DE1036330B - DC-DC converter with a transistor oscillator - Google Patents

DC-DC converter with a transistor oscillator

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DE1036330B
DE1036330B DET13160A DET0013160A DE1036330B DE 1036330 B DE1036330 B DE 1036330B DE T13160 A DET13160 A DE T13160A DE T0013160 A DET0013160 A DE T0013160A DE 1036330 B DE1036330 B DE 1036330B
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Adolf Schott
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Metz Transformatoren & App
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Metz Transformatoren & App
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Description

Vorschläge zu Gleichspannungswandlern mit Transistoren sind bekannt. Ein Transistor wird hierbei in einem Sc'hwingungskreis über eine Rückkopplung zu Schwingungen erregt, die Schwingungen werden hochtransformiert und dann mittels Gleichrichter (Röhre oder Halbleiter) zu einer höheren Spannung wieder gleichgerichtet.Suggestions for DC-DC converters with transistors are known. A transistor is here in an oscillation circuit via a feedback excited to vibrations, the vibrations are stepped up and then by means of a rectifier (Tube or semiconductor) rectified again to a higher voltage.

Bei einem bekannten Gleichspannungswandler (französische Patentschrift 1 125 366) wird die Rückkopplung über eine Drittwicklung bzw. eine Anzapfung der Sekundärwicklung des spannungsübersetzenden Transformators vorgenommen. Bei höherer Spannung an der Sekundärwicklung, also geringer Belastung, ist dabei die Rückkopplung am stärksten. Dasselbe Prinzip liegt anderen bekannten Schaltungen (Funktechnik, 1956, Heft 4, S. 108 bis 110) zugrunde. Bei stärkerer Belastung des Sekundärkreises nimmt zwangläufig die Rückkopplungsspannung ab.In a well-known DC voltage converter (French Patent specification 1 125 366) is the feedback via a third winding or a tap the secondary winding of the voltage-transforming transformer. At higher voltage The feedback is strongest on the secondary winding, i.e. with a low load. The same thing The principle is based on other known circuits (radio technology, 1956, issue 4, pp. 108 to 110). at If the secondary circuit is heavily loaded, the feedback voltage will inevitably decrease.

Diese Spannungsrückkopplung eignet sich besonders für Schaltungen, die einen Verbraucher mit gleichbleibender Belastung haben. Bei einigen der !»kannten Schaltungen sind daher auch besondere Spannungsstabilisatoren zum Ausgleich von Belastungsschwankungen vorgesehen. Bei dieser Spannungsrückkopplung ist mit nahezu konstanter Primärstromaufnahme zu rechnen.This voltage feedback is particularly suitable for circuits that have a load with constant Have a burden. Some of the known circuits therefore also have special voltage stabilizers to compensate for load fluctuations intended. With this voltage feedback, the primary current consumption is almost constant to be expected.

Soll der Gleichspannungswandler für einen Betrieb mit starken Belastungsschwankungen, z. B. zur Aufladung von Speicherkondensatoren, dienen, so ist eine Spannungsrückkopplung unbrauchbar. Eine Rückkopplung, abhängig vom Sekundärstrom, ist dann am Platze. Gleichzeitig gewährleistet eine solche Anordnung, die für einen guten Wirkungsgrad ausschlaggebende Abhängigkeit der Primärstromaufnahme von der Sekundärstromabgabe. Derartige Schaltungen sind an sich bekannt.If the DC / DC converter is intended for operation with strong load fluctuations, e.g. B. for charging of storage capacitors, a voltage feedback is useless. A feedback depending on the secondary current, is then in place. At the same time, such an arrangement ensures the dependence of the primary current consumption on, which is decisive for a good degree of efficiency the secondary power output. Such circuits are known per se.

Abb. 1 stellt eine solche Schaltung mit Stromrückkopplung dar. Sie arbeitet lastabhängig und ist zur Gleichspannungswandluing z. B. in einem Elektronenblitzgerät grundsätzlich geeignet. Sollen höhere Spannungen im Sekundärkreis, beispielsweise zur Speisung von Elektronenblitzgeräten, erzielt werden, so findet das Spannungsübersetzungsverhältnis des Transformators TrI bald eine Grenze daran, daß der zur Basis des Transistoroszillators aus dem Sekundärkreis rückgeführte Strom nicht mehr zur Aufrechterhaltung der Schwingung genügt. Da aber der Transistor im Gegensatz zur Elektronenröhre leistungsgesteuert ist, wird das Übersetzungsverhältnis des Spannungswandlers durch die Stromverstärkung b des Transistors begrenzt. Es gilt die Ungleichung:Fig. 1 shows such a circuit with current feedback. It works depending on the load and is used for DC voltage conversion z. B. in principle suitable in an electronic flash unit. If higher voltages are to be achieved in the secondary circuit, for example to feed electronic flash units , the voltage transformation ratio of the transformer TrI soon reaches a limit because the current fed back to the base of the transistor oscillator from the secondary circuit is no longer sufficient to maintain the oscillation. However, since the transistor, in contrast to the electron tube, is power-controlled, the transformation ratio of the voltage converter is limited by the current gain b of the transistor. The inequality applies:

UeTrl<b.
Nach der Erfindung wird in den Rückkopplungs-Gleichsp annungs wandler
mit einem Transistoroszillator Ue Trl <b.
According to the invention is in the feedback DC voltage converter
with a transistor oscillator

Anmelder:Applicant:

Transformatoren- und Apparate-Fabrik
Paul Metz,Transformers and apparatus factory
Paul Metz,

Fürth (Bay.), Ritterstr.5Fürth (Bay.), Ritterstrasse 5

Adolf Schott, Fürth (Bay.),
ist als Erfinder genannt wordenAdolf Schott, Fürth (Bay.),
has been named as the inventor

weg ein Aiittel eingeschaltet, das diese Abhängigkeit vrom Übersetzungsverhältnis des Spannungswandlers TrI grundsätzlich l>eseitigt und gestattet, die Rückkopplung zum Basiskreis des Transistoroszillators zu vergrößern.Aiittel off a turned on, in principle, the eseitigt this dependence v r om ratio of the voltage converter TrI l>, and allows the feedback to the base circuit of the transistor oscillator to increase.

Wird z. ß. in den Sekundärkreis ein kleiner Stromübertrager Tr2 eingeschaltet, dessen Sekundärkreis die Rückkopplung auf die Basis des Transistors bewerkstelligt, so kann das Spannungsübersetzungsverhältnis des Transformators TrI größer gewählt werden, denn jetzt gilt die Ungleichung:Is z. ß. A small current transformer Tr2 is switched into the secondary circuit, the secondary circuit of which brings about the feedback to the base of the transistor, so the voltage transformation ratio of the transformer TrI can be selected to be higher, because now the inequality applies:

UeTrzUeTrz

wol>ei UeTr2 das Stromübersetzungsverhältnis des Stromwandlers im Sekundär- oder Lastkreis darstellt.wol> ei Ue Tr2 represents the current transformation ratio of the current transformer in the secondary or load circuit.

Der erfindungsgemäße Gleichspannungswandler ist also dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verbraucher mit stark wechselnder Leistungsaufnahme Mittel vorgesehen sind, welche die Rückkopplung zur Basis des Transistors derart vergrößern, daß trotz eines relativ hohen Ül>ersetzungsverhältnisses des Transformators die Schwingungserregung des Oszillator sichergestellt ist.The DC voltage converter according to the invention is thus characterized in that in the case of a consumer with strongly changing power consumption means are provided which provide feedback to the base of the transistor in such a way that despite a relatively high oil> replacement ratio of the transformer the oscillation excitation of the oscillator is ensured.

Abb. 2 zeigt die Einfügung eines solchen Stromwandlers (hier mit 7>2 bezeichnet) in den Lastkreis. Der Stromwandler liegt hier parallel zu einem Kondensator C 2. Statt des kleinen Sperrkondensators C2 kann, wie Abb. 3 zeigt, auch ein spannungsabhängiger Widerstand W verwendet werden.Fig. 2 shows the insertion of such a current transformer (here labeled 7> 2) in the load circuit. The current transformer is here parallel to a capacitor C2. Instead of the small blocking capacitor C2, as shown in Fig. 3, a voltage-dependent resistor W can also be used.

Der Grundgedanke der lastabhängigen Rückkopplung mit Stromübersetzung kann in verschiedenen Ausführungsformen verwirklicht werden. Statt eines Stromwandlers kann beispielsweise gemäß Abb. 4 zur Vergrößerung der Rückkopplung ein zweiter Tran-The basic idea of the load-dependent feedback with current translation can be in different Embodiments are realized. Instead of a current transformer, for example, as shown in Fig. 4 for Enlargement of the feedback a second tran-

809 597/407809 597/407

sistor Tra2 eingesetzt werden, der bei höherem Spannungsabfall am Sperrkandensator CI eine stärkere Rückkopplung zur Basis des Transistors Trat bewerkstelligt. Sinngemäß gilt dann:sistor Tra2 can be used, which brings about a stronger feedback to the base of the transistor Trat in the event of a higher voltage drop at the blocking capacitor CI . The following then applies analogously:

wobei O1 die Stromverstärkung des Transistors 71 b.2 die Stromverstärkung des Transistors 7Ya2 ist.where O 1 is the current gain of transistor 7 1 b. 2 is the current gain of transistor 7Ya 2 .

Dient die Anordnung, deren Spannungsübersetzungsverhältnis bei geeigneter Wahl des stromwandelnden Rückkopplungstransformators bzw. l>ei Anwendung eines zweiten Transistors bei entsprechender Stromverstärkung dieses Gliedes hoch gewählt werden kann, l>eispielsweise zum Aufladen des Speicherkondensators C1 eines Elektronenblitzgerätes, so wird die Ladestromstärke durch den Gleichrichter D zuerst groß sein und eine starke Rückkopplung bewirken; mit Zunahme der Aufladung nimmt der Strom im Stromwandler bzw. der Steuerstrom am Hilfstransistor TYa2 ab, um dann bei voll aufgeladenem Speicherkondensator Cl nur noch der geringen Nachladung, die der Leckstrom des Elektrolytkondensators verursacht, zu entsprechen.If the arrangement, the voltage transformation ratio of which can be selected to be high with a suitable choice of the current-converting feedback transformer or l> when a second transistor is used with a corresponding current amplification of this element, l> for example, for charging the storage capacitor C 1 of an electronic flash unit, the charging current is determined by the rectifier D be big first and create strong feedback; as the charge increases, the current in the current transformer or the control current at the auxiliary transistor TYa2 decreases in order to then only correspond to the slight recharge caused by the leakage current of the electrolytic capacitor when the storage capacitor C1 is fully charged.

Claims (5)

Patentansprüche·.Claims ·. 1. Gleichspannungswandler mit einem Transistoroszillator, einem Spannungserhöhenden Transformator und einem nachfolgendein Gleichrichter, bei dem vom Gleichrichterkreis aus, welcher über eine Sekundärwicklung des Transformators einen Verbraucher speist, eine Rückkopplung auf den Basiskreis dies Transistors vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verbraucher mit stark wechselnder Leistungsaufnahme Mittel vorgesehen sind, welche die Rückkopplung zur Basis des Transistors derart vergrößern, daß trotz eines relativ hohen Übersetzungsverhältnisses des Transformators die Schwingungserregung des Oszillators sichergestellt ist.1. DC-DC converter with a transistor oscillator, a voltage-increasing transformer and a subsequent rectifier, in the case of the rectifier circuit, which via a secondary winding of the transformer feeds a load, a feedback to the Base circuit this transistor is provided, characterized in that with a consumer Strongly changing power consumption means are provided which provide feedback to the base of the transistor in such a way that despite a relatively high transformation ratio of the transformer the oscillation excitation of the oscillator is ensured. 2. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel aus einem Hilfstransformator (Stromwandler) l>esteht, welcher eine Stromübersetzung aus dem Lastkreis in den Basiskreis des schwingenden Leistungstransistors ermöglicht.2. DC voltage converter according to claim 1, characterized in that the means consists of one Auxiliary transformer (current transformer) which converts current from the load circuit into enables the base circuit of the oscillating power transistor. 3. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1. insbesondere für Elektronenblitzgeräte, bei dem zwischen der Sekundärwicklung des Spannungswandlers und dem geerdeten Pol eines Glättungs- bzw. Speicherkondensators ein Sperrkondensator liegt, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Sperrkondensator die Primärwicklung eines Stromwandlers geschaltet ist, dessen Sekundärwicklung im Basiskreis des Transistoroszillators liegt.3. DC / DC converter according to claim 1. in particular for electronic flash units, in which between the secondary winding of the voltage transformer and the grounded pole of a smoothing or storage capacitor is a blocking capacitor, characterized in that parallel to the Blocking capacitor the primary winding of a current transformer is connected, its secondary winding lies in the base circle of the transistor oscillator. 4. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, insbesondere für Elektronenblitzgeräte, bei dem zwischen der Sekundärwicklung des Spannungswandler und dem geerdeten Pol eines Glättungs- bzw. Speicherkondensators ein Sperrkondensator liegt, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungspunkt zwischen der Sekundärwicklung des Spannungswandlers und dem Sperrkondensator die Basis eines zusätzlichen Transistors angeschlossen ist, welcher eine Verstärkung der Rückkopplung zur Basis des Transistoroszillators bewirkt.4. DC voltage converter according to claim 1, in particular for electronic flash units, in which between the secondary winding of the voltage transformer and the grounded pole of a smoothing or storage capacitor is a blocking capacitor, characterized in that at the connection point between the secondary winding of the voltage converter and the blocking capacitor the Base of an additional transistor is connected, which an amplification of the feedback causes the base of the transistor oscillator. 5. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Primärwicklung des stromübersetzenden Hilfstransformators (an Stelle eines Sperrkondeneators) ein spannungsabhängiger Widerstand geschaltet ist.5. DC voltage converter according to claim 1 and 2, characterized in that parallel to Primary winding of the current-converting auxiliary transformer (instead of a blocking capacitor) a voltage-dependent resistor is connected. In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 125 366;
Funktechnik, 1956, S. 108 bis 110.Considered publications:
French Patent No. 1,125,366;
Funkechnik, 1956, pp. 108 to 110. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings @ 809 597/407 8. 5«@ 809 597/407 8. 5 «
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