DE10350265A1 - Switch triggering method for triggering a controlled switch for a switch converter uses a control pulse for switching a direct current input voltage to a transformer's primary winding - Google Patents

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Abstract

A controlled switch connects an input direct current voltage (UE) with a preset clock pulse frequency (fT) and a preset clock pulse ratio to a transformer's primary winding. The preset clock pulse frequency for a triggering pulse alters via levels (UE1,UE2) of input voltage so that clock pulse frequencies (fT,fT1,fT2) with increasing and falling input voltages are lower and higher. An Independent claim is also included for a switch converter

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahen zur Ansteuerung zumindest eines gesteuerten Schalters eines Schaltwandlers durch einen Steuerpuls, wobei der zumindest eine gesteuerte Schalter eine Eingangsgleichspannung mit vorgebbarer Taktfrequenz und vorgebbarem Taktverhältnis an zumindest eine Primärwicklung eines Übertragers schaltet.The invention relates to a Procedure for controlling at least one controlled switch Switching converter by a control pulse, the at least one controlled switch an input DC voltage with a predeterminable Clock frequency and predeterminable clock ratio to at least one primary winding a transmitter on.

Ebenso bezieht sich die Erfindung auf einen Schaltwandler, bei welchem eine Eingangsgleichspannung mit Hilfe zumindest eines von einer Ansteuerschaltung angesteuerten Schalters mit vorgebbarer Taktfrequenz und vorgebbarem Tastverhältnis an eine Speicherinduktivität schaltbar ist.The invention also relates to a switching converter in which an input DC voltage with the help of at least one controlled by a control circuit Switch with a predefined clock frequency and a predefined duty cycle a memory inductance is switchable.

Solche Schaltwandler bzw. Verfahren sind in vielen Varianten bekannt geworden, seien es Sperrwandler, Flusswandler oder Mischtypen. In den meisten Fällen wird bei Schaltwandlern die Taktfrequenz konstant gehalten und eine Regelung, z.B. der Ausgangsspannung, erfolgt über eine Änderung des Tastverhältnisses.Such switching converter or method have become known in many variants, be it flyback converters, Flow converters or mixed types. In most cases, switching converters the clock frequency is kept constant and a control, e.g. the output voltage, takes place via a change the duty cycle.

Dem Fachmann sind auch die Probleme bekannt, die insbesondere bei kleiner Last, im Leerlauf oder bei hoher Eingangsspannung auftreten können und die auf die extrem kurzen Einschaltzeiten, d.h. ein extremes Tastverhältnis, zurückzuführen sind. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich bei frei schwingenden Sperrwandlern, bei welchen die Taktfrequenz im Wesentlichen direkt proportional zur Eingangsgleichspannung ist. Besonders bei stark schwankenden Eingangsspannungen, z.B. bei Hilfsversorgungswandlern für Schaltnetzteile, kommt man zu praktisch unbeherrschbar kurzen Einschaltzeiten, wobei sich nicht nur ein schlechter Wirkungsgrad ergibt, sondern auch ein „Aussetzbetrieb", bei welchem über mehrere Takte keine Einschaltimpulse auftreten. Dazu sei angemerkt, dass bei sogenannten „Weitbereichs"-Schaltnetzteilen Eingangsgleichspannungen in der Größe von 120 bis 370 Volt – nach Gleichrichtung entsprechender Netzspannungen – auftreten. Dies ist nicht nur für das eigentliche Schaltnetzteil problematisch, sondern auch für Hilfsversorgungs-Schaltwandler, die für die Stromversorgung der Ansteuerschaltung zumindest während des Hochlaufens verwendet werden, aber kostengünstig und daher einfach aufgebaut sein sollen.The expert is also aware of the problems known, especially at low load, at idle or at high input voltage can occur and that on the extreme short switch-on times, i.e. an extreme duty cycle. Special Difficulties arise with free-swinging flyback converters, at which the clock frequency is essentially directly proportional to the DC input voltage. Especially with strongly fluctuating Input voltages, e.g. for auxiliary power converters for switching power supplies, one comes to practically uncontrollably short turn-on times, whereby not only does poor efficiency result, but also an "intermittent operation", in which over several Clocks no switch-on pulses occur. It should be noted that in so-called "wide-range" switching power supplies DC input voltages ranging from 120 to 370 volts - after rectification corresponding mains voltages - occur. This is not just for the actual switching power supply problematic, but also for auxiliary supply switching converters that for the Power supply to the control circuit, at least during startup used, but inexpensive and therefore should be simple.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Ansteuerung zumindest eines gesteuerten Schalters eines Schaltwandlers bzw. eines entsprechenden Schaltwandlers bei Vermeidung der oben genannten Probleme zu schaffen.An object of the invention is therein a method for controlling at least one controlled Switch of a switching converter or a corresponding switching converter while avoiding the above problems.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß die Taktfrequenz des Ansteuerpulses irr Abhangigkeit von der Höhe der Eingangsspannung so geändert wird, dass die Taktfrequenz mit steigender bzw. fallender Eingangsspannung kleiner bzw. größer wird.This task is done with a procedure solved of the type mentioned at the beginning, in which according to the invention the clock frequency of the control pulse irrespective of the level of the input voltage changed is that the clock frequency with increasing or falling input voltage gets smaller or bigger.

Da gemäß der Erfindung die Taktfrequenz verringert wird, wenn die Eingangsspannung steigt, kann man auch bei hohen Eingangsspannungen das Tastverhältnis des Ansteuerpulses des oder der gesteuerten Schalter in einem beherrschbaren Rahmen halten. Dank der Erfindung lässt sich sogar ein Eingangsspannungsbereich von 70 bis 700 Volt, entsprechend einem Netzspannungsbereich von 50 bis 500 Volt Wechselspannung, d.h. ein 1:10 Bereich, erzielen.Since the clock frequency is reduced according to the invention If the input voltage rises, you can also at high Input voltages the duty cycle the control pulse of the controlled switch or switches in a manageable Hold frame. Thanks to the invention even an input voltage range can be from 70 to 700 volts, corresponding to a mains voltage range of 50 to 500 volts AC, i.e. a 1:10 range.

Im Sinne einer einfachen Dimensionierung des Schaltwandlers ist es günstig, falls die Taktfrequenz mit steigender Eingangsspannung in linearer Abhängigkeit gesenkt wird.In the sense of a simple dimensioning of the Switching converter it is convenient if the clock frequency is linearly dependent on the increasing input voltage is lowered.

Eine oft billigere Lösung kann erzielt werden, falls die Taktfrequenz umgekehrt proportional zu der Höhe der Eingangsspannung geändert wird.An often cheaper solution can be can be achieved if the clock frequency is inversely proportional to the height changed the input voltage becomes.

Die gestellte Aufgabe wird auch mit einem Schaltwandler der oben zitierten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß für die Ansteuerschaltung ein Taktgeber vorgesehen ist, dem ein der Eingangsspannung proportionales Signal bzw. die Eingangsspannung zugeführt ist, wobei die Taktfrequenz so gesteuert wird, dass sie mit steigender bzw. fallender Eingangsspannung kleiner bzw. größer wird.The task is also with solved a switching converter of the type cited above, in which according to the invention for the control circuit Clock generator is provided, which is proportional to the input voltage Signal or the input voltage is supplied, the clock frequency is controlled so that it increases or decreases the input voltage gets smaller or bigger.

Bei einer einfach realisierbaren Variante ist vorgesehen, dass der Taktgeber eine erste und eine zweite Stromquelle zum Laden bzw. Entladen eines Kondensators aufweist, dessen Spannung an einem Eingang eines hysteresebehafteten Komparators liegt, wobei an dem anderen Eingang eine Referenzspannung liegt, und dessen Ausgang mit positiven bzw. negativen Vorzeichen die Stromquellen an den Kondensator schaltet, und die erste Stromquelle einen Strom liefert, der mit steigender Eingangsspannung kleiner wird, wogegen die zweite Stromquelle einen im Wesentlichen konstanten Strom liefert. Dabei zeichnet sich eine praxisgerechte und einfache Ausführung dadurch aus, dass die gesteuerte Stromquelle mit Hilfe eines Transistors realisiert wird, dessen Basis oder Gate ein der Eingangsspannung proportionales Signal erhält.With an easy to implement Variant is provided that the clock generator a first and a second Current source for charging or discharging a capacitor, whose voltage is at an input of a hysteresis comparator, a reference voltage being present at the other input, and its Output with positive or negative sign the current sources switches to the capacitor, and the first current source generates a current delivers, which decreases with increasing input voltage, whereas the second current source provides a substantially constant current. This is characterized by a practical and simple design from that the controlled current source using a transistor is realized, the base or gate of which is the input voltage proportional signal received.

Besonders geeignet ist ein Schaltwandler nach der Erfindung als Hilfsversorgungswandler eines Schaltnetzteils.A switching converter according to is particularly suitable the invention as an auxiliary power converter of a switching power supply.

Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im Folgenden anhand beispielsweiser Ausführungen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigenThe invention and other advantages is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments, which are shown in the drawing are illustrated. In this show

1 einen Schaltwandler in einem vereinfachten Blockschaltbild, 1 a switching converter in a simplified block diagram,

2 die Ansteuerschaltung eines nach der Erfindung arbeitenden Schaltwandlers in schematischer Darstellung, 2 the control circuit of a switching converter operating according to the invention in a schematic representation,

3 eine Ansteuerschaltung wie 2, jedoch mehr im Detail dargestellt, und 3 a control circuit like 2 , but shown in more detail, and

4a bis 4c in Diagrammen den zeitlichen Verlauf wesentlicher Signale der Ausführungsformen nach 2 und 3. 4a to 4c in diagrams the time course of essential signals of the embodiments to 2 and 3 ,

1 zeigt einen Sperrwandler mit einem Übertrager UET, welcher eine Primärwicklung WP sowie eine Sekundärwicklung WS besitzt. Über einen gesteuerten Schalter SWI, z.B. einen Feldeffekttransistor, wird eine Eingangsgleichspannung UE periodisch an die Primärwicklung WP gelegt, wobei zur Ansteuerung des Schalters SWI eine Ansteuerschaltung AST vorgesehen ist, die einen Steuerpuls vorgebbarer Taktfrequenz und mit einstellbarem Tastverhältnis an den Steuereingang, z.B. das Gate eines FET, liefert. 1 shows a flyback converter with a transformer UET, which has a primary winding W P and a secondary winding W S. Via a controlled switch SWI, for example a field effect transistor, a DC input voltage U E is periodically applied to the primary winding W P , a control circuit AST being provided to control the switch SWI, which has a clock pulse which can be predetermined and with an adjustable duty cycle to the control input, for example the Gate of a FET, delivers.

Die Eingangsspannung UE wird bei Schaltnetzteilen mit Hilfe eines hier nicht gezeigten Gleichrichters und eines Kondensators aus einer Netzwechselspannung gewonnen und dann üblicherweise Zwischenkreisspannung genannt.The input voltage UE is at Switching power supplies with the help of a rectifier, not shown here and a capacitor obtained from an AC line voltage and then usually DC link voltage called.

Sekundärseitig erfolgt eine Gleichrichtung mit Hilfe z.B. einer Gleichrichterdiode D bei Verwendung eines Kondensators C, an welchem die Ausgangsgleichspannung UA liegt.Rectification takes place on the secondary side with the aid, for example, of a rectifier diode D when using a capacitor C to which the DC output voltage U A is applied.

Ein Spannungssensor SPS und ein Stromsensor STS liefert Steuer- bzw. Regelsignale an einen zur galvanischen Trennung von Primär- und Sekundärseite vorgesehenen Optokoppler OKO, der zumindest ein Regelsignal SR an die Ansteuerschaltung AST liefert. In bekannter Weise werden in nicht näher gezeigter Weise Ausgangsspannung UA und/oder Ausgangsstrom IA mit Referenzwerten verglichen, um im Sinne einer Regelung oder Begrenzung das Tastverhältnis des Ansteuerpulses zu beeinflussen.A voltage sensor SPS and a current sensor STS deliver control or regulating signals to an optocoupler OKO provided for the galvanic separation of the primary and secondary side, which delivers at least one regulating signal S R to the control circuit AST. In a known manner, output voltage U A and / or output current I A are compared with reference values in a manner not shown in order to influence the duty cycle of the control pulse in the sense of regulation or limitation.

Üblicherweise liefert auch primärseitig ein Sensorwiderstand RS eine Information über den Primärstrom IE an die Ansteuerschaltung AST.Usually, a sensor resistor R S also supplies information about the primary current I E to the control circuit AST on the primary side.

Soweit bisher beschrieben, entspricht die Schaltung nach 1 dem Stand der Technik.As far as described so far, the circuit corresponds to 1 the state of the art.

Die Erfindung geht nun davon aus, die Taktfrequenz fT des Ansteuerpulses in Abhängigkeit von der Höhe der Eingangsspannung UE so zu ändern, dass die Taktfrequenz mit steigender Eingangsspannung kleiner wird, d.h. absinkt.The invention is based on the fact that the clock frequency f T of the control pulse changes depending on the level of the input voltage U E in such a way that the clock frequency decreases with increasing input voltage, ie decreases.

Mit diesem Verfahren ist es mnöglich, beherrschbare Einschaltzeiten ton einzuhalten, wenn die Eingangsspannung UE hohe Werte annimmt. Auf 4b und 4c vorgreifend wird das erfindungsgemäße Verfahren illustriert. 4b zeigt den Steuerpuls mit der Taktfrequenz fT1 für eine Eingangsspannung UE1. 4c zeigt wiederum den Steuerpuls, jedoch für eure höhere Eingangsspannung UE2 ≥ UE1. Die Taktfrequenz fT2 ist nun kleiner geworden, und obwohl die Einschaltzeit ton in diesem Beispiel gleich geblieben ist, hat sich das Tastverhältnis im Sinne einer Berücksichtigung der Erhöhung der Eingangsspannung verringert.With this method it is possible to maintain manageable switch- on times t on if the input voltage U E takes on high values. On 4b and 4c in anticipation, the method according to the invention is illustrated. 4b shows the control pulse with the clock frequency f T1 for an input voltage U E1 . 4c shows the control pulse again, but for your higher input voltage U E2 ≥ U E1 . The clock frequency f T2 has now become smaller, and although the switch-on time t on has remained the same in this example, the pulse duty factor has decreased in the sense of taking the increase in the input voltage into account.

Man kann die Taktfrequenz fT in linearer Abhängigkeit von der Eingangsspannung UE absenken, oder umgekehrt proportional zur Eingangsspannung ändern. Grundsätzlich soll mit Hilfe einer mit steigender Eingangsspannung sinkenden Taktfrequenz der Effekt kompensiert werden, dass die primäre Übertrager-Induktivität mit einer Stromänderungsrate, die zur Eingangsspannung proportional ist, aufmagnetisiert wird.You can lower the clock frequency f T in a linear dependence on the input voltage U E , or change it inversely in proportion to the input voltage. In principle, the effect that the primary transformer inductance is magnetized with a current change rate that is proportional to the input voltage is to be compensated for with the aid of a clock frequency that decreases with increasing input voltage.

Die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun an Ausführungsbeispielen gemäß der 2 bzw. 3 erläutert.The implementation of the method according to the invention will now be carried out using exemplary embodiments according to 2 respectively. 3 explained.

In 2 erkennt man zwei Stromquellen QIl und QI2, von welchen die erste Stromquelle QI1 von der Eingangsspannung UE gesteuert ist und einen Strom I1 liefert, der mit steigender Eingangsspannung sinkt, wogegen die zweite Stromquelle QI2 einen konstanten Strom I2 erzeugt.In 2 one recognizes two current sources QI1 and QI2, of which the first current source QI1 is controlled by the input voltage U E and supplies a current I 1 which decreases with increasing input voltage, whereas the second current source QI2 generates a constant current I 2 .

Ein Kondensator C2 wird durch den variablen Strom I1 aufgeladen und über den Strom I2 entladen, wobei aus dem entstehenden Dreiecksignal mit Hilfe eines hysterese-behafteten Komparators KOM ein Rechtecksignal gewonnen wird. Das Umschalten zwischen den beiden Stromquellen QI1, QI2 geschieht in Abhängigkeit von der Spannung am Ausgang des Komparators KOM, welche über Schalter SC1 und SC2 je eine der beiden Stromquellen einschaltet. Dabei wird der Schaltbefehl des Komparators KOM für den Schalter SC1 mit Hilfe eines Negators NEG negiert, nicht jedoch für den Schalter SC2. Der Ausgang des Komparators KOM wird weiters in einem Gatter AND mit dem Regelsignal SR (siehe 1) verknüpft. Das Ausgangssignal des Gatters AND wird über einen Treiber VER an die Steuerelektrode des Transistors SWI gelegt.A capacitor C 2 is charged by the variable current I 1 and discharged via the current I 2 , a square-wave signal being obtained from the triangular signal produced with the aid of a comparator KOM with hysteresis. Switching between the two current sources QI1, QI2 occurs depending on the voltage at the output of the comparator KOM, which switches on one of the two current sources via switches SC1 and SC2. The switching command of the comparator KOM for the switch SC1 is negated with the aid of a negator NEG, but not for the switch SC2. The output of the comparator KOM is also in a gate AND with the control signal S R (see 1 ) connected. The output signal of the gate AND is applied to the control electrode of the transistor SWI via a driver VER.

Aus 4a erkennt man, dass der Anstieg der Spannung UC an dem Kondensator C in Abhängigkeit von der Höhe der Eingangsspannung UE variabel ist, wogegen der Abfall der Spannung UC konstant bleibt. Für eine bestimmte Eingangsspannung UE1 ist der Verlauf der Spannung UC mit einer durchgehenden Linie dargestellt, wogegen. der entsprechende Verlauf für eine Eingangsspannung UE2, welche größer als UE1 ist, strichpunktiert eingezeichnet ist. Der Spannungsverlauf von UC wird durch die beiden, in 4 mit UHys1 und UHys2 bezeichneten Hystereseschwellen bestimmt.Out 4a it can be seen that the rise in voltage U C across capacitor C is variable as a function of the level of input voltage U E , whereas the drop in voltage U C remains constant. For a certain input voltage U E1 , the curve of the voltage U C is shown with a solid line, whereas the corresponding curve for an input voltage U E2 , which is greater than U E1, is shown in dash-dot lines. The voltage curve of U C is determined by the two, in 4 determined with U Hys1 and U Hys2 hysteresis thresholds .

Am Ausgang des Komparators KOM, welcher die Spannung UC mit einer Referenzspannung URef vergleicht, ergibt sich demnach ein Rechteckpuls, nämlich mit einer Frequenz fT1 für UE = UE1 (4b) und mit einer Frequenz FT2, fT1 für UE = UE2(4c). Es ist offensichtlich, dass durch die geringere Taktfrequenz bei höherer Eingangsspannung unerwünscht kurze Einschaltzeiten ton vermieden werden können.At the output of the comparator KOM, which compares the voltage U C with a reference voltage U Ref , a rectangular pulse results, namely with a frequency f T1 for U E = U E1 ( 4b ) and with a frequency F T2 , f T1 for U E = U E2 ( 4c ). It is obvious that the lower clock frequency with higher input voltage makes it possible to avoid undesirably short switch-on times t on .

Es soll betont werden, dass im Sinne der Erfindung keine Regelung durch Verändern der Taktfrequenz erfolgt – die Regelung erfolgt über die Änderung der Einschaltzeit bzw. des Tastverhältnisses -, sondern es wird die Taktfrequenz zwangsläufig, aber gegensinnig zur Eingangsspannung verändert.It should be emphasized that in the sense the invention, no regulation is made by changing the clock frequency - the regulation takes place via the change the switch-on time or the duty cycle - but it will the clock frequency inevitably, but changed in the opposite direction to the input voltage.

Aus 3 ist eine technische Realisierung der Erfindung näher ersichtlich, wobei anzumerken ist, dass für die Funktion der Schaltung nicht unbedingt erforderliche Details, wie z.B. Sieb- oder Entstörmittel, nicht eingezeichnet sind.Out 3 A technical implementation of the invention can be seen in more detail, it being noted that the function of the circuit is not uncommon essential details, such as screen or interference suppressor, are not shown.

Hier bildet ein Standard-Bipolar-Transistor T den Kern der spannungsgesteuerten Stromquelle QI1. Der Kollektorstrom I1 des Transistors T1 ist – über den Basisstrom – von dem Potenzial an seiner Basis abhängig, wobei eine indirekt proportionale Abhängigkeit besteht. Definiert wird das Basispotenzial – ausgehend von der Eingangsspannung UE durch den Spannungsteiler R1, R3, R4 und R5. Anstelle des pnp-Transistors könnte beispielsweise auch ein vorzugsweise selbstsperrender p-Kanal-JFET verwendet werden, der an seinem Gate ein der Eingangsspannung proportionales Signal erhält. Ebenso käme eine integrierte Schaltung in Frage, die einen programmierbaren Strom liefert. Auch wäre die gesamte Ansteuerschaltung mit Hilfe eines Mikrocontrollers realisierbar.Here, a standard bipolar transistor T forms the core of the voltage-controlled current source QI1. The collector current I 1 of the transistor T1 is - via the base current - dependent on the potential at its base, with an indirectly proportional dependency. The basic potential is defined - starting from the input voltage U E by the voltage divider R1, R3, R4 and R5. Instead of the pnp transistor, a preferably self-blocking p-channel JFET could also be used, for example, which receives a signal proportional to the input voltage at its gate. An integrated circuit that supplies a programmable current could also be considered. The entire control circuit could also be implemented with the aid of a microcontroller.

Das Logikgatter LOG wirkt als Ein/Aus-Schalter für die gesteuerte Stromquelle QI1, wobei ein „High"-Signal am Ausgang des Gatters LOG bewirkt, dass der Transistor T ausgeschaltet wird. Mit Hilfe der Diode D1 und eines Serienwiderstandes R2 erreicht man, dass der Strom I1 ab einer gewissen Spannung UE nicht mehr wesentlich geringer wird. Dadurch vermeidet man exzessiv niedrige Schaltfrequenzen, die z.B. in den Hörbereich fallen.The logic gate LOG acts as an on / off switch for the controlled current source QI1, a "high" signal at the output of the gate LOG causing the transistor T to be switched off. With the aid of the diode D1 and a series resistor R2, this is achieved the current I 1 no longer becomes significantly lower from a certain voltage U E , thereby avoiding excessively low switching frequencies which, for example, fall within the audible range.

Die Konstant-Stromquelle QI2 wird unter Benutzung des Widerstandes R6 realisiert, welche im Gegenkopplungsweg eines Gatters KMP liegt. Im Gegensatz zu dein Komparator KOM in 2, bei welchem der invertierende Eingang an einer Referenzspannung URef liegt, handelt es sich bei dein Gatter KMP der 3 um ein solches, bei welchem die Schaltschwelle bauteilintern vorgegeben ist. Man verwendet hier z.B. ein Standard-CMOS-Logikgatter mit Schnitt-Triggereingang. Die Diode D2 in Serie mit dem Widerstand R6 wirkt als Schalter für die Stromquelle QI2, d.h. wenn das Gatter KMP ein „Low"-Signal liefert, ist die Diode D2 leitend und CL wird über den Widerstand R6 entladen. Das Aufladen des Kondensators C erfolgt somit indirekt proportionale zu der Eingangsspannung UE, wogegen das Entladen des Kondensators C immer mit einer konstanten Zeitkonstante erfolgt, wobei der Strom I2 tatsächlich nur näherungsweise konstant ist.The constant current source QI2 is implemented using the resistor R6, which lies in the negative feedback path of a gate KMP. In contrast to your comparator KOM in 2 , at which the inverting input is at a reference voltage U Ref , is your gate KMP 3 around one in which the switching threshold is predefined within the component. A standard CMOS logic gate with cut trigger input is used here. The diode D2 in series with the resistor R6 acts as a switch for the current source QI2, ie if the gate KMP supplies a “low” signal, the diode D2 is conductive and C L is discharged via the resistor R6. The charging of the capacitor C. thus occurs indirectly proportional to the input voltage U E , whereas the capacitor C is always discharged with a constant time constant, the current I2 actually being only approximately constant.

Es wird dem Fachmann klar sein, dass im Rahmen der Erfindung eine Vielzahl anderer Schaltungsvarianten möglich ist, so lange das Prinzip gewahrt bleibt, mit steigender Eingangsspannung die Taktfrequenz zu verringern. Dabei muss der Zusammenhang zwischen Taktfrequenz und Eingansspannung keineswegs zwingend linear sein oder eine 1/x-Funktion darstellen.It will be clear to those skilled in the art that in the context of the invention a variety of other circuit variants possible is, as long as the principle is maintained, with increasing input voltage to reduce the clock frequency. The connection between The clock frequency and input voltage are by no means linear or a 1 / x function represent.

Claims (7)

Verfahren zur Ansteuerung zumindest eines gesteuerten Schalters (SWI) eines Schaltwandlers durch einen Steuerpuls, wobei der zumindest eine gesteuerte Schalter eine Eingangsgleichspannung (UE) mit vorgebbarer Taktfrequenz (fT) und vorgebbarem Taktverhältnis an zumindest eine Primärwicklung (WP) eines Übertragers (UET) schaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfrequenz (fT) des Ansteuerpulses in Abhängigkeit von der Höhe der Eingangsspannung (UE) so geändert wird, dass die Taktfrequenz mit steigender bzw. fallender Eingangsspannung kleiner bzw. größer wird.Method for controlling at least one controlled switch (SWI) of a switching converter by means of a control pulse, the at least one controlled switch supplying a DC input voltage (U E ) with a predeterminable clock frequency (f T ) and a predefinable clock ratio to at least one primary winding (W P ) of a transformer (UET ) switches, characterized in that the clock frequency (f T ) of the control pulse is changed as a function of the level of the input voltage (U E ) so that the clock frequency becomes smaller or larger as the input voltage rises or falls. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfrequenz (fT) mit steigender Eingangsspannung (UE) in linearer Abhängigkeit gesenkt wird.A method according to claim 1, characterized in that the clock frequency (f T ) is reduced in a linear dependence with increasing input voltage (U E ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfrequenz (fT) umgekehrt proportional zu der Höhe der Eingangsspannung (UE) geändert wird.Method according to claim 1 , characterized in that the clock frequency (f T ) is changed inversely proportional to the level of the input voltage (U E ). Schaltwandler, bei welchem eine Eingangsgleichspannung (UE) mit Hilfe zumindest eines von einer Ansteuerschaltung (AST) angesteuerten Schalters (S) mit vorgebbarer Taktfrequenz (Fr) und vorgebbarem Tastverhältnis an eine Speicherinduktivität (UET) schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerschaltung (AST) ein Taktgeber (CLK) vorgesehen ist, dem ein der Eingangsspannung (UE) proportionales Signal bzw. die Eingangsspannung zugeführt ist, wobei die Taktfrequenz (fT) so gesteuert wird, dass sie mit steigender bzw. fallender Eingangsspannung kleiner bzw. größer wird.Switching converter in which an input DC voltage (U E ) can be switched to a memory inductance (UET) with the aid of at least one switch (S) controlled by a control circuit (AST) with a predeterminable clock frequency (Fr) and a predefined pulse duty factor, characterized in that for the control circuit (AST) a clock generator (CLK) is provided, to which a signal proportional to the input voltage (U E ) or the input voltage is supplied, the clock frequency (f T ) being controlled so that it increases or decreases with increasing or decreasing input voltage gets bigger. Schaltwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber (CLK) eine erste und eine zweite Stromquelle (QIl, QI2) zum Laden bzw. Entladen eines Kondensators (CL) aufweist, dessen Spannung an einem Eingang eines hysteresebehafteten Komparators (K) liegt, wobei an dem anderen Eingang eine Referenzspannung (URef) liegt, und dessen Ausgang mit positiven bzw. negativen Vorzeichen die Stromquellen an den Kondensator schaltet, und die erste Stromquelle (QI1) einen Strom (I1) liefert, der mit steigender Eingangsspannung (UE) kleiner wird, wogegen die zweite Stromquelle (QI2) einen im Wesentlichen konstanten Strom (I2) liefert.Switching converter according to claim 4, characterized in that the clock generator (CLK) has a first and a second current source (QIl, QI2) for charging or discharging a capacitor (CL), the voltage of which is at an input of a hysteresis comparator (K), a reference voltage (U Ref ) being at the other input, and the output of which switches the current sources to the capacitor with positive or negative signs, and the first current source (QI1) supplies a current (I1) which increases with increasing input voltage (U E ) becomes smaller, whereas the second current source (QI2) supplies a substantially constant current (I2). Schaltwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerte Stromquelle (QIl) mit Hilfe eines Transistors (T) realisiert wird, dessen Basis oder Gate ein der Eingangsspannung (UE) proportionales Signal erhält.Switching converter according to claim 5, characterized in that the controlled current source (QIl) is realized with the aid of a transistor (T), the base or gate of which receives a signal proportional to the input voltage (U E ). Schaltwandler nach einem der Anspruche 4 bis 6, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Hilfsversorgungswandler eines Schaltnetzteils.Switching converter according to one of claims 4 to 6, characterized through its use as an auxiliary power converter of a switching power supply.
DE10350265A 2002-12-17 2003-10-28 Switch triggering method for triggering a controlled switch for a switch converter uses a control pulse for switching a direct current input voltage to a transformer's primary winding Ceased DE10350265A1 (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2467731A (en) * 2008-12-12 2010-08-18 Light Ltd E Driving a resonant circuit according to input voltage
CN103107685A (en) * 2013-01-22 2013-05-15 西南交通大学 Switch converter two-edge pulse frequency modulation V2C-type control method and device thereof
EP2424089A3 (en) * 2010-08-31 2016-08-31 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power supply circuit and power conversion device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3559028A (en) * 1968-11-15 1971-01-26 Borg Warner Method of controlling a dc-to-dc converter
US4256983A (en) * 1979-05-02 1981-03-17 General Electric Company Voltage-to-frequency converter having a constant frequency mode of operation
US5335162A (en) * 1993-01-15 1994-08-02 Toko America, Inc. Primary side controller for regulated power converters
US5455757A (en) * 1994-01-28 1995-10-03 Compaq Computer Corp. Power converter having regeneration circuit for reducing oscillations
DE4438671C1 (en) * 1994-10-28 1996-05-15 Sgs Thomson Microelectronics Circuit arrangement for controlling a converter
JP3506913B2 (en) * 1997-09-22 2004-03-15 セイコーインスツルメンツ株式会社 Switching regulator
US6434021B1 (en) * 2000-06-05 2002-08-13 Iwatt Switching power supply packages

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2467731A (en) * 2008-12-12 2010-08-18 Light Ltd E Driving a resonant circuit according to input voltage
GB2467731B (en) * 2008-12-12 2013-09-11 Holdip Ltd Improvements relating to resonant circuits
EP2424089A3 (en) * 2010-08-31 2016-08-31 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power supply circuit and power conversion device
CN103107685A (en) * 2013-01-22 2013-05-15 西南交通大学 Switch converter two-edge pulse frequency modulation V2C-type control method and device thereof
CN103107685B (en) * 2013-01-22 2016-01-20 西南交通大学 Switch converter two-edge pulse frequency modulation V 2c type control method

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