DE1153825C2 - Gleichspannungswandler mit einem belastungsabhaengig geregelten Leistungstransistor in Rueckkopplungs-schaltung - Google Patents

Gleichspannungswandler mit einem belastungsabhaengig geregelten Leistungstransistor in Rueckkopplungs-schaltung

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DE1153825C2
DE1153825C2 DE1961B0062412 DEB0062412A DE1153825C2 DE 1153825 C2 DE1153825 C2 DE 1153825C2 DE 1961B0062412 DE1961B0062412 DE 1961B0062412 DE B0062412 A DEB0062412 A DE B0062412A DE 1153825 C2 DE1153825 C2 DE 1153825C2
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
PATENTSCHRIFT 1153
Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler mit eiaem belastungsabhängig geregelten Leietumgstransistor in Rückkopplungsschaltung, wie er in elektrischen Entladungsgeräten, z. B. elektrischen Blitzlichtgeräten, verwendet wird.
Für solche Regelungen sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die wegen ihrqs Schaltungsaufwandes oder wegen ihres dem Sekundärkreis entnommenen Leistungsbedarfs nicht befriedigen. Bei einer Regelung, auf die sich auch die Erfindung bezieht, ist in den rückgekoppelten Basis-Emitterkreis des Lel· stungstransistors die Emitter-Kollektorstrecke eines Steuertransistors geschaltet, der über eine An Reihe mit seiner Basis-Emitterstrecke an der gleichgerichteten Sekundärspannung des Wandlertransformators liegende, bei Erreichen des Sollwertes dieser Gleichspannung zündende Glimmlampe und einen dem Glimrnlampenstromzweig parallel geschalteten, von der gleichgerichteten Sekundärspannung auf geladenen Impulskondesnsator aufgetastet wird und die Rückkopplungsspannung des Leistungstransistors bedämpft, so daß die Schwingungen aussetzen. Die Schaltung schwingt wieder an, wenn die Gleichspannung um einen vorgegebenen Wert absinkt, sei es, daß ein Speicherkondensator entladen wird, oder daß sie nur durch Leckverluste in der Schaltung geringer wird, und die Glimmlampe erlischt (Elektronik 1959, Heft 8, Seite 258).
Die Schwierigkeiten bei solchen Zwei-Punkt-Regelschaltungen mit Glimmlampe liegen darin, daß der Glimmlampenstrom allein nicht ausreicht ^- auch nicht nach Verstärkung durch einen Transistor —, die Schwingungen des Leistungstransistors zu unterdrükken, andererseits aber bei einem zusätzlichen Impulskondensator im Glimmlampenkreis Kippschwingungen auftreten, die weitere Schaltungsmaßnahmen notwendig machen, um die Impulse der Glimmlampe zu glätten (Funktechnik 1959, Nr. 19, Seite 702 zu Bild 3).
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Innenwiderstand des aufgetasteten Steuertransistoxs nicht beliebig klein gemacht werden kann und die Rückkopplungsspannung des Leistungstransistors ohne besondere Dimensionierungen, die den Wirkungsgrad verschlechtern, nicht genügend zusammenbricht. Schließlich ist für das sichere Wiederanschwingen der Schaltung beim Erlöschen der Glimmlampe eine kräftige Änderung des Stromes durch den Leistungstransistor notwendig, die einen hohen Ruhestrom voraussetzt, der aber bei batteriebetriebenen Wandlern gerade unerwünscht ist.
Die Erfindung geht daher einen anderen Weg, der
INTERNAT. KL. H 02 ID
ANMELDETAG: 6. M A I 1961
IiEK ANNTMACHUNG
DKR ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:
5. SEPTEMBER 1963
Al SGABE DER
PATENTSCHRIFT: 19. MÄRZ 1964
STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGE SCHRIFT
1153 825 (B 62412 VIHb/2ld')
Gleichspannungswandler
mit einem belastungsabhängig geregelten
Leistungstransistor in Rückkopplungs-
schaltung
Patentiert für:
Braun Aktiengesellschaft, Frankfurt/M.
Kart Buresch, Offenibach/M.-Bieber,
und Dipl.-Phys. Heinz Engelstätter,
Frankfurt/M.-Nied,
sind als Erfinder genannt worden
diese Schwierigkeiten und Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß wird der parallel zum Glimmlampenkreis geschaltete Impulskondensator aus der gleichgerichteten Sekundärspannung des Wandlers über den Sperrwiderstand einer Diode aufgeladen. Dadurch werden einerseits die Schwingungen des Leistungstransistors sicher unterdrückt, weil sich die Ladung des Kondensators dem Glimmlampengleichstrom beim Zünden der Lampe impulsförmig überlagert, andererseits wird aber auch eine Entladung des Kondensators unter die Brennspannung der Glimmlampe von der in Reihe mit ihm liegenden Diode verhindert. Die Glimmlampe brennt also mit kleinem Strom weiter, der jedoch eine Anfachung der Schwingungen des Leistungstransistors verhindert, und erlischt erst, wenn die Sekundärspannung des Wandlers bzw. der als Vergleichswert dienende Teil dieser Spannung unter ihrer Löschspannung absinkt.
Um die Schwingungen unabhängig vom Innenwiderstand des Steuertransistors sicher zu unterdrükken, wird gemäß weiterer Erfindung dessen Kollektor-Emitter-Kreis nicht zur Rückkopplungswicklung des Leistungstransistors widerstandsmäßig parallel geschaltet, sondern mit ihr induktiv gegengekoppelt. Hierfür steht der Aufwärtstransformator des Wandlers zur Verfügung, der nur eine weitere Wicklung erhält. Dadurch kann die Rückkopplung des Leistungstransistors immer hinreichend gedämpft werden. Andererseits liefert aber das beim Austasten des Steuertran-
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] 153
sistors (beim Erlöschen der Glimmlampe) zusammenbrechende Magnetfeld des Kopplungstransformators in der Rückkopplungswicklung einen negativen Impuls, der die Schwingungen des Leistungstransistors sicher wieder einsetzen läßt.
Zweckmäßig besorgt der Steuertransistor außer der Beeinflussung des Schwingungsvorganges auch eine Arbeitspunktversohiebung, indem sein innerer Widerstand einem Teil des die Vorspannung für den Leistungstransistor liefernden Spannungsteilers paneel geschaltet ist.
Die Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an einem Schaltungsbeispiel beschrieben, das für die Stromversorgung eines tragbaren elektronischen Entladungsgerätes aus einer eingebauten Batterie geeignet ist.
Der Spannungsteiler aus den Widerständen 1 und 2 im Sekundärkreis des Wandlers ist so eingestellt, daß die Glimmlampe 7 zündet, wenn die Spannung am Speicherkondensator 11 gleich der Sollspannung ist. Im Glimmlampenstromkreis überlagert sich dem Gleichstrom ein Impulsstrom aus dem Kondensator 6, der während des Spannungsanstieges am Kondensator 11 über den Sperrwiderstand der in Reihe mit ihm liegenden Diode 4 und den dazu paraMelliegenden höchohmigen Widerstand 3> aufgeladen wurde. Als Folge der beim Zünden absinkenden Spannung an der Glimmlampe vom Zünd- auf den Brennwert wird nämlich die Diode 4 in Durchlaßrichtung gepolt, und der Kondensator 6 kann sich bis auf den Wert der Brennspannung entladen. Eine Entladung unter diese Spannung wird jedoch von der in Reihe mit ihm liegenden Diode 4 verhindert, so daß keine Kippschwingungen im Glimmlampenstromkreis auftreten.
Der irnpulsförmige Strom im Glimmlampenstromkreis tastet den aus der Batterie 10 gespeisten Steuertransistor 8 auf, dessen Kollektor-Erhitter-Kreis über die Wicklung 9 mit der Rückkopplungswicklung 16 des Leistungstransiistors 17 des Wandlers induktiv gegengekoppelt ist.
Wicklung und Kopplung lassen sich den Daten der Glimmlampen7 und des Transistorise entsprechend so bemessen, daß die Schwingungen der Rückkopplungsschaltung mit den Wicklungen 20 und 16 und dem Leistungstransistor 17 wirksam unterdrückt werden.
Der nach dem Abklingen weiterfließende geringe Glimmlampengleichstrom von etwa 0,05 m/A reicht, verstärkt vom Transistor 8, aus, um ein Wiederanschwingen des Wandlers zu verhindern. Gleichzeitig verschiebt dieser Strom infolge des Spannungsabfalles am Widerstand 13 hinter dem Spannungsteiler 12, 14 den Arbeitspunkt des Transistors 17 in den positiven Bereich, so daß nur ein sehr geringer Ruhestrom fließt.
Nach dem Erlöschen der Glimmlampe wird der Transistor8 gesperrt, und der Leistungstransistor 17 erhält über den Spannungsteiler 12, 14 wieder seine negative Basisspannung, die, unterstützt durch einen negativen Impuls aus dem zusammenbrechenden Magnetfeld des Aufwärtstransformators, zum Wiederanschwingen führt.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Gleichspannungswandler mit einem belastungsabhängig geregelten Leistungstransistor in Rückkopplungsschaltung, in dessen rückgekoppelten Basis-iEmitter-Kreis die Emitter-Kollektor-Strecke eines Steuertransistors geschaltet ist, der über eine in Reihe mit seiner Basis-Emitter-Strecke an der gleichgerichteten Sekundärspannung des Wandlertransformators liegende, bei Erreichen des Sollwertes dieser Gleichspannung zündende Glimmlampe und einen dem Glirnmlampenstromzweig parallelgeschalteten, von der gleichgerichteten Sekundärspannung aufgeladenen Impulskondensator auf getastet wird und die Rückkopplungsspannung des Leistungstransistors bedämpft, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulskondensator (6) au!s der gleichgerichteten Sekundärspannung über den Sperrwiderstand einer vorgeschalteten Diode (4) aufgeladen wird.
2. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter-Kollektor-Kreis des Steuertransistors (8) der Rückkopplungswicklung (16) des Leistungstransistors (17) induktiv gegengekoppelt ist.
3. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiselektrode des Leistungstransistors ihre Vorspannung aus einem Spannungsteiler (12, 14) erhält und der Emitter-Kollektor-Kreis des Steuertransistors einem Teil (12) des Spannungsteilers parallel liegt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 946 924;
Elektronik, 1959, Nr. 8, S. 258;
Funk-Technik, 1959, S. 701, 702;
Radio Mentor 1959, S. 34, 35.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 309 670/130 8.63 (409 536/59 3.64)
DE1961B0062412 1961-05-06 1961-05-06 Gleichspannungswandler mit einem belastungsabhaengig geregelten Leistungstransistor in Rueckkopplungs-schaltung Expired DE1153825C2 (de)

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