DE1588872A1 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer schwingungsdaempfenden Rueckfuehrungsspannung in geregelten Gleichspannungswandlern und geregelten Gleichrichtern - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer schwinßungsdämptenden RUckfUhrungespannung in geregelten Gleichepannungswandlern und geregelten Gleichrichtern Die Erfindung betrifft eine Schaltungeanordnung zur Brzeu&=g einer schwingungsdämptenden RUckfUhrungespannung In geregelten Gleichspannungewandlern und geregelten Gleichrichtern* In deren Hauptstromkreis ein Transistor mit seinen Kollektor-und EmitteransohlUssen und eine Drossel in Reihe liegen und zwiaohen Transistor und Drossel eine Diode mit Ihrer Katode und zwischen Drossel und Verbraucher ein Kondensator gegen Bezugspotential geschaltet sind$ wobei aus einer parallel zu dem Verbraucher angeordneten, aus drei ohmachen Widerständen und einer Referenz-Zenerdiode bestehenden BrUckinschaltung ein Steuerkriterium tUr einen an der Ausgangsdiagonalen der BrUoke angeschlossenen Steuergenerator hergeleitet wird, der die Basis des Transistors steuert. Die Funktionsweise eines Gleichspannung3wandlers geht aus folgendem speziellen Beispiel hervor: Der in dem Hauptstrompfad eines Gleichspannungswandlers eingeschaltete Transistor kann vom Steuergenerator In zwei Zustände gesteuert werden.
• a) Der Transistor ist leitend, dabei wird eine kleine Restspannung vernachlässigt., bei gleichzeitig hohem Strom. b) Der Transistor Ist nicht leitend, dabei wird ein kleiner Rest Strom vernachlässigt" bei hoher Sperrspannung.
• Befindet sich der Transistor im leitenden Zustand, so fliesst aus der Spanmu4aquelle Ue ein ansteigender Strom Uber die Drosselspule L auf den Kondensator Cl (vgl. hierzu das in der Zeichnun2 als Beinniel aufzeziiehnete Sehaltbild). Wird der Transistor gesperrt, so treibt die In der Droseel L gespeicherte magnetische Energie einen abfallenden Strom durch die Diode Or und die Induktivitgt L auf den Ladekondensatox Cl. Dieser gibt den Strom gleichmännig an den Lantwideretand RL ab, Die Spannung an dem Kondensator Cl wird in einer BrUokanschaltung mit einer Sollspannung verS1t4km. Eine Abweichung beeinflusst Uber den Steuergenerator St das Tastverhältnis (wobei U = Zeit, in der der Transistor-leitet; tNL - Zeity In der der Transistor nicht leitet., bedeutet) in dem Sinn.. dass die Abweichung zu Null wird., d.h. die Ausgangespamung Ua nimmt Ihren Sellwert an. Im ungestörten, ausgeregelten Zustand Ist der Mittelwert den Stromes durch die Induktivität L ist was dem Mittelwert Uber eine Periode TL + TNL entspricht. Wird zusätzlich zu dem lastwiderstand RL ein weiterer Lastwiderstand RL' dazugeschaltet" so sinkt zunächst die Spannung am Kondensator Cl ab. Dadurch wird über den Steuergenerator St das Tastverhältnie in dem Sinne geändert, dann der Strom IL ansteigt. Der Strom IL steigt so lange an, bis die Aungangespannung Ua den Sollwert wieder erreicht hat. Dann ist der Strom IL aber Im allgemeinen bereits etwas grösser als der neue Sollwert. Es ist dann Dadurch steigt die Ausgangespannung Ua jetzt Uber den Sollvert ane regelt aber gleichzeitig wieder auf Stromabnahme.
• Ein Belastungesprung versucht also zunächst eine Abweichung der Ausgangsspannung Ua vom Sollwert. Der Sollwert wird Uber eine gedämpfte Schwingung wieder erreicht. Wie stark die Übergangsschwingung gedämpft ist, hängt vom Aufbau den Reglers, vor allem der Regelverstärkung den Steuergenerators und der Grö3se der Induktivität L und der Kapazität Cl ab. In ux4gUnstigen FIllen ist die Schwingung nur sehr schwach oder garnicht gedämpft, so dass sich sogar Regelschwingungen selbst erregen können. Diesen Regelschwingungen kann man auf verschiedene Weist begegnun. Hält man beispielsweise die Regelverstärkung klein, so hat man wohl eine Bedämpfung der Regelachwirigung erreicht, muso aber dann Schwankungen der Eingangsspannung und der Belastung mit Schwankungen der Ausgangsspannung vom Sollwert in Kauf nahmen. Ferner kann man eine Bedämpfung der Regelschwingungen durch eine Verkleinerung der Induktivität L erreichenp was aber eine Verschlechterung den Regelverhaltens bei geringer last verursacht. Ein weiterer Weg ist, die Kapazitgt Cl zu vergrössern, was aber wiederum durch ein grosses Volumen und eine Verteuerung des Aufbaues erkauft worden muss. Nach der vorliegenden Erfindung wird Eibe Bedämpfung der Regelsohwingungen dadurch erreicht, dann gegen Bezugspotential in den Widerstand-azweig der Brückenschaltung ein Spannungsteller angeschlossen Ist, an dessen Spannungsteilerpunkt ein Kondeneator wid die Reihenschaltung einen Widerstandes mit einer zweiten Wloklung der Drossel gegen Bezugspotential geschaltet sind. Anhand des in der Zeichnung dargeatellten Schaltungsbeispieles wird die Erfindung näher beschrieben. Die Induktivität L Ist durch eine zusätzliche Wicklung w2 erweitert worden und es liegt nunmehr Uber den Widerstand R4 und die'Kapazität Cl an dem Widerstand R5 eine Spannung, die dem periodischen Mittelwert der Spannung an w2-proportional ist. Die Kapazität Cl ist so bemessen, dass die Spanrrangsachwankungen während einer Taktzeit den Zerhaokers (T - tl + tNL) ausgeglichen werden. Die Spannungsänderungen, die mit der Frequenz der Übergangeschwingung erfoligen, werden von der Kapazität Cl nicht beeinflunst. Der periodische Mittelwert der Spannung an w2 ist proportional der Xnderungsgeschwindigkeit des mittleren Stromes und damit auch die Spannuna; M an derl Widerstand R5- Bei IL = konstant ist URF - Null Bei ansteigendein Strom IL ist URF < Null Bei abfallendem Strom IL ist URF > Null Die Spannung URF wird so In die spannungsverG-leichende BrUcken-.schaltung eingekoppelt, dass sie bei ansteigendem Strom IL dem Anstieg entgegenwirkt, bei abfallendem Strom wirkt sie dem Abfall entgegen, Dadurch entsteht die sohwingungsbedämp-£ende Wirkw4e,.
• Die vorliegende Schaltungsanordnung zeigt einen Weg, wie man sich selbsterregenden Regelschwingungen durch Erzeugung einer fflokfUhrungsspannung in geregelten Gleichspannungswandlern und geregelten Gleichrichtern wirksam begegnet.

Claims (1)

1. P a t e n t a n 9 p r U c h Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer schwingungsdämpfenden RUckfUhrungsspannung in geregelten Gleichspannungswandlern und geregelten Gleichrichtern, in deren Hauptstromkreis ein Transistor mit seinen Kollektor- und Emitteranschlttenen und eine Drossel in Reihe liegen und'zwischen Transistor und Drossel eine Diode mit ihrer Katode und zwischen Drossel und Verbraucher ein Kondensator gegen Bezugspotential geschaltet sind, wobei aus einer parallel zu dem Verbraucher angeordneten, aus drei ohmachen Widerständen und einer Reforenz-Zenerdiode bestehenden Brückenschaltung ein Steuerkriterium tUr einen an der Ausgangsdiagonalen der Brücke angeschlossenen Steuergenerator hergeleitet wird, der die Basis des Transistors steuert, dadurch gekennzeichnet, daso gegen Bezugspotential In dem Widerstandszweig der Brückenschaltung ein Spannungsteiler (R2, R5) angeordnet ist, an dessen Spannungsteilerpunkt ein Kondensator (C2) und die Reihensehaltung eines Widerstandes (R4) mit einer zweiten Wicklung (w2) der Drossel (L) gegen Bezugspotential geschaltet sind.