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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltleistungsversorgungseinheit,
die eine Funktion eines Schützens
vor einem Ausgangsüberstrom
aufweist.
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In
der Regel umfassen Schaltleistungsversorgungseinheiten eine Schaltung,
die eine Überstromschutzfunktion
zum Verhindern, daß Lastschaltungskomponenten
aufgrund eines Ausgangsüberstroms
während
eines Kurzschlusses einer Last kaputtgehen, Rauch ausstoßen oder
entzündet
werden, aufweist. Die Schaltleistungsversorgungsschaltungen zum
Erfüllen
eines Überstromschutzes
sind mit Einrichtungen zum Erfassen eines Überstroms versehen. Es sind
verschiedene Schaltungssysteme zum Erfassen von Überstrom bekannt. Beispiele
umfassen ein System, bei dem ein Stromerfassungselement, beispielsweise
ein Stromtransformator oder Widerstand, in einen Ausgangsstrompfad
eingeführt wird,
um den Ausgangsstrom direkt zu erfassen. Für eine isolierte Schaltleistungsversorgungsschaltung, die
einen Transformator aufweist, gibt es ein System, bei dem ein Stromerfassungselement,
beispielsweise ein Stromtransformator oder Widerstand, in eine primäre Schaltstromschleife
eingebracht ist und der Spitzenwert des Wechselstroms desselben
beobachtet wird, um den Ausgangsstrom indirekt zu erfassen: Für eine Schaltleistungsversorgung,
die eine hohe Ausgangsimpedanz aufweist, gibt es ein einfaches System,
bei dem der Überstromzustand
ermittelt wird, wenn die Ausgangsspannung abfällt, auch wenn die Ausgangsspannung
durch die Lastverhältnissteuerung
eines Schaltelements stabilisiert wird.
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Es
sind verschiedene Systeme zum Liefern einer Schutzoperation auf
ein Erfassen eines Ausgangsüberstroms
hin bekannt. Beispiele umfassen ein System, bei dem bewirkt wird,
daß eine
Ausgangsspannung abfällt,
indem das Lastverhältnis
ei nes Schaltelements verringert wird (ein Ausgangsspannungsabfallmodus),
ein System, bei dem erfaßt wird,
daß ein
Ausgangsüberstrom
den Schaltbetrieb zu einem gewissen Zeitpunkt nach der Überstromerfassung
verriegelt und anhält
(ein Verriegelungsstopmodus), und ein System, bei dem der Betrieb
und das Anhalten des Schaltbetriebs auf ein Erfassen eines Ausgangsüberstroms
hin zyklisch wiederholt wird (ein Auto-Restart- oder intermittierender
Modus). Ebenfalls erhältlich
ist ein System, bei dem der Ausgangsspannungsabfallmodus und der
Verriegelungsstopmodus oder der Auto-Restart-Modus kombiniert sind. In diesem
Fall wird, wenn ein Überstrom erfaßt wird,
sofort bewirkt, daß die
Ausgangsspannung abfällt,
und in diesem Zustand wird, wenn sich der Überstrom über einen gewissen Zeitraum
oder länger
fortsetzt, eine Überstromschutzoperation
in dem Verriegelungsstopmodus oder dem Auto-Restart-Modus durchgeführt.
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Für eine isolierte
Schaltleistungsversorgungsschaltung, die einen synchronen Gleichrichter zum
Gleichrichten des Ausgangsstroms verwendet, besteht ferner insofern
ein Problem, als, wenn während
eines Lastkurzschließens
in einem Ausgangsspannungsabfallmodus ein Überstromschutz durchgeführt wird,
die Leistungsversorgung zum Treiben des synchronen Gleichrichters
nicht gesichert sein kann, wodurch der synchrone Gleichrichter erhitzt wird.
Somit kann eine Überstromschutzoperation durch
ein Kombinieren eines Ausgangsspannungsabfallmodus mit einem anderen
Synchroner-Gleichrichter-Schutzmodus
durchgeführt
werden.
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Ein
geeignetes System ist aus den verschiedenen oben beschriebenen Überstromschutzsystemen
ausgewählt
und beispielsweise in Abhängigkeit von
der Anwendung einer Schaltleistungsversorgungseinheit übernommen.
Bei einer Anwendung, bei der es bevorzugt ist, daß die Schaltleistungsversorgung
in dem Zeitraum von der Erfassung des Ausgangsüberstroms bis zum Zurücksetzen
einer Schaltleistungsversorgungsschaltung angehalten bleibt, kann
der Überstromschutz
durch ein Kombinieren des Ausgangsspannungsabfallmodus und des Verriegelungsstopmodus
durchgeführt
werden. Bei einer Anwendung, bei der es gewünscht wird, daß sich die
Ausgangsspannung automatisch erholt, wenn ein Lastkurzschlußzustand
beseitigt wird, wird der Überstromschutz
durch ein Kombinieren des Ausgangsspannungsabfallmodus und des Auto-Restart-Modus durchgeführt.
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Ein
bekannter Lösungsansatz
zum Erhöhen der
Ausgangsleistung, die an eine Last angelegt wird, ist ein Parallelbetrieb,
bei dem die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse einer Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen
parallelgeschaltet sind. Aufgrund eines Lastkurzschließens erfordern die
Schaltleistungsversorgungsschaltungen, die parallel betrieben werden,
auch einen Schutz vor einem Ausgangsüberstrom. In diesem Fall ist
es vorzuziehen, daß die Überstromschutzoperation
bei der oben beschriebenen Anwendung in einem Auto-Restart-Modus
durchgeführt
wird, wobei es erwünscht ist,
daß sich
die Ausgangsspannung erholt, wenn ein Lastkurzschlußzustand
beseitigt wird.
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5 zeigt
exemplarische Signalverläufe von
Ausgangsströmen
und Ausgangsspannungen von zwei Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, ab dem
Punkt, zu dem ein Lastkurzschließen stattfindet, zu dem Zeitpunkt,
wenn das Lastkurzschließen
beseitigt wird und die Schaltleistungsversorgungsschaltungen zu
einer normalen Bedingung zurückkehren.
Die Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β werden parallel betrieben und
führen einen
Auto-Restart-Modus-Überstromschutz
durch. In 5 ist ein Signalverlauf a der
Gesamtausgangsstrom der beiden Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, ist ein
Signalverlauf b der Ausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltung α, ist ein
Signalverlauf c der Ausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltung β und ist
ein Signalverlauf d die Gesamtausgangsspannung beider Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β.
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In
einem Auto-Restart-Modus wird die Zeit (Wartezeit) von dem Anhalten
des Schaltbetriebs nach dem Fluß des Überstroms
bis zum erneuten Starten des Schaltbetriebs durch eine Zeitkonstantenschaltung
eingestellt. Die Kapazität,
C und der Widerstandswert, R, der Zeitkonstantenschaltung können aufgrund
von Variationen der Komponenten, die die Zeitkonstantenschaltung
darstellen, variieren. Folglich kann die Wartezeit von dem Anhalten
des Schaltbetriebs aufgrund eines Überstroms bis zum erneuten
Starten desselben für
jede Schaltleistungsversorgungsschaltung variieren.
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Angenommen,
wie in 5 gezeigt, ein Lastkurzschließen findet aufgrund der Variationen der
Wartezeit zum Zeitpunkt A statt, und dies führt zu einem Überstromzustand.
In diesem Fall halten zwei Schaltleistungsschaltungen α und β im wesentlichen zum
selben Zeitpunkt, t1, an. Obwohl die Schaltleistungsversorgungsschaltungen
parallel betrieben werden, kann eine Schaltleistungsversorgungsschaltung, α, zum Zeitpunkt
t2 früher
erneut starten als die andere Schaltschaltung, β. Nach einem erneuten Starten
hält die
Schaltleistungsversorgungsschaltung α, die die Fortsetzung des Überstromzustandes erfaßt, zum
Zeitpunkt t3 wieder an. Anschließend startet
die andere Schaltleistungsversorgungsschaltung β zum Zeitpunkt t4 erneut,
und desgleichen erhält
sie auf ein Erfassen der Fortsetzung des Überstromzustands hin zum Zeitpunkt
t5 wieder an.
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Angenommen,
das Lastkurzschließen
wird zu einem Zeitpunkt B beseitigt. Auf dieselbe Weise, wie sie
oben beschrieben wurde, gibt die Schaltleistungsversorgungsschaltung α, wenn eine
Schaltleistungsversorgungsschaltung α aufgrund der Variationen der
Wartezeit zu einem Zeitpunkt t6 früher erneut startet
als die andere Schaltleistungsversorgungsschaltung β, einen Strom
aus, der dem Strom entspricht, der durch die beiden Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, die parallel
betrieben werden, ausgegeben wird. Folglich bestimmt die Schaltleistungsversorgungsschaltung α fälschlicherweise,
daß der
Ausgangsüberstromzustand
im mer noch stattfindet, und hält
zum Zeitpunkt t7 wieder an. Danach hält die andere
Schaltleistungsversorgungsschaltung β, die beispielsweise zum Zeitpunkt
t8 gestartet ist, aus demselben Grund zum
Zeitpunkt t9 wieder an. Ein solches Phänomen setzt
sich fort, bis die Neustartzeitpunkte der beiden Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, die parallel
betrieben werden, sich zufällig
aneinander annähern,
und sie im wesentlichen zum selben Zeitpunkt erneut starten (Zeitpunkt
C in 5).
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Auf
diese Weise verursacht die Abweichung der Neustartzeitpunkte aufgrund
des Unterschieds zwischen Wartezeiten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, die parallel
betrieben werden, insofern ein Problem, als die Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β nicht unmittelbar
nachdem eine Lastkurzschließung
beseitigt wird, zu einem normalen Betrieb zurückkehren können.
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Wenn
ferner die Ausgangsspannung bei einem Zeitpunkt C zurückkehrt,
aber die Neustartzeitpunkte der Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β, die parallel
betrieben werden, etwas abweichen, startet beispielsweise lediglich
die Schaltleistungsversorgungsschaltung β, die früher erneut gestartet ist, in
einem Überstromabfallzustand.
Folglich, wenn die Schaltleistungsversorgungsschaltungen α und β zu einem
normalen Zustand zurückkehren, wird
der Signalverlauf der Gesamtausgangsspannung derselben eine Schritt-Aufwärts- und Schritt-Abwärts-Form
(Bezugnahme auf den Signalverlauf d in 5). Dies
führt insofern
zu einem Problem, als jegliche elektronische Vorrichtung, die als die
Last angeschlossen ist, eine Fehlfunktion aufweisen kann.
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Ferner
variiert ein entsprechender Betriebsmodus für einen Überstromschutz in Abhängigkeit von
der Anwendung, wie oben beschrieben wurde. Beispielsweise ist ein
Verriegelungsstopmodus für eine
Anwendung geeignet, bei der es bevorzugt wird, daß eine Schaltleistungsversorgungsschaltung
in dem Zeitraum ab der Erfassung eines Ausgangsüberstroms bis zum Zurücksetzen
der Schaltleistungsversorgungsschaltung angehalten bleibt. Ein Auto-Restart-Modus
ist für
eine Anwendung geeignet, bei der es gewünscht wird, daß sich die
Ausgangsspannung automatisch erholt, wenn ein Lastkurzschlußzustand
beseitigt wird. Folglich besteht insofern ein Problem, als Schaltleistungsversorgungsschaltungen,
die für
einen Verriegelungsstopmodus ausgelegt sind, nicht bei einer Anwendung
verwendet werden können,
bei der ein Auto-Restart-Modus gewünscht wird,
d. h. bei einer Anwendung, bei der es gewünscht wird, daß sich die
Ausgangsspannung automatisch erholt, wenn ein Lastkurzschlußzustand beseitigt
wird.
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Die
JP 04017520 AA beschreibt
eine Leistungsversorgungseinheit, die eine schnelle Wiederherstellung
eines normalen Parallelbetriebs ermöglicht, indem eine Abnormalleistungsversorgung-Erfassungsschaltung
nur auf eine erste Erfassung eines abnormalen Stroms hin, nach der
Ausführung
eines Leistungseinschaltbefehls, rückgesetzt wird, wodurch wieder
ein Parallelbetriebsbefehl geliefert wird. Ein Steuerabschnitt empfängt abnormale
Spannungssignale und abnormale Stromsignale von verschiedenen Leistungsversorgungen.
Wenn basierend auf einem abnormalen Spannungssignal eine abnormale
Spannung erfasst wird, wird eine Trennung einer stabilisierten Ausgabe
durch ein Einschalt/Trenn-Signal befohlen. Nur wenn ein abnormaler
Strom in einer einer Mehrzahl von Leistungsversorgungen zum ersten
Mal, nachdem der Steuerabschnitt das Einschalten einer stabilisierten
Leistung befohlen hat, auftritt, liefert der Steuerabschnitt ein
Rücksetzsignal
zu jeder Leistungsversorgung. Bei einem zweiten und weiteren Auftreten
des abnormalen Stroms wird das Rücksetzsignal
nicht geliefert.
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Die
JP 2000324817 AA befasst
sich mit einer kostengünstigen
Leistungsversorgungsschaltung mit einem geringen Platzbedarf. Ein
Strom, der von einer Gleichstromleistungsversorgung zu einer Oszillationsschaltung
fließt,
wird durch eine Stromerfassungsschaltung erfasst, wobei eine Steuerschal tung die
Oszillationsschaltung mit einem Tastverhältnis einer Taststeuerschaltung
betreibt, wenn der Stromwert gleich oder kleiner als ein eingestellter
Wert ist. Eine Ausgangsgleichrichterschaltung richtet das Rechtecksignal
der Ausgabe der Oszillationsschaltung gleich und gibt eine Gleichsignalspannung
aus. Wenn ein erfasster Strom gleich oder größer als ein eingestellter Wert
wird, sendet eine Strombegrenzungsschaltung ein Signal zu der Steuerschaltung und
beendet den Betrieb der Oszillationsschaltung. Wenn der Wert der
Erfassungsschaltung gleich oder kleiner als ein eingestellter Wert
wird, zählt
eine Zeitgeberschaltung eine vorbestimmte Zeitdauer, woraufhin die
Steuerschaltung bewirkt, dass die Oszillationsschaltung wieder arbeitet,
wobei der Betrieb wiederholt wird, bis der Stromwert, der durch
die Stromerfassungsschaltung erfasst wird, einen vorgeschriebenen
Wert erreicht.
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Aus
der
JP 04021357 AA ist
ein Schaltregler bekannt, der ausgeführt ist, um zuverlässig eine Überstromschutzoperation
durchzuführen,
während Rauschen
durch das Erfassen eines Überstroms
in der Primärwindung
eines Haupttransformators unterdrückt wird, wodurch gleichzeitig
ein PWM-Ausgangspuls und ein Dreieckssignal unterbrochen werden.
Ein PWM-Rusgangspuls
wird von einer Pulsbreitenmodulationssteuerschaltung durch eine NOR-Gatter-Treiberschaltung
zu dem Gate eines Leistungsschalter-MOSFET geliefert. Das Leistungs-MOSFET erzeugt den
Treiberstrom in der primären
Windung eines Haupttransformators. Beim Auftreten eines Überstroms
wird von einem Überstromerfassungswiderstand
ein Spannungssignal an einem Überstrom-Erfassungsanschluss
bereitgestellt. Die erfasste Spannung wird dann in einem Komparator
mit einer Referenzspannung verglichen, wobei, wenn die Referenzspannung überschritten
wird, eine Latch-Schaltung gesetzt wird, um einen NOR-Gatter-Treiber
zu unterbrechen, was die Dreieckssignalerzeugungsschaltung in der
Pulsbreitenmodulationssteuerschaltung deaktiviert.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Schaltleistungsversorgungseinheiten
zu schaffen, die eine Mehrzahl von parallel betriebenen Schaltleistungsversorgungsschaltungen
umfassen und die unmittelbar zu einem normalen Zustand zurückkehren
können,
nachdem ein Lastkurzschlußzustand
während
einer Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation
beseitigt wird.
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Diese
Aufgabe wird durch Schaltleistungsversorgungseinheiten gemäß den Ansprüchen 1,
4 oder 5 gelöst.
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Ein
zweites Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schaltleistungsversorgungseinheit
zu schaffen, die in der Lage ist, wie es erforderlich ist, eine
Schaltleistungsversorgungsschaltung, die eine Schaltungskonfiguration
zum Durchführen
einer Verriegelungsstop-Überstromschutzoperation
aufweist, nachdem ein eingestellter Zeitraum (Maskenzeitraum) seit
der Erfassung eines Überstroms
verstrichen ist, zu einer Schaltleistungsversorgungsschaltung zum
im wesentlichen Durchführen
einer Auto-Restart-Modus-Überstromschutz-operation
zu ändern.
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Um
die obigen Ziele zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung eine Schaltleistungsversorgungseinheit bereitgestellt.
Die Schaltleistungsversorgungseinheit umfaßt eine Mehrzahl von Schaltleistungsver sorgungsschaltungen,
die parallel zueinander geschaltet sind. Die Gesamtausgabe der Schaltleistungsversorgungsschaltungen
wird an eine Last geliefert. Jede Schaltleistungsversorgungsschaltung
umfaßt
einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt
zum direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustands des Stroms,
der an die Last ausgegeben wird, und einen Überstromschutzschaltungsabschnitt
zum Durchführen
einer Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation,
bei der der Schaltungsbetrieb auf die Erfassung eines Überstromzustands
hin zyklisch angehalten und erneut gestartet wird. Die Schaltleistungsversorgungseinheit
umfaßt
ferner eine Einrichtung zum Abstimmen von Auto-Restart-Modus-Neustartzeitpunkten der
Schaltleistungsversorgungsschaltungen, wenn jede Schaltleistungsversorgungsschaltung
die Auto-Restart-Modus-Überstromschutz-operation
unter Verwendung des entsprechenden Überstromschutzschaltungsabschnitts durchführt. Gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Probleme, die durch
ein Fehlabstimmen der Neustartzeitpunkte verursacht werden, zu verhindern,
da die Auto-Restart-Modus-Neustartzeitpunkte abgestimmt werden können. Somit
bietet der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Vorteil
einer Lösung
eines Problems, bei dem Variationen bei C- und R-Komponenten einer Zeitkonstantenschaltung,
die eine Zeit ab dem Anhalten des Schaltbetriebs aufgrund eines Überstroms bis
zu dem erneuten Starten desselben bestimmt, Variationen der Zeit
ab dem Anhalten des Betriebs bis zu dem erneuten Starten desselben
für jede Schaltleistungsversorgungsschaltung
bewirken. Dies verschiebt die Neustartzeitpunkte, und nicht jede Leistungsversorgungsschaltung
kann unmittelbar nachdem ein Lastkurzschließen beseitigt wird (d. h. nachdem
ein Überstromzustand
beseitigt wird) zu einem normalen Zustand zurückkehren. Ferner bietet der
erste Aspekt der vorliegenden Erfindung insofern den Vorteil einer
Lösung
eines Problems, bei dem eine Last eine Fehlfunktion aufweist, da
die fehlabgestimmten Neustartzeitpunkte bewirken, daß der Spannungssignalverlauf
eine Schritt-Aufwärts-
und Schritt- Abwärts-Form
annimmt, wenn die Schaltung zu einem normalen Zustand zurückkehrt.
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Vorzugsweise
umfaßt
jede Schaltleistungsversorgungsschaltung eine Schaltsteuerung zum Steuern
des Anhaltens und des Startens des Schaltungsbetriebs, und der Überstromschutzschaltungsabschnitt
steuert die Schaltsteuerung, um die Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation
durchzuführen.
Vorzugsweise umfaßt
jede Schaltleistungsversorgungsschaltung ferner eine Simultanstartverbindung,
die mit der entsprechenden Schaltsteuerung verbunden ist. Die Simultanstartverbindungen der
Schaltleistungsversorgungsschaltungen sind direkt oder indirekt
miteinander verbunden, so daß die Schaltsteuerungen
der Schaltleistungsversorgungsschaltungen miteinander verbunden
sind, um zu den durch die Überstromschutzschaltungsabschnitte
verursachten Neustartzeitpunkten des Auto-Restart-Modus zu passen.
Bei dieser Anordnung ist es möglich, Auto-Restart-Modus-Neustartzeitpunkte
unter Verwendung einer einfachen Schaltungskonfiguration anzupassen
und zu verhindern, daß die
Schaltungskonfiguration kompliziert wird.
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Vorzugsweise
sind die Schaltleistungsversorgungsschaltungen über die Simultanstartverbindungen
miteinander verbunden, um zu bewirken, daß jede Schaltleistungsversorgungsschaltung gleichzeitig
zu einem normalen Zustand zurückkehrt, nachdem
ein Überstromzustand
beseitigt ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltleistungsversorgungseinheit
vorgesehen, die eine Last mit Leistung versorgt. Die Schaltleistungsversorgungseinheit
umfaßt einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt
zum direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustands eines Stroms,
der zu der Last ausgegeben wird, und einen Überstromschutzschaltungsabschnitt zum
Durchführen
einer Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzoperation,
bei der der Schaltungsbetrieb verriegelt und angehalten wird, nachdem
ein vorbestimmter Zeitraum seit der Erfassung eines Überstromzustands
verstrichen ist. Die Schaltleistungsversorgungseinheit umfaßt ferner
einen Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt
zum Ausgeben eines Signals, lediglich in einem vorbestimmten Verriegelungsstop-Freigabezeitraum,
zum Freigeben des Verriegelungsstops, nachdem eine eingestellte
Wartezeit seit dem Verriegelungsstop, der durch den Überstromschutzschaltungsabschnitt
verursacht wird, verstrichen ist. Der Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt
ist intern oder extern vorgesehen und führt praktisch eine Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation
durch. Bei dieser Anordnung ist es möglich, eine einzelne Leistungsversorgungsschaltung
an einen Verriegelungsstopmodus oder einen Auto-Restart-Modus anzupassen,
indem man eine einfache Schaltung hinzufügt. Dies liefert insofern einen
Vorteil, als der Umfang der Anwendung der Schaltleistungsversorgungsschaltung
erweitert werden kann.
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Die
Schaltleistungsversorgungseinheit umfasst ferner eine Mehrzahl von
Schaltleistungsversorgungsschaltungen, die parallel zueinander geschaltet
sind. In diesem Fall umfaßt
jede Schaltleistungsversorgungsschaltung einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt
und einen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt.
Die Gesamtausgabe der Schaltleistungsversorgungsschaltung wird der
Last bereitgestellt, und die Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitte
sind üblicherweise
mit den Schaltleistungsversorgungsschaltungen verbunden. Jede Schaltleistungsversorgungsschaltung
führt praktisch
eine Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation durch.
Die Schaltleistungsversorgungseinheit kann ferner eine Einrichtung
zum Abstimmen von Auto-Restart-Modus-Neustartzeitpunkten der Schaltleistungsversorgungsschaltungen
umfassen. Diese Anordnung kann dieselben Vorteile liefern wie der erste
Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltleistungsversorgungseinheit
zum Versorgen einer Last mit Leistung bereitgestellt. Die Schaltleistungsversorgungseinheit
umfaßt
einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt zum
direkten oder indirekten Erfassen eines Überstromzustands eines Stroms,
der an die Last ausgegeben wird, einen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt
zum Durchführen einer
Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzoperation,
bei der der Schaltungsbetrieb auf das Erfassen eines Überstromzustands
hin verriegelt und angehalten wird, und einen Auto-Restart-Modus-Überstromschutzschaltungsabschnitt
zum Durchführen einer
Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation,
bei der der Schaltungsbetrieb auf das Erfassen eines Überstromzustands
hin zyklisch angehalten und erneut gestartet wird. Die Schaltleistungsversorgungseinheit
umfaßt
ferner eine Überstromschutzmodus-Auswahleinrichtung
zum selektiven Versetzen lediglich entweder des Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitts
oder des Auto-Restart-Modus-Überstromschutzschaltungsabschnitts
in einen Zustand, in dem ein Treiben möglich ist. Bei dieser Anordnung
ist es möglich,
eine einzige Schaltleistungsversorgungsschaltungen entweder an einen
Verriegelungsstopmodus oder einen Auto-Restart-Modus anzupassen und den Umfang
der Anwendung der Schaltleistungsversorgungsschaltung zu erweitern.
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Die
Schaltleistungsversorgungseinheit umfasst ferner eine Mehrzahl von
Schaltleistungsversorgungsschaltungen, die parallel zueinander geschaltet
sind. In diesem Fall umfaßt
jede Schaltleistungsversorgungsschaltung den Überstromerfassungsschaltungsabschnitt
und den Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt.
Die Gesamtausgabe der Schaltleistungsversorgungsschaltungen wird
der Last bereitgestellt. Die Schaltleistungsversorgungseinheit kann
ferner eine Einrichtung zum Abstimmen von Auto-Restart-Modus-Neustartzeitpunkten
der Schaltleistungsversorgungsschaltungen, wenn der Auto-Restart-Modus-Überstrom-schutzschaltungsabschnitt
ausgewählt
ist, umfassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
schematisches Schaltungsdiagramm, das eine Schaltleistungsversorgungseinheit gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 einen
Graphen, der beispielhafte Signalverläufe von Ausgangsströmen und
Ausgangsspannungen der Schaltleistungsversorgungseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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3 ein
schematisches Schaltungsdiagramm, das eine Schaltleistungsversorgungsschaltung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ein
Schaltungsdiagramm, das ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
und
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5 einen
Graphen, der herkömmliche Probleme
veranschaulicht.
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1 zeigt
die Schaltungskonfiguration einer Schaltleistungsversorgungseinheit
eines ersten Ausführungsbeispiels.
Das erste Ausführungsbeispiel
entspricht einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 eine Schaltleistungsversorgungsschaltung, 2 ist
eine weitere Schaltleistungsversorgungsschaltung, 3 ist
eine Gleichstromeingangsleistungsversorgung, 4 ist ein
positiver Eingangsanschluß, 5 ist
ein negativer Eingangsanschluß, 6 ist
ein Simultanstartanschluß,
der als Verbindung für
ein gleichzeitiges Starten dient, 7 ist ein Transformator, 8 ist
ein Hauptschalter und 9 ist eine PWM-Steuerungs-IC, die als Schaltsteuerung
für den
Hauptschalter 8 dient. Das Bezugszeichen 9-1 bei
der PWM-Steuerungs- IC 9 ist ein
Gattertreiberanschluß für den Hauptschalter 8, 9-2 ist
ein EIN-/AUS-Steueranschluß und 9-3 ist
ein Anschluß zum
Empfangen der Versorgung einer Steuerschaltungsansteuerspannung
Vcc. Das Bezugszeichen 10 ist ein Eingangsspannungsüberwachungsschaltungsblock; 11 ist
ein Reglerschaltungsblock; 12 ist ein Überstromschutz-/Auto-Restart-Betriebs-schaltungsblock,
der als Auto-Restart-Modus-Überstromschutz-schaltungsabschnitt
dient; 13 ist ein NPN-Transistor; 14, 20 und 21 sind
Dioden; 15 ist ein Stromerfassungswiderstand; 16, 17, 18 und 19 sind
Widerstände; 22 ist
eine Drosselspule; 23 ist ein Kondensator; 24 ist
ein positiver Ausgangsanschluß; 25 ist
ein negativer Ausgangsanschluß;
und 26 ist eine Last.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
sind die Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 isolierte
Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler
(Gleichstromeingabe-Gleichstromausgabe-Wandler), die parallel zueinander geschaltet
sind und parallel betrieben werden, zum Erhöhen der Leistung, die der Last 26 bereitgestellt
werden soll.
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Die
PWM-Steuerungs-IC 9 jeder der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 weist
eine Konfiguration auf, bei der der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 durch
eine Pulsbreitenmodulation gesteuert wird, um die Ausgangsspannung
zu stabilisieren. Die PWM-Steuerungs-IC 9 führt den
Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 durch, wenn der Spannungspegel
des EIN-/AUS-Steueranschlusses 9-2 Hoch wird, und hält den Schaltbetrieb
des Hauptschalters 8 an, wenn der Spannungspegel Niedrig wird.
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Jeder
Eingangsspannungsüberwachungsschaltungsblock 10 ist
konfiguriert, um den Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 anzuhalten,
wenn eine Spannungseingabe von der Gleichstrom-Eingangsleistungsversorgung 3 auf
einen gewissen Wert oder sogar darunter abfällt.
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Jeder
Reglerschaltungsblock 11 liefert dem Anschluß 9-3 der
PWM-Steuerungs-IC 9 eine regulierte Spannung Vcc.
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Jeder
Stromerfassungswiderstand 15 stellt einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt
zum indirekten Erfassen des Überstromzustands
eines Stromausgangs an die Last 26 dar. Wenn der Spitzenwert
einer über
den Stromerfassungswiderstand 15 erzeugten Wechselspannung
einen festgelegten Wert oder mehr annimmt, kann bestimmt werden, daß er ein Überstromzustand
ist.
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Auf
ein Erfassen eines Überstroms
gemäß der über den
Stromerfassungswiderstand 15 erzeugten Spannung hin bewirkt
der Überstromschutz-/Auto-Restart-Betriebsschaltungsblock 12 sofort,
daß die
Ausgangsspannung abfällt.
Wenn der Überstromzustand
ferner über
einen gewissen Zeitraum oder länger
fortdauert, führt
der Überstromschutz-/Auto-Restart-Betriebs-schaltungsblock 12 eine
Auto-Restart-Modus-Überstromschutz-operation
durch, bei der das EIN und AUS des Schaltbetriebs des Hauptschalters 8 (Anhalten
und erneutes Starten des Schaltungsbetriebs) zyklisch wiederholt
werden.
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Beispielsweise
weist der Überstromschutz-Auto-Restartbetriebsschaltungsblock 12 eine innere
Oszillatorschaltung, beispielsweise einen Multivibrator, auf und
schaltet die Diode 14 gemäß einem aus der Oszillatorschaltung
ausgegebenen Signal zyklisch ein und aus. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
wird der Spannungspegel des EIN-/AUS-Steueranschlusses 9-2 Niedrig,
wenn die Diode 14 eingeschaltet wird, so daß der Schaltsteuerbetrieb
der PWM-Steuerungs-IC 9 bewirkt,
daß der Schaltbetrieb
des Hauptschalters 8 anhält. Wenn die Diode 14 ausgeschaltet
wird, wird der Spannungspegel des EIN-/AUS-Steueranschlusses 9-2 Hoch,
so daß der
Schaltsteuerbetrieb der PWM-Steuerungs-IC 9 bewirkt, daß der Schaltbetrieb
des Hauptschalters 8 startet, wodurch der Schaltungsbetrieb neu
gestartet wird. Die Wiederholung dieser Operation führt zu der
Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation.
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Wenn
eine Schaltleistungsversorgungseinheit, die eine derartige Konfiguration
aufweist, aufgrund eines Kurzschließens der Last 26 aus
irgendeinem Grund in einen Überstromzustand
versetzt wird, wird der Spitzenwert der über den Stromerfassungswiderstand 15 jeder
der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 erzeugten
Wechselspannung ein festgelegter Wert oder mehr, und dann bewirkt der Überstromschutz-/Ruto-Restart-Betriebsschaltungsblock 12 sofort,
daß die
Ausgangsspannung abfällt.
Wenn sich der Überstromzustand
ferner einen gewissen Zeitraum lang oder länger fortsetzt, bewirkt der Überstromschutz-/Auto-Restart-Betriebs-schaltungsblock 12,
daß die
Auto-Restart-Modus-Überstrom-schutzoperation
startet.
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Der Überstromschutz-/Auto-Restart-Betriebsschaltungsblock 12 bei
jeder der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 verwendet eine
eingebaute Zeitkonstantenschaltung, um die Zeit ab dem Anhalten
des Schaltbetriebs des Hauptschalters 8 bis zum erneuten
Starten desselben, d. h. den Zeitraum, in dem die Diode 14 EIN
ist, einzustellen. Aufgrund der Variationen bei den C- und R-Komponenten
jeder Zeitkonstantenschaltung kann die Periode, in der die Diode 14 EIN
ist, zwischen den Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 variieren.
Auch in einem solchen Fall sind die Simultanstartanschlüsse 6 der
Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 miteinander
verbunden, so daß die
EIN-/AUS-Steueranschlüsse 9-2 der
PWM-Steuerungs-ICs 9 miteinander verbunden sind, und somit kann
das erste Ausführungsbeispiel
die Neustartzeitpunkte des Auto-Restart-Modus der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 abstimmen.
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Beispielsweise
sei angenommen, daß,
nachdem die Diode 14 aufgrund der Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation
eingeschaltet wird, um den Hauptschalter 8 anzuhalten,
der EIN-Zeitraum der Diode 14 bei der Schaltleistungsversor gungsschaltung 1 kürzer ist
als bei der Schaltleistungsversorgungsschaltung 2, und
daß die
Diode 14 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 früher ausgeschaltet
wird, um den Hauptschalter 8 erneut zu starten. Auch in
diesem Fall, da die Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 miteinander
verbunden sind, fließt, wenn
die Diode 14 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 2 EIN
ist, ein Strom durch die Widerstände 19 und
durch die Simultanstartanschlüsse 6 der
Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2, und
somit wird der EIN-/AUS-Steueranschluß 9-2 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 auf
einem Niedrigen Pegel gehalten.
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Folglich
wird der Hauptschalter 8 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 nicht
erneut gestartet.
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Diese
Operation bewirkt, daß das
erneute Starten der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 bis
zu dem Zeitpunkt, zu dem die Diode 14 in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 2 ausgeschaltet
wird und die Schaltleistungsversorgungsschaltung 2 erneut
gestartet wird, wartet. Folglich sind die Neustartzeitpunkte beider
Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 abgestimmt.
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2 zeigt
exemplarische Signalverläufe von
Ausgangsspannungen und Ausgangsströmen, wenn in der Schaltung
des ersten Ausführungsbeispiels
ein Lastkurzschließen
stattfindet. In 2 ist ein Signalverlauf a der
Gesamtausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2,
Signalverlauf b ist der Ausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1,
Signalverlauf c ist der Ausgangsstrom der Schaltleistungsversorgungsschaltung 2 und
Signalverlauf d ist die Gesamtausgangsspannung der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2.
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Wie
bei den exemplarischen Signalverläufen gezeigt ist, stimmen bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
die Neustartzeitpunkte der Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 während einer
Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation
im wesentlichen miteinander überein
(siehe „Zeitpunkt
tk" in 2).
Sogar nachdem das Lastkurzschließen (Überstromzustand) beseitigt
ist (nach Zeitpunkt B), starten die Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 im
wesentlichen zum selben Zeitpunkt (siehe „Zeitpunkt tm"). Folglich wird
das Phänomen,
wie es oben beschrieben wurde, bei dem eine Schaltleistungsversorgungsschaltung,
die früher
startete, einen Strom ausgibt, der einem durch zwei Schaltleistungsversorgungsschaltungen
ausgegebenen Strom entspricht, auch nachdem ein Überstromzustand beseitigt ist,
und bei dem die Schaltleistungsversorgungsschaltung anschließend fälschlicherweise
bestimmt, daß der
Ausgangsüberstromzustand
immer noch fortdauert, und somit wieder anhält, nicht erzeugt. Somit kann
diese Anordnung unmittelbar nachdem eine Lastkurzschließung beseitigt
ist, zu einem normalen Betrieb zurückkehren.
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Da
die Neustartzeitpunkte im wesentlichen abgestimmt sind, kehren die
Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 ferner
gleichzeitig zu einem normalen Zustand zurück, nachdem ein Überstromzustand
beseitigt ist, und das Phänomen,
bei dem der Spannungssignalverlauf eine Schritt-Aufwärts- und Schritt-Abwärts-Form
annimmt, nachdem die Schaltleistungsversorgungsschaltungen 1 und 2 in
einen normalen Zustand versetzt werden, wird nicht erzeugt. Wenn
eine elektronische Vorrichtung als die Last 26 angeschlossen
ist, wird durch diese Anordnung somit das Risiko einer Fehlfunktion
der elektronischen Vorrichtung vermieden.
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Im
folgenden wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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3 zeigt
die Schaltungskonfiguration einer Schaltleistungsversorgungseinheit
eines zweiten Ausführungsbeispiels.
Bei 3 gibt Bezugszeichen 1 eine Schaltleistungsversorgungsschaltung
an, 3 ist eine Gleichstromeingangsleistungsversorgung, 4 ist ein
positiver Eingangsanschluß, 5 ist
ein negativer Eingangsanschluß, 6 ist
ein Simultanstartanschluß, der
als Verbindung für
einen Simultanstart dient, 7 ist ein Transformator, 8 ist
ein Hauptschalter und 9 ist eine PWM-Steuerungs-IC, die
als Schaltsteuerung für
den Hauptschalter 8 dient. Bezugszeichen 9-1 bei der
PWM-Steuerungs-IC 9 ist
ein Gattertreiberanschluß für den Hauptschalter 8, 9-2 ist
ein EIN-/AUS-Steueranschluß und 9-3 ist ein Anschluß zum Empfangen
der Versorgung einer Steuerschaltungsansteuerspannung Vcc. Bezugszeichen 11 ist ein
Reglerschaltungsblock; 13 ist ein NPN-Transistor; 15 ist
ein Stromerfassungswiderstand; 16, 19, 29, 36, 37, 38 und 40 sind
Widerstände; 20, 21 und 35 sind
Dioden; 22 ist eine Drosselspule; 23, 34 und 39 sind
Kondensatoren; 24 ist ein positiver Ausgangsanschluß; 25 ist
ein negativer Ausgangsanschluß;
und 26 ist eine Last. Ferner ist Bezugszeichen 27 ein Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock,
der als ein Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt
dient, 28 ist ein N-Kanal-MOSFET, 30 ist
ein Verriegelungsstop-Anzeigeanschluß, 31 ist ein entfernter
Anschluß, 32 ist
ein Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwandlungsschaltungsblock,
der außerhalb
der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 vorgesehen ist
und als Verriegelungsstop-Freigabesignalausgangsschaltungsabschnitt dient,
und 33 ist ein P-Kanal-MOSFET.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 eine innere Schaltung
eines Schaltleistungsmoduls (eines isolierten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers),
und der Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwandlungsschaltungsblock 32 ist
eine externe Schaltung und ist somit außerhalb der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 vorgesehen.
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Die
PWM-Steuerungs-IC 9 der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 weist
eine Konfiguration auf, bei der der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 durch
eine Pulsbreitenmodulation gesteuert wird, um die Ausgangsspannung
zu re geln. Die PWM-Steuerungs-IC 9 führt den Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 durch,
wenn der Spannungspegel des EIN-/AUS-Steueranschlusses 9-2 Hoch
wird, und hält
den Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 an, wenn der Spannungspegel
Niedrig wird.
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Der
Reglerschaltungsblock 11 liefert der PWM-Steuerungs-IC 9 eine
regulierte Spannung Vcc.
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Der
Stromerfassungswiderstand 15 stellt einen Überstromerfassungsschaltungsabschnitt
zum indirekten Erfassen des Überstromzustands
eines an die Last 26 ausgegebenen Stroms dar. Wenn der Spitzenwert
einer Wechselspannung, die über
den Stromerfassungswiderstand 15 erzeugt wird, ein festgelegter
Wert oder mehr wird, kann bestimmt werden, daß er ein Überstromzustand ist.
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Auf
ein Erfassen eines Überstromzustands gemäß der über den
Stromerfassungswiderstand 15 erzeugten Spannung hin bewirkt
der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 sofort,
daß die
Ausgangsspannung abfällt.
Wenn der Überstromzustand über einen
gewissen Zeitraum oder länger
fortdauert, verriegelt und stoppt der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den
Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 und legt eine Spannung
an das Gatter des N-Kanal-MOSFET 28 an, um denselben einzuschalten.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel,
wenn sich der Hauptschalter 8 in einem Verriegelungsstopzustand
befindet, schaltet der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den
N-Kanal-MOSFET 28 ein, und während des Normalbetriebs schaltet
der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den
N-Kanal-MOSFET 28 aus.
Der Verriegelungsstop-Anzeigeanschluß 30 gibt ein Signal
zum Anzeigen der Anwesenheit/Abwesenheit des Verriegelungsstops
gegenüber
dem Raum außerhalb
der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 aus, gemäß dem EIN-/AUS-Betrieb des
N-Kanal-MOSFET 28.
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Der
entfernte Anschluß 31 ist
ein Anschluß zum
Eingeben eines Signals zum externen Steuern dem EIN-/AUS-Betrieb
der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1. Bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
wenn der Spannungspegel des entfernten Anschlusses 31 auf
Hoch eingestellt wird, um den NPN-Transistor 13 einzuschalten,
wird der Spannungspegel in dem EIN-/AUS-Steueranschluß 9-2 der
PWM-Steuerungs-IC 9 Niedrig, so daß der Schaltsteuerbetrieb der
PWM-Steuerungs-IC 9 bewirkt, daß der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 anhält. Im Gegensatz
dazu, wenn der Spannungspegel des entfernten Anschlusses 31 auf
Niedrig eingestellt wird, um den NPN-Transistor 13 auszuschalten,
wird der Spannungspegel des EIN-/AUS-Steueranschlusses 9-2 der
PWM-Steuerungs-IC 9 Hoch, so daß der Schaltsteuerbetrieb der
PWM-Steuerungs-IC 9 bewirkt, daß der Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 startet.
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Nach
einem Verriegeln und Anhalten des Hauptschalters 8 wird
der Überstromschutz/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 zurückgesetzt,
um den Verriegelungsstop freizugeben, wenn der NPN-Transistor 13 eingeschaltet
wird.
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Bei
der Schaltleistungsversorgungseinheit des wie oben beschrieben konfigurierten
zweiten Ausführungsbeispiels
wird der Verriegelungsstopbetrieb zum Zeitpunkt eines Überstroms
durchgeführt, falls
lediglich die innere Schaltung (die Schaltleistungsversorgungsschaltung 1)
vorgesehen ist; jedoch führt
der Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwandlungsschaltungsblock 32,
der extern vorgesehen ist, zum Zeitpunkt eines Überstroms praktisch eine Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation
durch.
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Da
der N-Kanal-MOSFET 28 der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 im
Normalbetrieb AUS ist, fließt
bei dem Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus- Umwandlungsschaltungs-block 32 in
einem Pfad, der über
den Verriegelungsstop-Anzeigeanschluß 30 durch die Widerstände 36, 38 und 40 verläuft, kein
Strom, so daß zwischen
dem Gate und der Source des P-Kanal-MOSFET 33 keine Spannung
erzeugt wird. Folglich bleibt der P-Kanal-MOSFET 33 AUS.
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Wenn
die Last 26 aus irgendeinem Grund während des Betriebs der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 kurzgeschlossen
wird und somit in einen Überstromzustand
versetzt wird, nimmt wie oben beschrieben wurde, der Spitzenwert
der über den
Stromerfassungswiderstand 15 erzeugten Gleichspannung einen
festgelegten Wert oder einen höheren
Wert an, so daß der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 sofort
die Ausgangsspannung abfallen läßt. Wenn der Überstromzustand
ferner über
einen gewissen Zeitraum oder länger
fortdauert, wird ein Verriegelungsstopschaltungsabschnitt in dem Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 angetrieben,
so daß der
Schaltbetrieb des Hauptschalters 8 in einen Nicht-Betriebszustand verwandelt
wird. Zur selben Zeit schaltet der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den
N-Kanal-MOSFET 28 ein. Folglich wird durch den Verriegelungsstop-Anzeigeanschluß 30 extern ein
Strom eingebracht.
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Folglich
fließt
der Strom in einen Pfad, der durch die Widerstände 36, 38 und 40 verläuft, und
einen Pfad, der durch den Kondensator 34 und die Widerstände 37, 38 und 40 verläuft, so
daß der
Kondensator 34 gemäß der Zeitkonstanten
relativ zu einer Reihenschaltung, die durch den Kondensator 34 und die
Widerstände 37, 38 und 40 gebildet
wird, geladen ist. Wenn eine geladene Spannung über den Kondensator 34 (d.
h. die Spannung zwischen dem Gate und der Source des P-Kanal-MOSFET 33)
den Schwellwert, oder einen höheren
Wert, des P-Kanal-MOSFET 33 annimmt, wird der P-Kanal-MOSFET 33 eingeschaltet.
Als Reaktion fließt
ein Strom in der Basis des NPN-Transistors 13 durch den
entfernten Anschluß 31 und den
Widerstand 29 in der Schaltleistungsversorgung 1,
wodurch der NPN-Transistor 13 eingeschaltet wird.
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Folglich
fließt
ein Strom durch den Widerstand 19 der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 und
den Kondensator 39 des Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwandlungs-schaltungsblocks 32,
so daß eine
positive Rückmeldung erfolgt,
bei der der Kondensator 34 weiter geladen wird. Allgemein
ist eine derartige Positive-Rückmeldung-Operation erforderlich,
um eine Oszillatorschaltung zu konfigurieren.
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Unterdessen
wird der Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 zurückgesetzt,
wenn der NPN-Transistor 13 eingeschaltet
wird. Folglich wird der Verriegelungsstop freigegeben, um den Hauptschalter 8 erneut
zu starten, und ferner wird der N-Kanal-MOSFET 28 ausgeschaltet.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
fungiert ein Strom, der der Basis des NPN-Transistors 13 durch
den entfernten Anschluß 31 und
den Widerstand 29 der Schaltleistungsversorgung 1 von
dem Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwandlungsschaltungsblock 32 bereitgestellt
wird, als ein Signal zum Freigeben des Verriegelungsstops. Die Wartezeit
ab dem Zeitpunkt, zu dem der Verriegelungsstop durchgeführt wird,
bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Signal zum Freigeben des Verriegelungsstops
ausgegeben wird, ist die Zeit, ab der der Verriegelungsstop durchgeführt wird,
bis zu dem Zeitpunkt, zu dem eine geladene Spannung über den Kondensator 34 den
Schwellwert des P-Kanal-MOSFET 33 erreicht.
Die Zeit kann gemäß einer
Zeitkonstanten eingestellt werden, die durch den Kondensator 34 und
die Widerstände 37, 38 und 40 bestimmt wird.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird, wenn der Überstromschutz/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den
N-Kanal-MOSFET 28 ausschaltet, die
elektrische Ladung in den Kondensator 34 durch den Widerstand 36 und
die Diode 35 gemäß einer
auf dem Widerstand 36 und dem Kondensator 34 basie renden
Zeitkonstanten entladen. Folglich, wenn die geladene Spannung über den
Kondensator 34 (die Spannung zwischen dem Gate und der
Source des P-Kanal-MOSFET 33) den Schwellwert des P-Kanal-MOSFET 33 unterschreitet,
wird der P-Kanal-MOSFET 33 ausgeschaltet.
Folglich endet die Stromversorgung von dem Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwandlungsschaltungsblock 32 zu
dem NPN-Transistor 13. Auf ein erneutes Erfassen eines Überstromzustands
hin verriegelt und stoppt anschließend der Überstromschutz/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 den
Hauptschalter 8. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Zeitraum,
in dem das Signal zum Freigeben des Verriegelungsstops ausgegeben
wird, d. h. ein Verriegelungsstop-Freigabezeitraum, auf der Basis der
Zeit ermittelt, die die geladene Spannung über den Kondensator 34 einen
Schwellwert des P-Kanal-MOSFET 33 aufgrund der Entladung des
Kondensators 34 unterschreitet, und der Zeitraum kann voreingestellt
werden.
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Die
Diode 35 weist eine Funktion zum Kleiner-Gestalten der
Zeitkonstanten des Kondensators 34 als die Ladezeitkonstante
desselben auf, was das Verhältnis
des EIN-Zeitraums des Hauptschalters 8 während einer
Auto-Restart-Modus-Überstrom-schutzoperation
verringert. Diese Anordnung kann die Wärmeerzeugung in Komponenten,
die auf eine Energiezufuhr in einem Überstromzustand zurückzuführen ist,
hemmen.
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Die
Wiederholung der Operation des Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwandlungsschaltungsblocks 32,
wie sie oben beschrieben wurde, bewerkstelligt die Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das spezifische erste und zweite
Ausführungsbeispiel
beschränkt
und kann somit verschiedene Formen annehmen. Bei jedem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel
ist das Leistungsumwandlungsschaltungssystem beispielsweise ein
Durchflußwandler, ist
jedoch nicht hierauf beschränkt.
Somit kann das Leis tungsumwandlungsschaltungssystem auf verschiedene
Systeme, beispielsweise ein Sperrsystem, ein Push-Pull-System und
ein Halbbrückensystem angewandt
werden.
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Die
bei jedem Ausführungsbeispiel
gezeigten Dioden 20 und 21 können Gleichrichterdioden oder
ein synchroner MOSFET-Gleichrichter
sein.
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Während bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
zwei Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallel betrieben werden,
ist die Anzahl derselben ferner nicht auf zwei beschränkt, und
somit können drei
oder mehr Schaltleistungsversorgungsschaltungen verwendet werden.
Wenn drei oder mehr Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallelgeschaltet sind,
beispielsweise auf dieselbe Weise wie beispielsweise bei dem ersten
Ausführungsbeispiel, sind/werden
Simultanstartanschlüsse 6,
die als Verbindungen für
Simultanstarts dienen, bereitgestellt, und die Simultanstartanschlüsse 6 der
Schaltleistungsversorgungsschaltungen sind direkt oder indirekt
verbunden. Dies kann die Neustartzeitpunkte während Auto-Restart-Modus-Überstromoperationen
der Schaltleistungsversorgungsschaltungen abstimmen.
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Ferner
kann die in dem zweiten Ausführungsbeispiel
veranschaulichte Schaltleistungsversorgungsschaltung auch eine parallele
Operation durchführen.
In einem solchen Fall ist beispielsweise eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen
parallelgeschaltet, wie in 4 gezeigt
ist. Das heißt,
daß die
positiven Eingangsanschlüsse 4, die
negativen Eingangsanschlüsse 5,
die positiven Ausgangsanschlüsse 24,
die negativen Ausgangsanschlüsse 25,
die Verriegelungsstop-Anzeigeanschlüsse 30 und die entfernten
Anschlüsse 31 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen
miteinander verbunden sind. Wie in 4 gezeigt
ist, kann der Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwandlungsschaltungsblock 32 eine
gemeinsame Schaltung für
die Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen sein, die
parallel betrieben werden.
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Auf
dieselbe Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann ein Bereitstellen
von Simultanstartanschlüssen 6 in
den Schaltleistungsversorgungsschaltungen, die parallel betrieben
werden, derart, daß die
Simultanstartanschlüsse 6 mit
den entsprechenden EIN-/AUS-Steueranschlüssen 9-2 der PWM-Steuerungs-IC 9 über die
entsprechenden Widerstände 19 verbunden
sind, und ein Miteinander-Verbinden der Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen
auf die Neustartzeitpunkte während
einer Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation
abgestimmt sein. Während
in 4 ein Beispiel gezeigt ist, bei dem zwei Schaltleistungsversorgungsschaltungen
parallelgeschaltet sind, können
selbstverständlich
auch drei oder mehr Schaltleistungsversorgungsschaltungen parallelgeschaltet
sein.
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Während der
Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwand-lungsschaltungsblock 32 bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
außerhalb
der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 vorgesehen ist,
kann er ferner auch in der Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 vorgesehen
sind. In diesem Fall umfaßt
die Schaltleistungsversorgungsschaltung 1 einen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt,
der durch den Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 gebildet
wird, und einen Auto-Restart-Modus-Überstromschutzschaltungsabschnitt,
der durch den Überstromschutz-/Verriegelungsstopbetriebsschaltungsblock 27 und
den Verriegelungsstopmodus-/Auto-Restart-Modus-Umwand-lungsschaltungsblock 32 gebildet
wird. In diesem Fall ist beispielsweise ein Anschluß als eine Überstromschutzmodus-Auswahleinrichtung
vorgesehen, zum externen Eingeben eines Signals zum selektiven Versetzen
entweder des Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitts
oder des Auto-Restart-Modus-Überstromschutzschaltungsabschnitts in
einen Zustand, in dem ein Treiben möglich ist.
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Ferner
kann eine Mehrzahl von Schaltleistungsversorgungsschaltungen, von
denen jede einen derartigen Verriegelungsstopmodus-Überstromschutzschaltungsabschnitt
und einen Auto-Restart-Modus-Überstromschutzschaltungsabschnitt umfaßt, parallel
zueinander geschaltet sein. Auch in diesem Fall ist es bevorzugt,
damit jede Schaltleistungsversorgungsschaltung eine Auto-Restart-Modus-Überstromschutz-operation durchführt, daß eine Einrichtung
zum Abstimmen der Auto-Restart-Modus-Neustartzeitpunkte der Schaltleistungsversorgungsschaltungen
vorgesehen ist.
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Während die
Simultanstartanschlüsse 6 der Schaltleistungsversorgungsschaltungen
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
direkt miteinander verbunden sind, können die Simultanstartanschlüsse 6 ferner über einen
Widerstand indirekt miteinander verbunden sein.
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Während die
Schaltleistungsversorgungseinheit bei jedem Ausführungsbeispiel konfiguriert ist,
um einen Überstromzustand
indirekt zu erfassen, kann ferner ein Stromerfassungselement, beispielsweise
ein Stromtransformator oder -widerstand, zum direkten Erfassen eines
Ausgangsstroms vorgesehen sein, um einen Überstromzustand direkt zu erfassen.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist die Schaltleistungsversorgungseinheit derart konfiguriert, daß sie auf
ein Erfassen eines Überstromzustands
hin zunächst
die Ausgangsspannung abfallen läßt und anschließend, nachdem
ein gewisser Zeitraum verstrichen ist, ihren Betrieb hin zu einem
Auto-Restart-Modus-Überstromschutzbetrieb
hin verschiebt. Alternativ kann die Schaltleistungsversorgungseinheit
konfiguriert sein, daß sie
auf ein Erfassen eines Überstromzustands
hin sofort eine Auto-Restart-Modus-Überstromschutzoperation
startet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die Schaltleistungsversorgungseinheit ferner so konfiguriert,
daß sie
auf ein Erfassen eines Überstromzustands
hin zunächst
die Ausgangsspannung abfallen läßt und anschließend, nachdem
ein gewisser Zeitraum verstrichen ist, einen Verriegelungsstop durchführt. Alternativ
dazu kann die Schaltleistungsversorgungseinheit konfiguriert sein,
um auf ein Erfassen eines Überstromzustands
hin unmittelbar einen Verriegelungsstop durchzuführen.
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Während die
Form für
die Leistungsumwandlung ein isolierter Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler
ist, ist sie ferner bei jedem Ausführungsbeispiel nicht auf einen
isolierten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler beschränkt. Beispielsweise
kann die vorliegende Erfindung auch auf einen nicht-isolierten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler oder
eine Wechselstromeingangs-/Gleichstromausgangs-Schaltleistungsversorgungsschaltung
angewandt werden.