DE102012104160A1 - Switching power supply and working method for a switching power supply - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil (1) aufweisend eine erste Schaltstufe (6) zur Erzeugung einer gleichgerichteten Zwischenspannung (Vc) aus einer primären Wechselspannung (Vp), ein Speicherelement (7) zur Zwischenspeicherung der von der ersten Schaltstufe (6) erzeugten Zwischenspannung (Vc) und eine zweite Schaltstufe (8) zur Erzeugung einer sekundären Ausgangsspannung (Vs) aus der zwischengespeicherten Zwischenspannung (Vc). Das Schaltnetzteil (1) weist eine Steuerschaltung (9) zum Aktivieren und Deaktivieren der ersten Schaltstufe (6) auf, wobei die Steuerschaltung (9) dazu eingerichtet ist, die erste Schaltstufe (6) für einen durch die Steuerschaltung (9) bestimmten Teilbereich einer ersten Halbwelle (11) der primären Wechselspannung (Vp) zu aktivieren und für wenigstens eine nachfolgende Halbwelle (12, 13) der primären Wechselspannung (Vp) zu deaktivieren. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Arbeitsverfahren zum Betrieb eines derartigen Schaltnetzteils (1).The invention relates to a switched-mode power supply (1) comprising a first switching stage (6) for generating a rectified intermediate voltage (Vc) from a primary alternating voltage (Vp), a memory element (7) for temporarily storing the intermediate voltage (Vc) generated by the first switching stage (6) ) and a second switching stage (8) for generating a secondary output voltage (Vs) from the latched intermediate voltage (Vc). The switching power supply (1) has a control circuit (9) for activating and deactivating the first switching stage (6), wherein the control circuit (9) is adapted to the first switching stage (6) for a determined by the control circuit (9) portion of a to activate the first half-wave (11) of the primary AC voltage (Vp) and for at least a subsequent half-wave (12, 13) of the primary AC voltage (Vp) to disable. The invention further relates to a working method for operating such a switching power supply (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil aufweisend eine erste Schaltstufe zur Erzeugung einer gleichgerichteten Zwischenspannung aus einer primären Wechselspannung, ein Speicherelement zur Zwischenspeicherung der von der ersten Schaltstufe erzeugten Zwischenspannung und eine zweite Schaltstufe zur Erzeugung einer sekundären Ausgangsspannung aus der zwischengespeicherten Zwischenspannung. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Arbeitsverfahren zum Betrieb eines derartigen Schaltnetzteils.The invention relates to a switching power supply having a first switching stage for generating a rectified intermediate voltage from a primary alternating voltage, a memory element for buffering the intermediate voltage generated by the first switching stage and a second switching stage for generating a secondary output voltage from the buffered intermediate voltage. The invention further relates to a working method for operating such a switching power supply.

Unterschiedliche Typen von Schaltnetzteilen zur Versorgung von tragbaren Computern und anderen elektronischen Geräten mit einer aus einer primären Netzwechselspannung erzeugten sekundären Gleichspannung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Grundsätzlich weisen derartige Schaltnetzteile einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad auf und erlauben die Gestaltung von leichten und kostengünstigen Netzteilen für eine Vielzahl von Anwendungsbereiche. Various types of switched-mode power supplies for supplying portable computers and other electronic devices with a secondary DC voltage generated from a primary AC mains voltage are known in the art. Basically, such switching power supplies have a relatively high efficiency and allow the design of lightweight and cost-effective power supplies for a variety of applications.

Ein Nachteil bekannter Schaltnetzteile liegt jedoch darin, dass sie im so genannten Schwachlastbereich, also in einem Arbeitsbereich, in dem die sekundärseitig abgegebene Leistung nur einen geringen Bruchteil einer möglichen Ausgangsleistung darstellt, einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad aufweisen. However, a disadvantage of known switching power supplies lies in the fact that they have a relatively poor efficiency in the so-called low-load range, ie in a work area in which the secondary-output power represents only a small fraction of a possible output power.

Dieses Problem wird unter anderem durch die verhältnismäßig hohen Verluste der in einem Schaltnetzteil verwendeten Schaltstufen im nahezu leistungslosen Bereich verursacht. Um einen elektronischen Halbleiterschalter, wie insbesondere einen MOSFET-Transistor, zu schalten, benötigt man Energie, welche unabhängig von der zu schaltenden Leistung ist. Bei höheren geschalteten Leistungen fällt diese Energie kaum ins Gewicht, wohingegen diese Energie im Schwachlastbereich einen sehr hohen Anteil der Verlustleistung ausmacht.This problem is caused, inter alia, by the relatively high losses of the switching stages used in a switching power supply in the almost powerless area. In order to switch an electronic semiconductor switch, in particular a MOSFET transistor, one needs energy which is independent of the power to be switched. At higher switched powers, this energy hardly matters, whereas in the low load range, this energy accounts for a very high proportion of the power loss.

Insbesondere bei Geräten der elektronischen Datenverarbeitung (EDV) und Unterhaltungselektronik werden oftmals Geräte eingesetzt, die im Betrieb eine relativ hohe Aufnahmeleistung im Bereich zwischen 50 und 250 Watt besitzen, in einer so genannten Standby- oder Bereitschaftsbetriebsart jedoch nur eine Aufnahmeleistung von weniger als 5 Watt und oftmals von weniger als 1 Watt aufweisen.In particular, in devices of electronic data processing (EDP) and consumer electronics devices are often used that have a relatively high recording power in the range between 50 and 250 watts in a so-called standby or standby mode, however, only a recording power of less than 5 watts and often less than 1 watt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schaltnetzteil und ein Verfahren zu seinem Betrieb zu beschreiben, das die Verlustleistung des Schaltnetzteils in dem sogenannten Schwachlastbereich verbessert. Insbesondere sollen Lösungen aufgezeigt werden, die die Schaltverluste beim Betrieb eines Schaltnetzteils mit 10 Prozent oder weniger seiner maximalen Ausgangsleistung reduzieren.An object of the present invention is to describe a switching power supply and a method of its operation, which improves the power loss of the switching power supply in the so-called low load range. In particular, solutions are to be shown that reduce the switching losses during operation of a switching power supply with 10 percent or less of its maximum output power.

Unterschiedliche Ausgestaltungen besonders energieeffizienter Schaltnetzteile und Arbeitsverfahren zu deren Betrieb sind in den angehängten Patentansprüchen offenbart.Different embodiments of particularly energy-efficient switching power supplies and working methods for their operation are disclosed in the appended claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schaltnetzteil aufweisend eine erste Schaltstufe zur Erzeugung einer gleichgerichteten Zwischenspannung aus einer primären Wechselspannung, ein Speicherelement zur Zwischenspeicherung der von der ersten Schaltstufe erzeugten Zwischenspannung und eine zweite Schaltstufe zur Erzeugung einer sekundären Ausgangsspannung aus der zwischengespeicherten Zwischenspannung offenbart. Das Schaltnetzteil weist eine Steuerschaltung zum Aktivieren und Deaktivieren der ersten Schaltstufe auf, wobei die Steuerschaltung dazu eingerichtet ist, eine von der primären Wechselspannung abhängige erste Größe zu überwachen und die erste Schaltstufe in wenigstens einer Betriebsart des Schaltnetzteils in Abhängigkeit der ersten Größe für einen durch die Steuerschaltung bestimmten Teilbereich einer ersten Halbwelle der primären Wechselspannung zu aktivieren und für wenigstens eine nachfolgende Halbwelle der primären Wechselspannung zu deaktivieren. According to a first aspect of the present invention, a switching power supply is disclosed comprising a first switching circuit for generating a rectified intermediate voltage from a primary AC voltage, a storage element for latching the intermediate voltage generated by the first switching stage and a second switching stage for generating a secondary output voltage from the buffered intermediate voltage. The switching power supply has a control circuit for activating and deactivating the first switching stage, wherein the control circuit is adapted to monitor a dependent on the primary AC voltage first size and the first switching stage in at least one mode of the switching power supply in dependence of the first size for one of the Control circuit to activate certain portion of a first half-wave of the primary AC voltage and disable for at least a subsequent half cycle of the primary AC voltage.

Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Abstimmung der Aktivierung einer ersten Schaltstufe zum Laden eines Speicherelements mit einer Zwischenspannung mit den Halbwellen einer zur Versorgung des Schaltnetzteils verwendeten primären Wechselspannung sowie der Deaktivierung der ersten Schaltstufe für ein oder mehrere darauf folgende Halbwellen eine Verbesserung der Energieeffizienz des Schaltnetzteils insgesamt erreicht werden kann.The invention is based inter alia on the finding that by tuning the activation of a first switching stage for charging a memory element with an intermediate voltage with the half-waves of a primary AC voltage used to power the switching power supply and the deactivation of the first switching stage for one or more subsequent half-waves Improvement of the energy efficiency of the switching power supply can be achieved in total.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuerschaltung dazu eingerichtet, die erste Schaltstufe am Beginn der ersten Halbwelle zu aktivieren und am Ende der ersten Halbwelle zu deaktivieren. Ein derartiges Vorgehen erlaubt die Nutzung der gesamten Energie einer Halbwelle und somit die Verringerung der erforderlichen Schaltzyklen. Zugleich führt eine derartige Ausnutzung einer gesamten Halbwelle zu einer deutlichen Verbesserung bezüglich der von dem Schaltnetzteil verursachten harmonischen Verzerrung. According to an advantageous embodiment, the control circuit is adapted to activate the first switching stage at the beginning of the first half-wave and to deactivate it at the end of the first half-wave. Such a procedure allows the use of the entire energy of a half wave and thus the reduction of the required switching cycles. At the same time, such an utilization of an entire half-wave leads to a significant improvement with respect to the harmonic distortion caused by the switched-mode power supply.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuerschaltung des Weiteren dazu eingerichtet, eine vom Ladezustand des Speicherelements abhängige zweite Größe, insbesondere eine Höhe der Zwischenspannung, zu überwachen und in der wenigstens einen Betriebsart den ersten Teilbereich der ersten Halbwelle der primären Wechselspannung zum Aktivieren der ersten Schaltstufe und die Anzahl von Halbwellen der primären Wechselspannung zum Deaktivieren der ersten Schaltstufe in Abhängigkeit der zweiten Größe zu bestimmen. Durch Berücksichtigung des Ladezustands des Speicherelementes kann ein zuverlässiger Betrieb des Schaltnetzteils unter Berücksichtigung einer größtmöglichen Energieeffizienz sichergestellt werden.According to an advantageous embodiment, the control circuit is further configured to monitor a dependent of the state of charge of the memory element second size, in particular a level of the intermediate voltage, and in the at least one mode, the first portion of the first half-wave of the primary AC voltage for activating the first switching stage and determining the number of half-waves of the primary alternating voltage for deactivating the first switching stage as a function of the second variable. By taking into account the state of charge of the memory element, a reliable operation of the switching power supply can be ensured taking into account the highest possible energy efficiency.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die erste Schaltstufe wenigstens ein von der Steuerschaltung ansteuerbares Halbleiterschaltelement zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Eingang der ersten Schaltstufe zum Anschluss der primären Wechselspannung und dem Speicherelement auf. Durch die Verwendung eines ersten Halbleiterschaltelements zum Trennen der ersten Schaltstufe kann die Energieaufnahme des Schaltnetzteils aus einem primären Wechselspannungsversorgungsnetzwerk gesteuert werden.According to an advantageous embodiment, the first switching stage at least one controllable by the control circuit semiconductor switching element for disconnecting an electrical connection between an input of the first switching stage for connecting the primary AC voltage and the memory element. By using a first semiconductor switching element to disconnect the first switching stage, the power consumption of the switching power supply can be controlled from a primary AC power supply network.

Gemäß einer Ausgestaltung umfasst die erste Schaltstufe wenigstens eine Gleichrichterschaltung zum Umwandeln einer primären Wechselspannung in eine primäre Gleichspannung und wenigstens einen ersten Schaltwandler zur Erzeugung der Zwischenspannung aus der primären Gleichspannung. Dabei ist das wenigstens eine Halbleiterschaltelement zwischen der Gleichrichterschaltung und dem Schaltwandler angeordnet. According to one embodiment, the first switching stage comprises at least one rectifier circuit for converting a primary alternating voltage into a primary direct voltage and at least one first switching converter for generating the intermediate voltage from the primary direct voltage. In this case, the at least one semiconductor switching element is arranged between the rectifier circuit and the switching converter.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuerschaltung dazu eingerichtet, die Höhe der primären Gleichspannung zu überwachen. Eine derartige Anordnung gestattet eine besonders einfache Überwachung eines Zustands der extern angelegten primären Wechselspannung.In an advantageous embodiment, the control circuit is set up to monitor the level of the primary DC voltage. Such an arrangement allows a particularly simple monitoring of a state of the externally applied primary AC voltage.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Steuerschaltung einen Mikrocontroller, wobei der Mikrocontroller dazu eingerichtet ist, eine Schaltschwelle für ein Nachladen des Speicherelements in Abhängigkeit einer Betriebsart und/oder Ausgangsleistung der zweiten Schaltstufe des Schaltnetzteils vorzugeben. Durch das Anpassen von wenigstens einer Schaltschwelle an eine tatsächliche Ausgangsleistung des Schaltnetzteils kann die Nutzung von vorbestimmten Teilen beziehungsweise vollständigen Halbwellen einer primären Wechselspannung sichergestellt werden.According to a further advantageous embodiment, the control circuit comprises a microcontroller, wherein the microcontroller is adapted to specify a switching threshold for recharging the memory element as a function of a mode and / or output power of the second switching stage of the switching power supply. By adapting at least one switching threshold to an actual output power of the switching power supply, the use of predetermined parts or complete half-waves of a primary AC voltage can be ensured.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung dient der Mikrocontroller unter anderem zur Ansteuerung einer Schaltung zur Pulsweitenmodulation, die dazu eingerichtet ist, ein pulsweitenmoduliertes Signal zur Ansteuerung wenigstens eines Halbleiterschaltelements des Schaltnetzteils zu erzeugen, wobei der Mikrocontroller dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Betriebsparameter der Schaltung zur Pulsweitenmodulation in Abhängigkeit von der Betriebsart und/oder der Ausgangsleistung der zweiten Schaltstufe des Schaltnetzteils vorzugeben.According to an advantageous embodiment, the microcontroller is used inter alia for driving a circuit for pulse width modulation, which is adapted to generate a pulse width modulated signal for driving at least one semiconductor switching element of the switching power supply, wherein the microcontroller is adapted to at least one operating parameter of the circuit for pulse width modulation in dependence from the operating mode and / or the output power of the second switching stage of the switching power supply to specify.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Arbeitsverfahren für ein Schaltnetzteil zum Erzeugen einer sekundären Gleichspannung aus einer primären Wechselspannung beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • – Überwachen wenigstens einer von der primären Wechselspannung abhängigen ersten Größe,
  • – Aktivieren wenigstens einer ersten Schaltstufe des Schaltnetzteils zur Erzeugung einer gleichgerichteten Zwischenspannung aus der primären Wechselspannung für einen vorbestimmten Teilbereich einer ersten Halbwelle der primären Wechselspannung in Abhängigkeit der ersten Größe,
  • – Zwischenspeichern der gleichgerichteten Zwischenspannung in einem Speicherelement,
  • – Deaktivieren der wenigstens einen ersten Schaltstufe des Schaltnetzteils für wenigstens eine nachfolgende Halbwelle der primären Wechselspannung und
  • – Erzeugen der sekundären Gleichspannung aus der zwischengespeicherten Zwischenspannung des Schaltnetzteils.
In another aspect, a method of operating a switched-mode power supply to generate a secondary DC voltage from a primary AC voltage is described. The method comprises the following steps:
  • Monitoring at least one of the primary alternating voltage-dependent first variable,
  • Activating at least one first switching stage of the switched-mode power supply to generate a rectified intermediate voltage from the primary alternating voltage for a predetermined partial area of a first half-wave of the primary alternating voltage as a function of the first variable,
  • Buffering the rectified intermediate voltage in a memory element,
  • - Disabling the at least one first switching stage of the switching power supply for at least one subsequent half-wave of the primary AC voltage and
  • - Generating the secondary DC voltage from the cached intermediate voltage of the switching power supply.

Durch die oben genannten Verfahrensschritte wird die Aktivierung und Deaktivierung der ersten Schaltstufe mit den Halbwellen einer zur Versorgung des Schaltnetzteils verwendeten primären Wechselspannung synchronisiert. Durch die Verwendung eines vorbestimmten Teils der ersten Halbwelle, insbesondere der gesamten ersten Halbwelle, und die Deaktivierung der ersten Schaltstufe für wenigstens eine nachfolgende Halbwelle werden die Schaltverluste des Schaltnetzteils reduziert und es wird gleichzeitig eine Verringerung einer harmonischen Verzerrung bewirkt.The above-mentioned method steps synchronize the activation and deactivation of the first switching stage with the half-waves of a primary AC voltage used to supply the switching power supply. By using a predetermined part of the first half-wave, in particular the entire first half-wave, and the deactivation of the first switching stage for at least one subsequent half-wave, the switching losses of the switching power supply are reduced and simultaneously causes a reduction of harmonic distortion.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Verfahren den Schritt des Bestimmens einer Aktivierungsfrequenz zum Aktivieren der wenigstens einen ersten Schaltstufe in Abhängigkeit einer Betriebsart und/oder einer Ausgangsleistung der wenigstens einen zweiten Schaltstufe derart, dass die doppelte Frequenz der primären Wechselspannung einem ganzzahligem Vielfachen der bestimmten Aktivierungsfrequenz entspricht.According to an advantageous embodiment, the method comprises the step of determining an activation frequency for activating the at least one first switching stage as a function of an operating mode and / or an output power of the at least one second switching stage such that the double frequency of the primary alternating voltage corresponds to an integer multiple of the determined activation frequency ,

Durch die Bestimmung einer Aktivierungsfrequenz, die in einem harmonischen Verhältnis der Frequenz der zur Versorgung verwendeten Wechselspannung steht, kann die durch das Schaltnetzteil erzeugte harmonische Verzerrung beziehungsweise der zu ihrer Kompensation erforderliche Schaltungsaufwand reduziert werden.By determining an activation frequency which is in a harmonic ratio of the frequency of the alternating voltage used for the supply, the harmonic distortion generated by the switching power supply or the circuitry required for their compensation can be reduced.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen offenbart.Further advantageous embodiments are described in the dependent claims and the disclosed in the following detailed description of exemplary embodiments.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren näher erläutert. In den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen werden gleiche Bezugsarten für gleiche oder gleichartige Komponenten verwendet.The invention will be explained in more detail with reference to different embodiments with reference to the attached figures. In the different embodiments, the same reference types are used for the same or similar components.

In den Figuren zeigen:In the figures show:

1 eine schematische Darstellung eines Schaltnetzteils gemäß unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung, 1 a schematic representation of a switching power supply according to different embodiments of the invention,

2A eine beispielhafte Stromaufnahme eines Schaltnetzteils zusammen mit einer Höhe einer Wechselspannung, 2A an exemplary current consumption of a switched-mode power supply together with a level of an alternating voltage,

2B den zeitlichen Verlauf von Ladezuständen eines Speicherelements, 2 B the time course of charge states of a memory element,

3 einen Schaltplan einer ersten Schaltung gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, 3 a circuit diagram of a first circuit according to a first embodiment of the invention,

4 einen Schaltplan einer zweiten Schaltung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung und 4 a circuit diagram of a second circuit according to a second embodiment of the invention and

5 einen Schaltplan einer dritten Schaltung gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung. 5 a circuit diagram of a third circuit according to a third embodiment of the invention.

6 einen Schaltplan einer vierten Schaltung gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung. 6 a circuit diagram of a fourth circuit according to a fourth embodiment of the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schaltnetzteils 1 zur Versorgung eines elektronischen Geräts 2 aus einer Wechselspannung eines Wechselspannungsversorgungsnetzwerks 3. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 handelt es sich um ein externes Schaltnetzteil 1. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Lösung auch bei in ein Gerät integrierten Schaltnetzteilen Verwendung finden. 1 shows a schematic representation of a switching power supply 1 to power an electronic device 2 from an AC voltage of an AC power supply network 3 , According to the embodiment of the 1 it is an external switching power supply 1 , Of course, the solution according to the invention can also be used in integrated in a device switching power supplies.

Ein primärer Netzeingang 4 des Schaltnetzteils 1 ist mit einer primären Phasenleitung L und einem Neutralleiter N des Wechselspannungsversorgungsnetzwerks 3 verbunden. Das Schaltnetzteil 1 umfasst einen Gleichrichter 5 zur Umwandlung der primären Wechselspannung in eine primäre Gleichspannung, eine erste Schaltstufe 6 zur Umwandlung der pulsierenden, primären Gleichspannung in eine Zwischenspannung sowie zur Leistungsfaktorkorrektur, ein Speicherelement 7 zum Zwischenspeichern der primären Gleichspannung und eine zweite Schaltstufe 8 zum Erzeugen einer stabilisierten sekundären Gleichspannung Vs aus der zwischengespeicherten Gleichspannung des Speicherelements 7. In einigen Ausführungen ist der Gleichrichter 5 in die erste Schaltstufe 6 integriert oder überhaupt nicht erforderlich.A primary power input 4 of the switching power supply 1 is connected to a primary phase line L and a neutral conductor N of the AC power supply network 3 connected. The switching power supply 1 includes a rectifier 5 for converting the primary AC voltage into a primary DC voltage, a first switching stage 6 for converting the pulsating, primary DC voltage into an intermediate voltage and for power factor correction, a memory element 7 for latching the primary DC voltage and a second switching stage 8th for generating a stabilized secondary DC voltage V s from the latched DC voltage of the memory element 7 , In some versions is the rectifier 5 in the first switching stage 6 integrated or not required at all.

Das Schaltnetzteil 1 umfasst des Weiteren eine Steuerschaltung 9 die den Betrieb des Schaltnetzteils 1 steuert. Bevorzugt überwacht die Steuerschaltung 9 hierzu die am primären Netzeingang 4 anliegende primäre Wechselspannung oder die durch den Gleichrichter 5 erzeugte pulsierende, primäre Gleichspannung und den Ladezustand des Speicherelements 7. Die Steuerschaltung 9 regelt insbesondere die zur Leistungsfaktorkorrektur eingesetzte erste Schaltstufe 6 und, optional, die zur Erzeugung der stabilisierten Gleichspannung Vs verwendete zweite Schaltstufe 8.The switching power supply 1 further comprises a control circuit 9 the operation of the switching power supply 1 controls. Preferably, the control circuit monitors 9 this at the primary power input 4 applied primary AC voltage or through the rectifier 5 generated pulsating primary DC voltage and the state of charge of the memory element 7 , The control circuit 9 in particular regulates the first switching stage used for power factor correction 6 and, optionally, the second switching stage used to generate the stabilized DC voltage V s 8th ,

Bei der Steuerschaltung 9 kann es sich entweder um eine diskrete Steuerschaltung oder um ein durch einen Mikrocontroller des Schaltnetzteils 1 oder des elektronischen Geräts 2 ausgeführtes Steuerprogramm handeln. In einer Ausgestaltung handelt es sich um eine Kombination umfassend einen Mikrocontroller und eine Schaltung zur Pulsweitensteuerung, wobei der Mikrocontroller Parameterwerte wie einen Einschaltzeitpunkt, eine Schaltfrequenz und/oder ein Tastverhältnis für die Pulsweitensteuerung vorgibt und die Pulsweitensteuerung die erste Schaltstufe 6 ansteuert. At the control circuit 9 It can either be a discrete control circuit or a by a microcontroller of the switching power supply 1 or the electronic device 2 act executed control program. In one embodiment, it is a combination comprising a microcontroller and a circuit for pulse width control, the microcontroller specifying parameter values such as a switch-on time, a switching frequency and / or a duty cycle for the pulse width control and the pulse width control the first switching stage 6 controls.

Wenn die Steuerschaltung 9 auch die zweite Schaltstufe 8 ansteuert, erhält sie aus einem zugehörigen Regelkreis Informationen, wie beispielsweise eine Schaltfrequenz der zweiten Schaltstufe 8, die einen Rückschluss auf die aktuelle Ausgangsleistung des Schaltnetzteils 1 erlauben. Alternativ kann die aktuelle Ausgangsleistung oder Betriebsart auch explizit von dem elektronischen Gerät 2 vorgegeben oder über eine Messschaltung in dem Schaltnetzteil 1 ermittelt werden.When the control circuit 9 also the second switching stage 8th it receives information from an associated control circuit, such as a switching frequency of the second switching stage 8th , which gives an indication of the current output power of the switching power supply 1 allow. Alternatively, the current output power or mode of operation may also be explicit from the electronic device 2 predetermined or via a measuring circuit in the switching power supply 1 be determined.

Es wird darauf hingewiesen, dass das Schaltnetzteil 1 in der 1 lediglich schematisch dargestellt ist und weitere Komponenten, wie beispielsweise einen manuellen Ein-/Ausschalter, Anschlüsse für weitere sekundäre Ausgangsspannungen sowie aktive und passive Netzfilter enthalten kann, die in der 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.It should be noted that the switching power supply 1 in the 1 is shown only schematically and may contain other components, such as a manual on / off switch, connections for other secondary output voltages and active and passive line filter, which in the 1 are not shown for reasons of clarity.

Um die Leistungsaufnahme des Netzteils gemäß 1 gegenüber bekannten Schaltnetzteilen zu verbessern, wird eine neue Sequenz zur Leistungsübertragung durch die erste Schaltstufe 6 des Schaltnetzteils 1 vorgeschlagen, die zugleich zu einer Verbesserung einer durch das Schaltnetzteil 1 verursachten harmonischen Verzerrung führt. To the power consumption of the power supply according to 1 compared to known switching power supplies to improve, a new sequence for power transmission through the first switching stage 6 of the switching power supply 1 proposed, at the same time to an improvement by the switching power supply 1 caused harmonic distortion.

Die neue Sequenz zur Leistungsübertragung ist in der 2A beispielhaft dargestellt. Die in der 2A durchgezogene Linie stellt einen sinusförmigen Spannungsverlauf der primären Wechselspannung Vp des Wechselspannungsversorgungsnetzwerks 3 dar. Neben dem Verlauf der primären Versorgungsspannung Vp ist in der 2 des Weiteren der Verlauf des von dem Schaltnetzteil 1 aufgenommenen primären Betriebsstrom Ip dargestellt. Wie sich aus der 2A ergibt, befinden sich der aufgenommene Betriebsstrom Ip und die Versorgungsspannung Vp wegen der phasenkorrigierenden Eingangstufe in Form der ersten Schaltstufe 6 in einer festen Phasenbeziehung. Insbesondere ist der aufgenommene Strom für eine erste Halbwelle 11 proportional zur Eingangsspannung Vp. Für zwei nachfolgende Halbwellen 12 und 13 nimmt das Schaltnetzteil 1 jeweils überhaupt keinen Strom Ip aus dem primären Wechselspannungsversorgungsnetzwerk 3 auf. Ab der vierten Halbwelle 14 wiederholt sich der Zyklus der ersten drei Halbwellen 11 bis 13. The new sequence for power transmission is in the 2A exemplified. The in the 2A solid line represents a sinusoidal waveform of the primary AC voltage V p of the AC power supply network 3 In addition to the course of the primary supply voltage V p is in the 2 Furthermore, the course of the of the switching power supply 1 recorded primary operating current I p shown. As is clear from the 2A results, are the recorded operating current I p and the supply voltage V p because of the phase-correcting input stage in the form of the first switching stage 6 in a fixed phase relationship. In particular, the absorbed current is for a first half-wave 11 proportional to the input voltage V p . For two consecutive half-waves 12 and 13 takes the switching power supply 1 in each case no current I p from the primary AC power supply network 3 on. From the fourth half-wave 14 the cycle of the first three half-waves is repeated 11 to 13 ,

Aus der 2A ist ersichtlich, dass die Aktivierungsfrequenz der ersten Schaltstufe 6 und die Frequenz der primären Versorgungsspannung in einem harmonischen Verhältnis zueinander stehen. Genauer gesagt entspricht Dauer TS eines kompletten Schaltzyklus der ersten Schaltstufe 6 einem ganzzahligen Vielfachen der Dauer TP einer Halbwelle der Versorgungsspannung Vp, nämlich dem 3-fachen, oder allgemein TS = n·TP für eine beliebige natürliche Zahl n. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Aktivierungsfrequenz der ersten Schaltstufe 6 typischerweise unabhängig von der Schaltfrequenz eines darin enthaltenen Schalttransistors ist, insbesondere eines MOSFETs eines Schaltwandlers zur Erzeugung der Zwischenspannung.From the 2A It can be seen that the activation frequency of the first switching stage 6 and the frequency of the primary supply voltage are in harmonic relationship. More specifically, duration T S corresponds to a complete switching cycle of the first switching stage 6 an integer multiple of the duration T P of a half-wave of the supply voltage V p , namely 3 times, or generally T S = n · T P for any natural number n. At this point it should be noted that the activation frequency of the first switching stage 6 is typically independent of the switching frequency of a switching transistor contained therein, in particular a MOSFETs of a switching converter for generating the intermediate voltage.

Des Weiteren ist ersichtlich, dass auch ein Tastverhältnis zur Aktivierung der ersten Schaltstufe 6 in einem festen Verhältnis zu der Netzfrequenz der Versorgungsspannung Vp bzw. der Aktivierungsfrequenz der ersten Schaltstufe 6 steht. Im Beispiel entspricht das Tastverhältnis 1/3, oder allgemein 1/n. Hierdurch wird ein Einschaltzeitraum mit dem Phasenverlauf der Versorgungsspannung Vp synchronisiert. Im Ergebnis ergibt sich eine versetzte, komplette Halbwellennutzung.Furthermore, it can be seen that a duty cycle for activating the first switching stage 6 in a fixed relationship to the mains frequency of the supply voltage V p and the activation frequency of the first switching stage 6 stands. In the example, the duty cycle corresponds to 1/3, or generally 1 / n. As a result, a switch-on period is synchronized with the phase curve of the supply voltage V p . The result is an offset, complete half-wave utilization.

In der 2B ist der zeitliche Verlauf eines Ladezustands eines Speicherelements 7, beispielhaft als die Spannung Vc eines Speicherkondensators, dargestellt.In the 2 B is the time course of a state of charge of a memory element 7 , exemplified as the voltage V c of a storage capacitor.

Bei konventioneller Ansteuerung einer ersten Schaltstufe 6 bleibt eine Zwischenspannung weitgehend konstant (nicht dargestellt). Alternativ ist es auch möglich, die erste Schaltstufe in einem sogenannten Burst Mode zu betreiben, in dem die Zwischenspannung geringfügig zwischen einer fest vorgegebenen ersten Einschaltschwelle 21 und einer fest vorgegebenen ersten Ausschaltschwelle 22 schwankt. Im dargestellten Verlauf wird jeweils ein unbestimmter Bruchteil einer oder zwei benachbarter Halbwellen 12 bis 14 zum Laden des Speicherelements 7 verwendet.In conventional control of a first switching stage 6 an intermediate voltage remains largely constant (not shown). Alternatively, it is also possible to operate the first switching stage in a so-called burst mode in which the intermediate voltage is slightly between a fixed first switch-on threshold 21 and a fixed predetermined first turn-off threshold 22 fluctuates. In the illustrated course, in each case an indefinite fraction of one or two adjacent half-waves 12 to 14 for loading the memory element 7 used.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zumindest in einem Schwachlastbereich, beispielsweise bei einer Auslastung von weniger als 10 Prozent der maximalen Ausgangsleistung, andere Schaltschwellen verwendet. Hierzu verändert die Steuerschaltung 9 eine variable untere Einschaltschwelle 23 und/oder eine variable obere Ausschaltschwelle 24 derart, dass sich eine Schaltzyklusdauer mit einem ganzzahligen Vielfachen einer Halbwelle der primären Versorgungsspannung Vs ergibt. Bevorzugt wird die zweite Einschaltschwelle 23 gegenüber der ersten Schaltschwelle 21 in einer Normalbetriebsart abgesenkt und/oder die zweite Ausschaltschwelle 24 gegenüber der ersten Ausschaltschwelle 22 angehoben. Im dargestellten Verlauf entspricht die Ladephase genau der ersten Halbwelle 11 und eine nachfolgende Entladephase den drei Halbwellen 12 bis 14. Bevorzugt sind die Einschaltzeitpunkte mit Nulldurchgängen der primären Versorgungsspannung Vs synchronisiert.According to one embodiment of the invention, other switching thresholds are used, at least in a low load range, for example at a utilization of less than 10 percent of the maximum output power. For this purpose, the control circuit changes 9 a variable lower switch-on threshold 23 and / or a variable upper turn-off threshold 24 such that a switching cycle duration with an integer multiple of a half-wave of the primary supply voltage V s results. The second switch-on threshold is preferred 23 opposite the first switching threshold 21 lowered in a normal mode and / or the second switch-off 24 opposite the first switch-off threshold 22 raised. In the illustrated course, the charging phase corresponds exactly to the first half-wave 11 and a subsequent discharge phase the three half-waves 12 to 14 , The turn-on times are preferably synchronized with zero crossings of the primary supply voltage V s .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird jeweils eine komplette Halbwelle 11 zur Energieübertragung von dem primären Wechselspannungsversorgungsnetzwerk 3 zu dem Speicherelement 7 verwendet. Durch die geeignete Ansteuerung von Schaltelementen der ersten Schaltstufe 6 kann somit insbesondere auf einen Phasenan- und -abschnitt zu einem beliebigen Zeitpunkt des Phasenverlaufs der primären Versorgungsspannung Vp wie im oben beschriebenen Burst Mode verzichtet werden. Dies führt neben einer Energieeinsparung durch eine effektiv verringerte Schaltfrequenz auch dazu, dass das Schaltnetzteil 1 nur eine sehr geringe harmonische Verzerrung erzeugt und somit einen sehr guten so genannten THD-Wert (Total Harmonic Distortion) aufweist.In the illustrated embodiment, in each case a complete half-wave 11 for power transmission from the primary AC power supply network 3 to the storage element 7 used. By the appropriate control of switching elements of the first switching stage 6 Thus, in particular, a phase contact and phase section can be dispensed with at any time in the phase characteristic of the primary supply voltage V p, as in the burst mode described above. In addition to saving energy by effectively reducing the switching frequency, this also results in the switching power supply 1 produces only a very small harmonic distortion and thus has a very good so-called total Harmonic Distortion (THD) value.

Anstelle der in den 2A und 2B dargestellten versetzten Nutzung von kompletten Sinushalbwellen können auch Teilbereiche von versetzten Halbwellen genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuerelement 9 auch dazu eingerichtet sein, die mit der ersten Halbwelle 11 übertragene Leistung in das Speicherelement 7 zu regeln, um die Verlustleistung des Schaltnetzteils 1 zu minimieren. Beispielsweise kann ein Ladestrom für das Speicherelement 7 in einem Schwachlastbereich reduziert werden, um die Ausnutzung einer vollen Halbwelle 11 zu ermöglichen. Beispielsweise ist es möglich, das Tastverhältnis eines Schaltwandlers der ersten Schaltstufe 6 derart auszuwählen, das bezogen auf den kompletten Ladezyklus innerhalb einer Halbwelle ein bestmöglicher Wirkungsgrad erzielt wird.Instead of in the 2A and 2 B shown staggered use of complete sine half-waves can also be used portions of staggered half-waves. Alternatively or additionally, the control 9 also be set up with the first half-wave 11 transmitted power in the memory element 7 to regulate the power loss of the switching power supply 1 to minimize. For example, a charging current for the memory element 7 be reduced in a low load range to the utilization of a full half wave 11 to enable. For example, it is possible, the duty cycle of a switching converter of the first switching stage 6 to select such, related the best possible efficiency is achieved on the complete charging cycle within a half-wave.

In einer Ausgestaltung wird die Anpassung der Sequenz der Leistungsübertragung an die aktuelle Ausgangsleistung des Schaltnetzteils 1 im Wesentlichen durch die Bestimmung der Anzahl von Halbwellen, in denen keine Leistung aus dem Wechselspannungsversorgungsnetzwerk 3 aufgenommen wird, durch die Steuerschaltung 9 bestimmt. Geht man beispielsweise davon aus, dass die Leistungsaufnahme des elektronischen Gerätes 2 in einer weiteren Betriebsart gegenüber der Leistungsaufnahme entsprechend der Situation nach 2A nochmals halbiert würde, entfiele die in der vierten Halbwelle 14 vorgesehene Leistungsaufnahme komplett, so dass sich effektiv eine weitere Halbierung der Aktivierungsfrequenz für die erste Schaltstufe 6 ergäbe.In one embodiment, the adaptation of the sequence of power transmission to the current output power of the switching power supply 1 essentially by determining the number of half-waves in which no power from the AC supply network 3 is received by the control circuit 9 certainly. For example, assume that the power consumption of the electronic device 2 in another mode versus the power consumption according to the situation 2A halved again, would be omitted in the fourth half wave 14 provided power consumption completely, so that effectively further halving the activation frequency for the first switching stage 6 would result.

Zur weiteren Verbesserung der Effizienz bei sehr kleinen sekundären Ausgangsleistungen ist es auch möglich, die zweite Schaltstufe 8 für vorbestimmte Zeiträume zu deaktivieren. Beispielsweise kann ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal der Steuerschaltung 9 zur Ansteuerung der zweiten Schaltstufe 8 im Zeitraum der nicht genutzten Halbwellen 12 und 13 unterbunden werden, sofern sekundärseitig eine entsprechende Pufferkapazität oder Toleranz bzgl. der Eingangsspannung besteht.To further improve the efficiency at very small secondary output powers, it is also possible to use the second switching stage 8th disable for predetermined periods. For example, a pulse width modulated control signal of the control circuit 9 for controlling the second switching stage 8th in the period of unused half-waves 12 and 13 be prevented, provided that the secondary side has a corresponding buffer capacity or tolerance with respect to the input voltage.

3 zeigt eine beispielhafte Schaltung 30, die die Funktion des Gleichrichters 5 und der ersten Schaltstufe 6 kombiniert und die zur Realisierung eines Schaltnetzteils 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung geeignet ist. 3 shows an exemplary circuit 30 that the function of the rectifier 5 and the first switching stage 6 Combined and the realization of a switching power supply 1 is suitable according to an embodiment of the invention.

Die Schaltung 30 gemäß 3 umfasst eine Gleichrichterschaltung 35 umfassend die Dioden D1 bis D4, die im Wesentlichen eine so genannte Graetzbrücke bilden. An einem ersten Knoten 31 hinter der Gleichrichterschaltung 35 wird die Höhe der gleichgerichteten, pulsierenden Spannung V1 gegenüber einem elektrischen Bezugspotenzial GND bestimmt. Die Höhe der Spannung V1 wird einer Logikschaltung 32 zur Steuerung der ersten Schaltstufe 6 zugeleitet. The circuit 30 according to 3 includes a rectifier circuit 35 comprising the diodes D1 to D4, which essentially form a so-called Graetz bridge. At a first node 31 behind the rectifier circuit 35 the magnitude of the rectified, pulsating voltage V 1 is determined with respect to a reference electrical potential GND. The magnitude of the voltage V 1 becomes a logic circuit 32 for controlling the first switching stage 6 fed.

Die Logikschaltung 32 steuert sowohl einen ersten Schalttransistor Q1 zum Aktivieren der ersten Schaltstufe 6 als auch einen zweiten Schalttransistor Q2 an, der das eigentliche Schaltelement des Schaltwandlers 33 bildet. Der Schalter Q1 wird von der Logikschaltung 32 während einer ersten Halbwelle 11 geschlossen, um die erste Schaltstufe 6 zu aktivieren. Während nachfolgender Halbwellen 12 und 13 öffnet die Logikschaltung 32 den Schalter Q1 um den Schaltwandler 33 von der Gleichrichterschaltung 35 zu trennen.The logic circuit 32 controls both a first switching transistor Q1 for activating the first switching stage 6 as well as a second switching transistor Q2, which is the actual switching element of the switching converter 33 forms. The switch Q1 is from the logic circuit 32 during a first half-wave 11 closed to the first switching stage 6 to activate. During subsequent half waves 12 and 13 opens the logic circuit 32 the switch Q1 to the switching converter 33 from the rectifier circuit 35 to separate.

Bei dem Schaltwandler 33 handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere um eine Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur nach dem Prinzip eines Inverswandlers (englisch: Buck Boost Converter). Ist der Schalter Q2 geschlossen, fließt ein Strom von dem primären Netzeingang 4 durch den Schalter Q1, eine Spule L1 und den Schalter Q2. Auf diese Weise wird der Kern der Spule L1 magnetisiert, um Energie aus dem primären Wechselspannungsversorgungsnetzwerk 3 zwischenzuspeichern. Wird der Schalter Q2 unterbrochen führt die Induktivität der Spule L1 dazu, dass der Stromfluss durch die Spule L1 aufrecht erhalten bleibt. Der Strom fließt in diesem Fall über die Diode D5 zu einem als Speicherelement 7 eingesetzten Speicherkondensator C1 und zurück über die Diode D6 zur Spule L1. Der Kondensator C1 wird in dieser Schaltungsarchitektur also in den Zeiträumen geladen, in denen keine Energieübertragung von dem primären Netzeingang 4 zu dem Schaltwandler 33 stattfindet. Die Schaltfrequenz des zweiten Schalters Q2 ist im Ausführungsbeispiel deutlich größer als die Aktivierungsfrequenz des ersten Schalters Q1 und liegt typischerweise im Bereich etlicher kHz.In the switching converter 33 In the illustrated embodiment, in particular, a circuit for power factor correction according to the principle of an inverse converter (English: Buck Boost Converter). When switch Q2 is closed, a current flows from the primary power input 4 through the switch Q1, a coil L1 and the switch Q2. In this way, the core of coil L1 is magnetized to draw energy from the primary AC power supply network 3 temporarily. When the switch Q2 is interrupted, the inductance of the coil L1 causes the current flow through the coil L1 to be maintained. The current flows in this case via the diode D5 to a storage element 7 used storage capacitor C1 and back via the diode D6 to the coil L1. The capacitor C1 is thus charged in this circuit architecture in the periods in which no energy transfer from the primary network input 4 to the switching converter 33 takes place. The switching frequency of the second switch Q2 is significantly greater than the activation frequency of the first switch Q1 in the exemplary embodiment and is typically in the range of several kHz.

Wegen der Trennung des Schaltwandlers 33 von dem primären Netzeingang 4 durch den Schalter Q1 kann die Zwischenspannung des Kondensator C1 auf eine Spannung unterhalb der maximalen Spannung der primären Wechselspannung abgesenkt werden, ohne dass es zu einem ungewünschten Nachladen des Kondensators C1 kommt. Beispielsweise weist eine Nennwechselspannung von 240 Volt eine maximale Scheitelspannung von etwa 340 Volt auf, die zum Nachladen einer Zwischenspannung von 300 Volt am Kondensator C1 führen würde. Because of the separation of the switching converter 33 from the primary power input 4 By the switch Q1, the intermediate voltage of the capacitor C1 can be lowered to a voltage below the maximum voltage of the primary AC voltage, without resulting in an unwanted recharging of the capacitor C1. For example, a nominal AC voltage of 240 volts has a maximum peak voltage of about 340 volts, which would result in the charging of an intermediate voltage of 300 volts across capacitor C1.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung überwacht die Logikschaltung 32 gemäß dem Ausführungsbeispiel neben der Höhe der Spannung V1 am ersten Knoten 31 auch den Ladezustand des Kondensators C1 über dessen Ladespannung Vc an einem zweiten Knoten 34. In Abkehr bekannter Regelkreise wird die Aktivierung der Schalter Q1 und Q2 in dieser Ausgestaltung nicht allein von der Höhe der Kondensatorspannung am Kondensator C1 abhängig gemacht, sondern zusätzlich in Abhängigkeit der primären Versorgungsspannung Vp gewählt. In an advantageous embodiment, the logic circuit monitors 32 according to the embodiment, in addition to the height of the voltage V 1 at the first node 31 also the state of charge of the capacitor C1 via its charging voltage V c at a second node 34 , In rejection of known control circuits, the activation of the switch is not made Q1 and Q2 in this embodiment, only by the height of the capacitor voltage on capacitor C1 depends but additionally selected in dependence on the primary supply voltage V p.

Im Ausführungsbeispiel schaltet die Logikschaltung 32 den Transistor Q1 erst ein, wenn ein vorgegebener unterer Ladezustand des Kondensators C1 unterschritten wurde und die primärseitige Versorgungsspannung einen Nullpunkt durchläuft. Die Logikschaltung 32 schaltet den Transistor Q1 aus, wenn ein nachfolgender Nulldurchgang erkannt wurde. Im Ergebnis schaltet die Logikschaltung 32 den Transistor Q1 zu einem Zeitpunkt ein beziehungsweise aus, der in einer festen Beziehung zu den Halbwellen und der Frequenz des Wechselspannungsversorgungsnetzwerks 3 steht. Dabei wird durch Überwachung der Kondensatorspannung VC sichergestellt, dass der Speicherkondensator C1 ständig ausreichend geladen ist, um eine in der 3 nicht dargestellte sekundäre Schaltstufe 8 mit einer ausreichenden Eingangsspannung Vc zu versorgen.In the exemplary embodiment, the logic circuit switches 32 the transistor Q1 only when a predetermined lower state of charge of the capacitor C1 has been reached and the primary-side supply voltage passes through a zero point. The logic circuit 32 turns off transistor Q1 when a subsequent zero crossing has been detected. As a result, the logic circuit switches 32 the transistor Q1 at a time in a fixed relationship to the half-waves and the frequency of the AC power supply network 3 stands. there is ensured by monitoring the capacitor voltage V C that the storage capacitor C1 is always sufficiently charged to one in the 3 not shown secondary switching stage 8th to supply with a sufficient input voltage V c .

4 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer Schaltung 40 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Funktionsweise eines in der Schaltung 40 enthaltenen Schaltwandlers 41 zur Leistungsfaktorkorrektur entspricht weitgehend dem des Schaltwandlers 31 gemäß der Ausgestaltung nach 3. 4 shows a second embodiment of a circuit 40 according to a second embodiment of the invention. The functioning of one in the circuit 40 contained switching converter 41 for power factor correction largely corresponds to that of the switching converter 31 according to the embodiment according to 3 ,

Abweichend von der 3 wurden eine Schaltung 41 zur Leistungsfaktorkorrektur und eine Schaltung 43 zur Gleichrichtung der primären Versorgungsspannung Vp in der Schaltung 40 miteinander kombiniert. Insbesondere wurden die Dioden D3 und D4 sowie das erste Schaltelement Q1 der Schaltung 30 gemäß 3 in den Halbleiterschaltelementen Q3 bis Q6 der Schaltung 40 gemäß 4 vereinigt. Durch die Verwendung von zwei jeweils antiparallel angeordneter MOSFET-Transistoren Q3 und Q4 beziehungsweise Q5 und Q6 kann eine Logikschaltung 42 die über den Netzeingang 4 bereitgestellte primäre Wechselspannung von der Spule L1 des Schaltwandlers 41 trennen. Durch phasengerechte Ansteuerung der Transistoren Q3 bis Q6 durch die Logikschaltung 42 übernehmen diese in Verbindung mit den Dioden D1 und D2 gleichzeitig die Funktion einer Gleichrichterschaltung 43. Deviating from the 3 were a circuit 41 for power factor correction and a circuit 43 for rectifying the primary supply voltage V p in the circuit 40 combined together. In particular, the diodes D3 and D4 and the first switching element Q1 of the circuit 30 according to 3 in the semiconductor switching elements Q3 to Q6 of the circuit 40 according to 4 united. By the use of two each antiparallel MOSFET transistors Q3 and Q4 or Q5 and Q6, a logic circuit 42 the over the network entrance 4 provided primary AC voltage from the coil L1 of the switching converter 41 separate. By phase-controlled driving of the transistors Q3 to Q6 by the logic circuit 42 These take over in conjunction with the diodes D1 and D2 simultaneously the function of a rectifier circuit 43 ,

Zur korrekten Ansteuerung der Transistoren Q3 bis Q6 sowie zum Überwachen des Phasenverlaufs der primären Wechselspannung ist die Logikschaltung 42 im in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel direkt mit dem primären Netzeingang 4 verbunden. Im Übrigen entspricht die Funktion der Schaltung 40 dem der Schaltung 30 gemäß 3.For correct driving of the transistors Q3 to Q6 and for monitoring the phase characteristic of the primary AC voltage is the logic circuit 42 im in the 4 illustrated embodiment directly to the primary power input 4 connected. Incidentally, the function of the circuit corresponds 40 that of the circuit 30 according to 3 ,

Anstelle der in der 4 dargestellten vier Transistoren Q3 bis Q6 können auch zwei Thyristoren verwendet werden. Aus Gründen der Energieeffizienz wird gegenwärtig jedoch der Einsatz von zwei MOSFET-Transistoren je Zweig der Gleichrichterschaltung 40 bevorzugt, da diese eine geringere Verlustleistung als bekannte Thyristoren aufweisen.Instead of in the 4 Two transistors Q3 to Q6 can also be used, two thyristors can be used. For reasons of energy efficiency, however, the use of two MOSFET transistors per branch of the rectifier circuit is currently 40 preferred, since they have a lower power loss than known thyristors.

5 zeigt eine Schaltung 50 zur Verwirklichung einer ersten Schaltstufe 6 ohne gesonderten Gleichrichter 5 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei handelt es sich um einen so genannten verschachtelten Schaltwandler mit zwei parallelen Schaltstufen 51 und 52 zur Leistungsfaktorkorrektur. Darin verarbeitet die erste Schaltstufe 51 mittels eines ersten Schalttransistors Q1 eine positive Halbwelle einer sinusförmigen primären Versorgungsspannung Vs und die zweite Schaltstufe 52 mittels eines zweiten Schalttransistors Q2 eine negative Halbwelle der sinusförmigen Versorgungsspannung Vs. Die Ansteuerung der Transistoren Q1 und Q2 erfolgt wie zuvor unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben durch eine Logikschaltung 53. 5 shows a circuit 50 for the realization of a first switching stage 6 without separate rectifier 5 according to a third embodiment of the invention. This is a so-called nested switching converter with two parallel switching stages 51 and 52 for power factor correction. Therein processes the first switching stage 51 a positive half-wave of a sinusoidal primary supply voltage V s and the second switching stage by means of a first switching transistor Q1 52 by means of a second switching transistor Q2, a negative half-wave of the sinusoidal supply voltage V s . The driving of the transistors Q1 and Q2 is carried out as previously with reference to the 3 and 4 described by a logic circuit 53 ,

Des Weiteren umfasst die Schaltung 50 einen dritten Transistor Q3 und eine vierten Transistor Q4 zum Trennen der ersten Schaltstufe 51 bzw. zweiten Schaltstufe 52 von einer primären Netzspannung VP. Zur korrekten Ansteuerung der Transistoren Q3 und Q4 überwacht die Logikschaltung 53 sowohl den Ladezustand des Kondensators C1 als auch die Höhe der primären Versorgungsspannung Vp beziehungsweise deren Phasendurchgänge wie dies bereits bezüglich des Kondensators Q1 der Schaltung 30 gemäß 3 beschrieben wurde. Furthermore, the circuit includes 50 a third transistor Q3 and a fourth transistor Q4 for disconnecting the first switching stage 51 or second switching stage 52 from a primary mains voltage V P. To correctly drive the transistors Q3 and Q4 monitors the logic circuit 53 Both the state of charge of the capacitor C1 and the height of the primary supply voltage V p and their phase passages as already with respect to the capacitor Q1 of the circuit 30 according to 3 has been described.

Jede der Schaltungen 30, 40 und 50 gemäß den 3 bis 5 erlaubt eine elektrische Trennung zwischen dem primären Versorgungseingang und einem Speicherelement 7, wie insbesondere einem Kondensator C1 eines Zwischenkreises. Dies gestattet, wie oben beschreiben, eine Absenkung einer Spannung VC des Zwischenkreises und dient somit zur Verbesserung der Energiebilanz.Each of the circuits 30 . 40 and 50 according to the 3 to 5 allows electrical isolation between the primary supply input and a memory element 7 , in particular a capacitor C1 of a DC link. This allows, as described above, a lowering of a voltage V C of the intermediate circuit and thus serves to improve the energy balance.

Zur Vereinfachung der Schaltung ist es jedoch auch möglich, auf eine vollständige Netztrennung zu verzichten und stattdessen die Spannung VC des Speicherelements 7 auf einen Wert oberhalb der maximalen Scheitelspannung der primären Versorgungsspannung VP anzuheben. Die Anhebung erfolgt beispielsweise durch entsprechende Ausgestaltung oder Ansteuerung der ersten Schaltstufe 6.However, to simplify the circuit, it is also possible to dispense with a complete network separation and instead the voltage V C of the memory element 7 to raise to a value above the maximum peak voltage of the primary supply voltage V P. The increase takes place for example by appropriate design or control of the first switching stage 6 ,

In der Figur ist eine Schaltung 60 gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Die Schaltung 60 entspricht weitgehend der Schaltung 50 gemäß 50. Abweichend davon wurde auf die in der Schaltung 50 zur Netztrennung verwendeten Transistoren Q3 und Q4 verzichtet. Darüber hinaus ist eine Logikschaltung 61 zur Ansteuerung des ersten Schaltwandlers 51 und des zweiten Schaltwandler 52 vorgesehen, der bei der Ansteuerung der Schalttransistoren Q1 bzw. Q2 bereits die Phasenlage der primären Versorgungsspannung VP berücksichtigt. Beispielsweise gibt die Logikschaltung 61 bezogen auf das Beispiel nach 2A nur im Zeitraum der ersten Halbwelle 11 Ansteuerimpulse an den ersten Transistor und nur im Zeitraum der vierten Halbwelle 14 Ansteuerimpulse an den zweiten Transistor Q2 ab. Dabei wird die Aktivierungssequenz und das Tastverhältnis zur Ansteuerung der Transistoren Q1 und Q2 so gewählt, dass die Ladespannung VC des Kondensators C1 stets oberhalb einer Schwelle liegt, die einer maximalen Scheitelspannung der primären Versorgungsspannung VP entspricht, so dass bei deaktivierten Transistoren Q1 und Q2 kein elektrischer Strom aus dem primären Versorgungsnetzwerk aufgenommen wird.In the figure is a circuit 60 illustrated according to a fourth embodiment of the invention. The circuit 60 largely corresponds to the circuit 50 according to 50 , Deviating from that was in the circuit 50 Transistors Q3 and Q4 used for grid separation are dispensed with. In addition, a logic circuit 61 for controlling the first switching converter 51 and the second switching converter 52 provided, which already takes into account the phase position of the primary supply voltage V P in the control of the switching transistors Q1 and Q2. For example, the logic circuit is 61 based on the example 2A only in the period of the first half-wave 11 Control pulses to the first transistor and only in the period of the fourth half-wave 14 Drive pulses to the second transistor Q2 from. In this case, the activation sequence and the duty cycle for driving the transistors Q1 and Q2 is selected so that the charging voltage V C of the capacitor C1 is always above a threshold which corresponds to a maximum peak voltage of the primary supply voltage V P , so that when transistors Q1 and Q2 no electrical power is taken from the primary supply network.

Die bezüglich der einzelnen Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale können in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Obwohl die Schaltungen 30, 40, 50 und 60 gemäß den 3 bis 6 anhand unterschiedlicher Schaltwandlertypen im Detail dargestellt wurden, ist der diesbezügliche schaltungstechnische Aufbau der ersten Schaltstufe 6 für die Erzielung der erfindungsgemäßen Vorteile weitgehend unerheblich. The features described with respect to the individual embodiments can be combined with each other in a variety of ways. Although the circuits 30 . 40 . 50 and 60 according to the 3 to 6 have been shown in detail by means of different types of switching converter, the related circuit design of the first switching stage 6 for the achievement of the advantages of the invention largely irrelevant.

Vorteilhaft für die Verringerung der harmonischen Verzerrung des Schaltnetzteils 1 ist es, eine Aktivierungsperiode eines zum Verbinden eines primären Netzeingang 4 mit der Teilen der ersten Schaltstufe 6, insbesondere mit einer Speicherspule und/oder einem Speicherkondensator, verwendeten Schaltelementes so zu wählen, dass die Aktivierungsperiode einem ganzzahligen Vielfachen einer Dauer einer Halbwelle der primären Versorgungsspannung Vs entspricht. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, den Aktivierungszeitpunkt eines derartigen Schaltelementes mit den Nulldurchgängen der primären Versorgungsspannung Vp zu synchronisieren. Schließlich ist es vorteilhaft für die Verringerung der Energieaufnahme und somit für die Erhöhung des Wirkungsgrades des Schaltnetzteils 1 insgesamt, eine Anpassung der ersten Schaltstufe 6 an die von dem Netzteil 1 aufgenommene beziehungsweise abgegebene Leistung durch Verlängerung des Versatzes zwischen jeweils aktiven Halbwellen einer primären Versorgungsspannung zu regeln. Alternativ oder zusätzlich können auch die Schwellwerte zum Aktivieren beziehungsweise Deaktivieren der ersten Schaltstufe 6 in Abhängigkeit einer Ladung eines Kondensators des Zwischenkreises angepasst werden, um eine Abstimmung der Aktivierungsperioden mit den Halbwellen einer primären Versorgungsspannung zu ermöglichen.Beneficial for reducing the harmonic distortion of the switching power supply 1 It is an activation period for connecting a primary network input 4 with the sharing of the first switching stage 6 , in particular with a storage coil and / or a storage capacitor, used to select switching element so that the activation period corresponds to an integer multiple of a duration of a half-wave of the primary supply voltage V s . In addition, it is advantageous to synchronize the activation time of such a switching element with the zero crossings of the primary supply voltage V p . Finally, it is advantageous for reducing the energy consumption and thus for increasing the efficiency of the switching power supply 1 in total, an adaptation of the first switching stage 6 to the one from the power supply 1 Regulated absorbed or delivered power by extending the offset between each active half-waves of a primary supply voltage. Alternatively or additionally, the threshold values for activating or deactivating the first switching stage can also be used 6 be adjusted in response to a charge of a capacitor of the intermediate circuit to allow a vote of the activation periods with the half-waves of a primary supply voltage.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schaltnetzteil Switching Power Supply
22
elektronisches Gerät electronic device
33
Wechselspannungsversorgungsnetzwerk AC power supply network
44
primärer Netzeingang primary power input
55
Gleichrichter rectifier
66
erste Schaltstufe first switching stage
77
Speicherelement storage element
88th
zweite Schaltstufe second switching stage
99
Steuerschaltung control circuit
1111
erste Halbwelle first half wave
1212
zweite Halbwelle second half-wave
1313
dritte Halbwelle third half wave
1414
vierte Halbwelle fourth half-wave
2121
erste Einschaltschwelle first switch-on threshold
2222
erste Ausschaltschwelle first switch-off threshold
2323
zweite Einschaltschwelle second switch-on threshold
2424
zweite Ausschaltschwelle second switch-off threshold
3030
erste Schaltung first circuit
3131
erster Knoten first node
3232
Logikschaltung logic circuit
3333
Schaltwandler switching converters
3434
zweiter Knoten second node
3535
Gleichrichterschaltung Rectifier circuit
4040
zweite Schaltung second circuit
4141
Schaltwandler switching converters
4242
Logikschaltung logic circuit
4343
Gleichrichterschaltung Rectifier circuit
5050
dritte Schaltung third circuit
5151
erste Schaltstufe first switching stage
5252
zweite Schaltstufe second switching stage
5353
Logikschaltung logic circuit
6060
vierte Schaltung fourth circuit
6161
Logikschaltung logic circuit

Claims (16)

Schaltnetzteil (1), aufweisend: – eine erste Schaltstufe (6) zur Erzeugung einer gleichgerichteten Zwischenspannung (VC) aus einer primären Wechselspannung (Vp); – ein Speicherelement (7) zur Zwischenspeicherung der von der ersten Schaltstufe (6) erzeugten Zwischenspannung (Vc); – eine zweite Schaltstufe (8) zur Erzeugung einer sekundären Ausgangsspannung (Vs) aus der zwischengespeicherten Zwischenspannung (Vc); und – eine Steuerschaltung (9) zum Aktivieren und Deaktivieren der ersten Schaltstufe (6); wobei – die Steuerschaltung (9) dazu eingerichtet ist, eine von der primären Wechselspannung (Vp) abhängige erste Größe zu überwachen und die erste Schaltstufe (6) in wenigstens einer Betriebsart des Schaltnetzteils (1) in Abhängigkeit der ersten Größe für einen durch die Steuerschaltung (9) bestimmten Teilbereich einer ersten Halbwelle (11) der primären Wechselspannung zu aktivieren und für wenigstens eine nachfolgende Halbwelle (12, 13) der primären Wechselspannung (Vp) zu deaktivieren.Switching power supply ( 1 ), comprising: - a first switching stage ( 6 ) for generating a rectified intermediate voltage (V C ) from a primary AC voltage (V p ); A memory element ( 7 ) for the intermediate storage of the first switching stage ( 6 ) generated intermediate voltage (V c ); A second switching stage ( 8th ) for generating a secondary output voltage (V s ) from the latched intermediate voltage (V c ); and - a control circuit ( 9 ) for activating and deactivating the first switching stage ( 6 ); wherein - the control circuit ( 9 ) is adapted to monitor one of the primary AC voltage (V p ) dependent first size and the first switching stage ( 6 ) in at least one operating mode of the switched-mode power supply ( 1 ) in dependence on the first size for one by the control circuit ( 9 ) certain subarea of a first half-wave ( 11 ) of the primary alternating voltage and for at least one subsequent half wave ( 12 . 13 ) of the primary AC voltage (V p ). Schaltnetzteil (1) nach Anspruch 1, bei dem die Steuerschaltung (9) dazu eingerichtet ist, die erste Schaltstufe (6) am Beginn der ersten Halbwelle (11) zu aktivieren und am Ende der ersten Halbwelle (11) zu deaktivieren.Switching power supply ( 1 ) according to claim 1, wherein the control circuit ( 9 ) is adapted to the first switching stage ( 6 ) at the beginning of the first half-wave ( 11 ) and at the end of the first half-wave ( 11 ). Schaltnetzteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend Mittel zum Bestimmen einer Ausgangsleistung des Schaltnetzteils (1), wobei die Steuerschaltung (9) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der bestimmten Ausgangsleistung eine Anzahl von Halbwellen (12, 13) der primären Wechselspannung zu bestimmen, für die die erste Schaltstufe (6) deaktiviert wird.Switching power supply ( 1 ) according to claim 1 or 2, comprising means for determining an output power of the switched-mode power supply ( 1 ), wherein the control circuit ( 9 ) is arranged, depending on the particular output power, a number of half-waves ( 12 . 13 ) of the primary alternating voltage for which the first switching stage ( 6 ) is deactivated. Schaltnetzteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend Mittel zum Regeln der Eingangsleistung der ersten Schaltstufe (6), wobei die Steuerschaltung (9) dazu eingerichtet ist, die Eingangsleistung in Abhängigkeit der Ausgangsleistung und/oder der bestimmten Anzahl von Halbwellen (12, 13) zu regeln.Switching power supply ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, comprising means for regulating the input power of the first switching stage ( 6 ), wherein the control circuit ( 9 ) is adapted to the input power depending on the output power and / or the determined number of half waves ( 12 . 13 ). Schaltnetzteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (9) des Weiteren dazu eingerichtet ist, die zweite Schaltstufe (6) für die wenigstens eine nachfolgende Halbwelle (12, 13) der primären Wechselspannung (Vp) zu deaktivieren.Switching power supply ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control circuit ( 9 ) is further adapted to the second switching stage ( 6 ) for the at least one subsequent half wave ( 12 . 13 ) of the primary AC voltage (V p ). Schaltnetzteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Steuerschaltung (9) des Weiteren dazu eingerichtet ist, eine von einem Ladezustand des Speicherelements (7) abhängige zweite Größe, insbesondere eine Höhe der Zwischenspannung (Vc), zu überwachen und in der wenigstens einen Betriebsart den Teilbereich der ersten Halbwelle (11) der primären Wechselspannung (Vp) zum Aktivieren der ersten Schaltstufe (6) und die Anzahl von Halbwellen (12, 13) der primären Wechselspannung (Vp) zum Deaktivieren der ersten Schaltstufe (6) in Abhängigkeit der zweiten Größe zu bestimmen.Switching power supply ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, in which the control circuit ( 9 ) is further adapted to one of a state of charge of the memory element ( 7 ) dependent second size, in particular a height of the intermediate voltage (V c ) to monitor and in the at least one mode, the portion of the first half-wave ( 11 ) of the primary alternating voltage (V p ) for activating the first switching stage ( 6 ) and the number of halfwaves ( 12 . 13 ) of the primary alternating voltage (V p ) for deactivating the first switching stage ( 6 ) depending on the second size. Schaltnetzteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Steuerschaltung (9) und/oder die erste Schaltstufe (6) des Weiteren dazu eingerichtet sind, eine Leistungsfaktorkorrektur des Schaltnetzteils (1) durchzuführen.Switching power supply ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, in which the control circuit ( 9 ) and / or the first switching stage ( 6 ) are further adapted to effect a power factor correction of the switched-mode power supply ( 1 ). Schaltnetzteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die erste Schaltstufe (6) wenigstens ein von der Steuerschaltung ansteuerbares Schaltelement, insbesondere ein Halbleiterschaltelement, zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Eingang (4) der ersten Schaltstufe (6) zum Anschluss der primären Wechselspannung (Vp) und dem Speicherelement (7) aufweist.Switching power supply ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, in which the first switching stage ( 6 ) at least one controllable by the control circuit switching element, in particular a semiconductor switching element, for disconnecting an electrical connection between an input ( 4 ) of the first switching stage ( 6 ) for connecting the primary alternating voltage (V p ) and the memory element ( 7 ) having. Schaltnetzteil (1) nach Anspruch 8, bei dem die erste Schaltstufe (6) wenigstens eine Gleichrichterschaltung (35) zum Umwandeln der primären Wechselspannung (Vp) in eine primäre Gleichspannung (V1) und wenigstens einen ersten Schaltwandler (33) zur Erzeugung der Zwischenspannung (Vc) aus der primären Gleichspannung aufweist, wobei das wenigstens eine Schaltelement zwischen der Gleichrichterschaltung (35) und dem Schaltwandler (33) angeordnet ist.Switching power supply ( 1 ) according to claim 8, wherein the first switching stage ( 6 ) at least one rectifier circuit ( 35 ) for converting the primary alternating voltage (V p ) into a primary direct voltage (V 1 ) and at least one first switching converter ( 33 ) for generating the intermediate voltage (V c ) from the primary DC voltage, wherein the at least one switching element between the rectifier circuit ( 35 ) and the switching converter ( 33 ) is arranged. Schaltnetzteil (1) nach Anspruch 9, bei dem die Steuerschaltung (9) dazu eingerichtet ist, die Höhe der primären Gleichspannung (V1) zu überwachen.Switching power supply ( 1 ) according to claim 9, in which the control circuit ( 9 ) is adapted to monitor the magnitude of the primary DC voltage (V 1 ). Schaltnetzteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Steuerschaltung einen Mikrocontroller umfasst, wobei der Mikrocontroller dazu eingerichtet ist, eine Schaltschwelle für ein Nachladen des Speicherelements (7) in Abhängigkeit einer Betriebsart und/oder Ausgangsleistung der zweiten Schaltstufe (8) vorzugeben. Switching power supply ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the control circuit comprises a microcontroller, wherein the microcontroller is adapted to a switching threshold for a recharging of the memory element ( 7 ) as a function of an operating mode and / or output power of the second switching stage ( 8th ) pretend. Schaltnetzteil (1) nach Anspruch 11, bei dem die Steuerschaltung (9) des Weiteren eine mit wenigstens einem Halbleiterschaltelement des Schaltnetzteils (1) verbundene Schaltung zur Pulsweitenmodulation aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein pulsweitenmoduliertes Signal zur Ansteuerung des wenigstens einen Halbleiterschaltelements zu erzeugen, und wobei der Mikrocontroller dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Betriebsparameter der Schaltung zur Pulsweitenmodulation in Abhängigkeit der Betriebsart und/oder der Ausgangsleistung der zweiten Schaltstufe (8) des Schaltnetzteils (1) vorzugeben.Switching power supply ( 1 ) according to claim 11, wherein the control circuit ( 9 ) further comprising a with at least one semiconductor switching element of the switching power supply ( 1 ) connected pulse width modulation circuit, which is adapted to generate a pulse width modulated signal for driving the at least one semiconductor switching element, and wherein the microcontroller is adapted to at least one operating parameter of the pulse width modulation circuit depending on the operating mode and / or the output power of the second Switching stage ( 8th ) of the switching power supply ( 1 ) pretend. Arbeitsverfahren für ein Schaltnetzteil (1) zum Erzeugen einer sekundären Gleichspannung (Vs) aus einer primären Wechselspannung (Vp) mit den Schritten: – Überwachen wenigstens einer von der primären Wechselspannung (Vp) abhängigen ersten Größe; – Aktivieren wenigstens einer ersten Schaltstufe (6) des Schaltnetzteils (1) zur Erzeugung einer gleichgerichteten Zwischenspannung (Vc) aus der primären Wechselspannung (Vp) für eine vorbestimmten Teilbereich einer ersten Halbwelle (11) der primären Wechselspannung (Vp) in Abhängigkeit der ersten Größe; – Zwischenspeichern der gleichgerichteten Zwischenspannung (Vc) in einem Speicherelement (7); – Deaktivieren der wenigstens einen ersten Schaltstufe (6) des Schaltnetzteils (1) für wenigstens eine nachfolgende Halbwelle (12, 13) der primären Wechselspannung (Vp); und – Erzeugen der sekundären Gleichspannung (Vs) aus der zwischengespeicherten Zwischenspannung (Vc) des Schaltnetzteils (1). Working method for a switching power supply ( 1 ) for generating a secondary DC voltage (V s ) from a primary AC voltage (V p ) comprising the steps of: - monitoring at least one of the primary AC voltage (V p ) dependent first size; Activating at least one first switching stage ( 6 ) of the switching power supply ( 1 ) for generating a rectified intermediate voltage (V c ) from the primary alternating voltage (V p ) for a predetermined partial range of a first half-wave ( 11 ) of the primary alternating voltage (V p ) as a function of the first variable; - Caching the rectified intermediate voltage (V c ) in a memory element ( 7 ); Deactivating the at least one first switching stage ( 6 ) of the switching power supply ( 1 ) for at least one subsequent half wave ( 12 . 13 ) of the primary AC voltage (V p ); and - generating the secondary DC voltage (V s ) from the intermediately stored intermediate voltage (V c ) of the switched-mode power supply ( 1 ). Arbeitsverfahren nach Anspruch 13, bei dem die erste Schaltstufe (6) am Beginn der ersten Halbwelle (11) aktiviert wird und bei dem die erste Schaltstufe (6) am Ende der ersten Halbwelle (11) deaktiviert wird.Working method according to Claim 13, in which the first switching stage ( 6 ) at the beginning of the first half-wave ( 11 ) is activated and in which the first switching stage ( 6 ) at the end of the first half-wave ( 11 ) is deactivated. Arbeitsverfahren nach Anspruch 13 oder 14, mit dem zusätzlichen Schritt: – Bestimmen einer Aktivierungsfrequenz zum Aktivieren der wenigstens einen ersten Schaltstufe (6) in Abhängigkeit einer Betriebsart und/oder Ausgangsleistung der wenigstens einen zweiten Schaltstufe (8) so, dass die doppelte Frequenz der primären Wechselspannung einem ganzzahligen Vielfachen der bestimmten Aktivierungsfrequenz entspricht.A method of operation according to claim 13 or 14, comprising the additional step of: - determining an activation frequency for activating the at least one first switching stage ( 6 ) in dependence on an operating mode and / or output power of the at least one second switching stage ( 8th ) such that the double frequency of the primary AC voltage corresponds to an integer multiple of the determined activation frequency. Arbeitsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, mit den zusätzlichen Schritten: – Bestimmen einer unteren und einer oberen Schaltschwelle (23, 24) zum Nachladen des Speicherelements (7) in Abhängigkeit einer Betriebsart und/oder Ausgangsleistung des Schaltnetzteils (1); – Fortwährendes Überwachen eines Ladezustands des Speicherelements (7); – Aktivieren der ersten Schaltstufe (6), wenn der überwachte Ladezustand die untere Schaltschwelle erreicht oder unterschreitet (23); und – Deaktivieren der ersten Schaltstufe (6), wenn der überwachte Ladezustand die obere Schaltschwelle (24) erreicht oder überschreitet.Working method according to one of claims 13 to 15, with the additional steps of: - determining a lower and an upper switching threshold ( 23 . 24 ) for reloading the memory element ( 7 ) depending on a mode and / or output of the switching power supply ( 1 ); Continuous monitoring of a state of charge of the memory element ( 7 ); - activate the first switching stage ( 6 ) when the monitored state of charge reaches or falls below the lower threshold ( 23 ); and deactivating the first switching stage ( 6 ), if the monitored state of charge exceeds the upper threshold ( 24 ) reaches or exceeds.
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