetermined current in the storage choke 5 locks the switching element 4 via the control output 30 and after falling below a predetermined current in the storage throttle 5 and in the load resistance 7 ' is via a control line 23 the second transistor 19 switched through again and thus the switching element 4 conductive.

Das Stromüberwachungsglied 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem zwischen die Eingangsspannungsquelle 8 und das Schaltglied 4 geschalteten Strommeßwiderstand 17 und einem dritten Transistor 16 zusammengesetzt, der eine Spannungsdetektor-Einheit ausbildet, die über Basis und Emitter des dritten Transistors 16 mit den Anschlüssen des Strommeßwiderstandes 17 verbunden ist und einen Steuerausgang 30 bereitstellt, der mit dem Steuereingang 31 des Schaltglieds 4 verbunden ist. Der Kollektor des dritten Transistors 16 bildet den Steuerausgang 30 der Spannungsdetektor-Einheit aus, der mit dem Steuereingang 31 des Schaltglieds 4 verbunden ist.The current monitor 3 In the embodiment shown is one between the input voltage source 8th and the switching element 4 switched current measuring resistor 17 and a third transistor 16 composed of a voltage detector unit, the base and emitter of the third transistor 16 with the terminals of the current measuring resistor 17 is connected and a control output 30 which provides with the control input 31 of the switching element 4 connected is. The collector of the third transistor 16 forms the control output 30 the voltage detector unit which is connected to the control input 31 of the switching element 4 connected is.

Die Funktion der Schaltungsanordnung gemäß 2 ist nachfolgend beschrieben.The function of the circuit arrangement according to 2 is described below.

Nach dem Anlegen der Eingangsgleichspannung Ue an die Anschlüsse 10, 11 fließt ein Basisstrom über den Widerstand 15 in die Basis des zweiten Transistors 19, der nunmehr leitend wird, wodurch ein Basisstrom über den Widerstand 20 und die Emitter-Kollektorstrecke des zweiten Transistors 19 in den ersten Transistor 18 fließt, der ebenfalls leitend wird. Über die Kollektor-Emitterstrecke des ersten Transistors 18 wird dadurch ein Stromfluß über den Lastwiderstand 7' ermöglicht, dessen Anstiegszeit durch die Induktivität der Speicherdrossel 5 und den wirksamen ohmschen Widerstand bestimmt wird.After applying the DC input voltage U e to the terminals 10 . 11 a base current flows across the resistor 15 in the base of the second transistor 19 , which now becomes conductive, creating a base current across the resistor 20 and the emitter-collector path of the second transistor 19 in the first transistor 18 flows, which also becomes conductive. Via the collector-emitter path of the first transistor 18 This will cause a flow of current through the load resistor 7 ' allows its rise time through the inductance of the storage choke 5 and the effective ohmic resistance is determined.

Durch das Ansteigen des Laststromes in der Durchlaßphase steigt auch der Spannungsabfall am Strommeßwiderstand 17. Wird die Basis-Emitter-Durchlaßspannung des dritten Transistors 16 erreicht, wird dieser leitend und hebt über den Steuerausgang 30 den Steuereingang 31 auf das Emitterpotential des ersten Transistors 18 an, wodurch dieser in die Sperrphase übergeht.As the load current in the on-state increases, the voltage drop across the current measuring resistor also increases 17 , Will the base-emitter forward voltage of the third transistor 16 reached, this becomes conductive and lifts over the control output 30 the control input 31 to the emitter potential of the first transistor 18 which causes it to enter the lock phase.

Der entsprechende Spannungsverlauf am Strommeßwiderstand 17 ist in 3 gezeigt.The corresponding voltage curve at the current measuring resistor 17 is in 3 shown.

Die Basis-Emitter-Durchlaßspannung des dritten Transistors 16 wird daher als Referenzspannung für die Taktung des Schaltglieds 4 verwendet, die schwach temperaturabhängig ist (ca. –2 mV/K).The base-emitter forward voltage of the third transistor 16 is therefore used as reference voltage for the timing of the switching element 4 used, which is weakly temperature-dependent (about -2 mV / K).

Nach dem Sperren des ersten Transistors 18 wird der Laststrom durch die Speicherdrossel 5 aufrechterhalten und fließt über die nunmehr in Durchlaßrichtung gepolte Freilaufdiode 6. Die Energie, welche in der Speicherdrossel 5 während der Durchlaßphase des ersten Transistors 18 gespeichert wurde, wird nun an den Lastwiderstand 7 wieder abgegeben.After locking the first transistor 18 becomes the load current through the storage choke 5 maintained and flows over the now poled in the forward direction freewheeling diode 6 , The energy which is in the storage choke 5 during the forward phase of the first transistor 18 has been saved, is now connected to the load resistor 7 delivered again.

Der Laststrom, der vorher im wesentlichen linear ansteigend war, fällt in der Sperrphase durch Entladung der Speicherdrossel 5 im wesentlichen linear ab, sodaß sich insgesamt ein dreieckförmiger Laststromverlauf durch den Lastwiderstand 7' ergibt.The load current, which was previously substantially linearly increasing, falls in the blocking phase by discharging the storage choke 5 substantially linearly, so that a total of a triangular load current curve through the load resistance 7 ' results.

Weiters fließt auch der Strom durch den Widerstand 15 in der Sperrphase des Schalttransistors durch die Verbindungsstelle 23 an die Last und nicht mehr durch den Transistor 19.Furthermore, the current flows through the resistor 15 in the blocking phase of the switching transistor through the junction 23 to the load and not through the transistor 19 ,

Hat die Speicherdrossel 5 ihre gespeicherte Energie an den Lastwiderstand 7' abgegeben, beginnt wieder der Basisstrom über den zweiten Transistor 19 zu fließen. Dadurch wird der erste Transistor leitend und der beschriebene Schaltvorgang beginnt von neuem.Has the storage throttle 5 their stored energy to the load resistor 7 ' delivered, again begins the base current through the second transistor 19 to flow. As a result, the first transistor becomes conductive and the switching process described begins again.

In dem am Kollektor des ersten Transistors 18 auftretenden Spannungsverlaufes, der in 4 dargestellt ist, ist die Sperr- und Durchlaufphase des ersten Transistors 18 zu ersehen, wobei die Taktfrequenz über die Induktivität der Speicherdrossel 5 veränderbar.In the at the collector of the first transistor 18 occurring voltage curve, the in 4 is shown, is the blocking and sweeping phase of the first transistor 18 to see, with the clock frequency on the inductance of the storage choke 5 variable.

Claims (9)

Schaltwandler, insbesondere Abwärtswandler zur Umwandlung einer Eingangsgleichspannung in eine an einem Lastwiderstand (7, 7') anliegende Ausgangsgleichspannung, mit einer zum Lastwiderstand (7, 7') in Serie geschalteten Speicherdrossel (5), welche über ein periodisch steuerbares Schaltglied (4) in einer Durchlaßphase mit einer Eingangsgleichspannungsquelle (8) verbindbar ist, und einer Freilaufdiode (6) für die Aufrechterhaltung des durch den Lastwiderstand (7, 7') fließenden Stromes in der Sperrphase des Schaltglieds (18), wobei ein Stromüberwachungsglied (17) vorgesehen ist, das den durch den Lastwiderstand (7, 7') und die Speicherdrossel (5) fließenden Strom überwacht und einen Steuerausgang (30) für die Steuerung des Schaltglieds (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromüberwachungsglied (3) zwischen die Eingangsgleichspannungsquelle (8) und das Schaltglied (4) geschaltet ist, und daß das Stromüberwachungsglied (3) ein Taktsignal erzeugt, um periodisch die Sperrphase des Schaltglieds (4) einzuleiten.Switching converter, in particular down converter for converting a DC input voltage into a load resistor ( 7 . 7 ' ) fitting off DC voltage, with a load resistor ( 7 . 7 ' ) series-connected storage choke ( 5 ), which via a periodically controllable switching element ( 4 ) in a forward phase with an input DC voltage source ( 8th ) is connectable, and a freewheeling diode ( 6 ) for the maintenance of the by the load resistance ( 7 . 7 ' ) flowing current in the blocking phase of the switching element ( 18 ), wherein a current monitoring element ( 17 ) provided by the load resistor ( 7 . 7 ' ) and the storage choke ( 5 ) and a control output ( 30 ) for the control of the switching element ( 4 ), characterized in that the current monitoring element ( 3 ) between the input DC voltage source ( 8th ) and the switching element ( 4 ), and that the current monitoring element ( 3 ) generates a clock signal to periodically the blocking phase of the switching element ( 4 ). Schaltwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (4) aus einem ersten Transistor (18) gebildet ist, dessen Basis einen Steuereingang (31) bildet und mit dem Steuerausgang (30) des Stromüberwachungsglieds (3) verbunden ist.Switching converter according to Claim 1, characterized in that the switching element ( 4 ) from a first transistor ( 18 ) whose base is a control input ( 31 ) and with the control output ( 30 ) of the current monitoring element ( 3 ) connected is. Schaltwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Unterschreitung eines vorbestimmten Stromes in der Speicherdrossel (5) und im Lastwiderstand (7, 7') das Schaltglied (4) wieder in die Durchlaufphase umschaltet.Switching converter according to claim 1 or 2, characterized in that after falling below a predetermined current in the storage choke ( 5 ) and in the load resistance ( 7 . 7 ' ) the switching element ( 4 ) switches back to the cycle phase. Schaltwandler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors (18) weiters mit einer Basisstrom-Einheit (22) verbunden ist, über welche ein Basisstrom in den ersten Transistor (18) einprägbar ist.Switching converter according to Claim 2 or 3, characterized in that the base of the first transistor ( 18 ) with a base current unit ( 22 ), via which a base current in the first transistor ( 18 ) can be imprinted. Schaltwandler nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basistrom-Einheit (22) einen zweiten Transistor (19) umfaßt, dessen Basis einerseits über einen Widerstand (15) mit dem Eingangsspannungspotential und andererseits mit der Verbindungsstelle zwischen dem Schaltglied (4) und der Speicherdrossel (5) verbunden ist, und daß der Kollektor des zweiten Transistors (19) mit der Basis des ersten Transistors (18) verbunden ist, wobei nach Erreichen eines vorbestimmten Stromes in der Speicherdrossel (5) das Schaltglied (4) über den Steuerausgang (30) sperrt und nach Unterschreitung eines vorbestimmten Stromes in der Speicherdrossel (5) und im Lastwiderstand (7, 7') über eine Steuerleitung (23) der zweite Transistor (19) wieder durchgeschaltet und somit das Schaltglied (4) leitend wird.Switching converter according to Claims 2 and 4, characterized in that the base current unit ( 22 ) a second transistor ( 19 ) whose base is connected, on the one hand, via a resistor ( 15 ) with the input voltage potential and on the other hand with the connection point between the switching element ( 4 ) and the storage choke ( 5 ), and that the collector of the second transistor ( 19 ) with the base of the first transistor ( 18 ), wherein after reaching a predetermined current in the storage choke ( 5 ) the switching element ( 4 ) via the control output ( 30 ) blocks and after falling below a predetermined current in the storage choke ( 5 ) and in the load resistance ( 7 . 7 ' ) via a control line ( 23 ) the second transistor ( 19 ) and thus the switching element ( 4 ) becomes conductive. Schaltwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromüberwachungsglied (3) einen zwischen die Eingangsspannungsquelle (8) und das Schaltglied (4) geschalteten Strommeßwiderstand (17) umfaßt, dessen Anschlüsse mit einer Spannungsdetektor-Einheit verbunden sind, welche über ihren Steuerausgang (30) mit dem Steuereingang (31) des Schaltglieds (4) verbunden ist.Switching converter according to one of the preceding claims, characterized in that the current monitoring element ( 3 ) one between the input voltage source ( 8th ) and the switching element ( 4 ) connected current measuring resistor ( 17 ), whose terminals are connected to a voltage detector unit, which via its control output ( 30 ) with the control input ( 31 ) of the switching element ( 4 ) connected is. Schaltwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsdetektor-Einheit aus einem dritten Transistor (16) gebildet ist, dessen Basis und dessen Emitter mit den Anschlüssen des Strommeßwiderstands (17) verbunden sind.Switching converter according to Claim 6, characterized in that the voltage detector unit is composed of a third transistor ( 16 ) whose base and emitter are connected to the terminals of the current measuring resistor ( 17 ) are connected. Schaltwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des dritten Transistors (16) den Steuerausgang (30) der Spannungsdetektor-Einheit ausbildet, der mit dem Steuereingang (31) des Schaltglieds (4) verbunden ist.Switching converter according to Claim 7, characterized in that the collector of the third transistor ( 16 ) the control output ( 30 ) of the voltage detector unit which is connected to the control input ( 31 ) of the switching element ( 4 ) connected is. Schaltwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastwiderstand (7) durch eine LED (7') gebildet ist.Switching converter according to one of the preceding claims, characterized in that the load resistance ( 7 ) by an LED ( 7 ' ) is formed.
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