DE1153825C2 - Gleichspannungswandler mit einem belastungsabhaengig geregelten Leistungstransistor in Rueckkopplungs-schaltung - Google Patents
Gleichspannungswandler mit einem belastungsabhaengig geregelten Leistungstransistor in Rueckkopplungs-schaltungInfo
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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:
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.
Braun Aktiengesellschaft, Frankfurt/M.
Kart Buresch, Offenibach/M.-Bieber,
und Dipl.-Phys. Heinz Engelstätter,
und Dipl.-Phys. Heinz Engelstätter,
Frankfurt/M.-Nied,
sind als Erfinder genannt worden
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-
409 536/59
] 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)
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.
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)
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- 1962-05-03 BE BE617214A patent/BE617214A/fr unknown
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- 1962-05-07 JP JP1771062A patent/JPS415773B1/ja active Pending
- 1962-05-07 US US192848A patent/US3274478A/en not_active Expired - Lifetime
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