DE1800188A1 - Oscillation aid for a push-pull voltage converter with transistors - Google Patents

Oscillation aid for a push-pull voltage converter with transistors

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DE1800188A1 DE19681800188 DE1800188A DE1800188A1 DE 1800188 A1 DE1800188 A1 DE 1800188A1 DE 19681800188 DE19681800188 DE 19681800188 DE 1800188 A DE1800188 A DE 1800188A DE 1800188 A1 DE1800188 A1 DE 1800188A1
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Walter Hofer
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Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
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Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
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    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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    • H02M7/53832—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a self-oscillating arrangement in a push-pull arrangement
    • H02M7/53835—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a self-oscillating arrangement in a push-pull arrangement of the parallel type

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Description

Anschwinghilfe für einen Gegentaktspannungswandler mit Transistoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für selbstschwingende Gegentaktspannungswandler mit Transistoren, mit deren Hilfe ein siches schwingen des Gegentaktspannungswandlers bewirkt und die nach dem Anschwingen automatisch abgeschaltet wird.Oscillation aid for a push-pull voltage converter with transistors The invention relates to a device for self-oscillating push-pull voltage converters with transistors, with the help of which the push-pull voltage converter oscillates and which is automatically switched off after the oscillation begins.

Figur 1 zeigt einen einfachen bekannten Gegentaktspannungswandler mit zwei Transistoren "1 und T2 vom npn-Typ, deren Kollektoren über die Wicklung Wl und deren Basen über die Rückkopplungswicklung W3 eines Transformators Tr miteinander verbunden sind. Die Emitter sind unmittelbar miteinander verbunden. Die Wicklung Wl besitzt eine Mittelanzapfung, an die der positive Pol der Versorgungsspannung angeschlossen ist, während der negative Pol mit dem Verbindungspunkt der beiden Emitter und über einen Widerstand R1 mit der Mittelanzapfung der Rückkopllungswicklung W3 verbunden ist. Die Ausgangsspannung des Gegentaktspannungswanalers wird an den Klemmten der Wicklung W2 des Transformators abgenommen.Figure 1 shows a simple known push-pull voltage converter with two transistors "1 and T2 of the npn type, whose collectors across the winding Wl and their bases together via the feedback winding W3 of a transformer Tr are connected. The emitters are directly connected to one another. The winding Wl has a center tap to which the positive pole of the supply voltage is connected, while the negative pole is connected to the junction of the two Emitter and via a resistor R1 to the center tap of the feedback winding W3 is connected. The output voltage of the push-pull voltage waler is sent to the Clamped the winding W2 of the transformer removed.

Es ist erforderlich, für einen solchen Gegentaktspannungswandler eine besondere Anschwinghllfe vorzusehen, weil er selbständig nicht sicher anschwingen würde, denn die 3asis-Emitter-Strecken der Transistoren sind nicht vorgespannt. Die Anschwinghilfe soll automatisch sein, die Symmetrie des Gegentaktspannungswandlers nicht stören und während des Betriebes möglichst keine oder nur eine geringe Leistung aufnehmen. Außerdem sollen keine mechanischen Schaltglieder, wie z.B. Relais benötigt werden.It is necessary for such a push-pull voltage converter to have a Provide special anschwinghlfe, because it is not sure to start oscillating on its own because the base-emitter paths of the transistors are not biased. The oscillation aid should be automatic, the symmetry of the push-pull voltage converter do not interfere and during operation, if possible, little or no power take up. In addition, no mechanical switching elements, such as relays, should be required will.

Es ist grundsätzlich bekannt* als automatisch wirkende Anschwinghilfe zwischen dem Pluspol der Versorgungsspannungsquelle und der Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung W3 zusätzlich zu dem bereits eingezeichneten Widerstand Ri einen Kondensator anzuordnen. Beim Anschalten der Versorgungsspannungsquelle wird dieser Kondensator infolge Unsymmetrien der Schaltung und der Kennwerte dr fnransistcren bevorzugt über die Emitter-Basis-Strecke eines der beiden Transistoren und eine Hälfte der Rückkoplungswicklung W3 geladen. Durch diesen Ladestromstoß wird die Schwingung angefacht. Im eingeschwungenen Zustand ist der Kondensator geladen und nimmt praktisch keine Leistung auf.It is basically known * as an automatically acting oscillation aid between the positive pole of the supply voltage source and the center tap of the Feedback winding W3 in addition to the resistor Ri that has already been drawn a To arrange condenser. When switching on the supply voltage source this capacitor becomes due to asymmetries of the circuit and the characteristic values dr Transistors preferably via the emitter-base path of one of the two transistors and one half of the feedback winding W3 is charged. By this surge of charging current the vibration is fanned. In the steady state, the capacitor is charged and consumes practically no power.

Diese sehr einfache Anschwinghilfe versagt jedoch, sobald die Spannung an den Eingangsklemmen nicht sprunghaft mit dem vollen Wert anliegt, sondern nur langsam ansteigt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, enn zwischen der Spannungsquelle und den Eingangsklemmen ein Filter angeordnet ist, mit dem Rückwirkungen des Gegentaktspannungswandlers auf die Versorgungsspannungsquelle unterbunden werden sollen. Ein solches Filter enthalt beispielsweise eine Serieninduktivität sowie einen Parallelkondensator. Hierdurch kann die Spannung an den Eingangsklemmen des Gegentaktspannungswandlers nur langsam auf den vollen Wert ansteigen.However, this very simple oscillation aid fails as soon as the tension is applied is not abruptly applied to the input terminals with the full value, but only slowly increasing. This is the case, for example, between the voltage source and a filter is arranged at the input terminals, with the repercussions of the push-pull voltage converter to the supply voltage source are to be prevented. Such a filter contains, for example, a series inductance and a parallel capacitor. This allows the voltage at the input terminals of the push-pull voltage converter only slowly increase to full value.

Es ist daher bereIts vorgeschlagen worden, als Anschwinghilfe eine Vierschicht-Diode in Verbindung mit einem Kondensator zu verwenden, Bei. Einschalten wird der Kondensator von der Versorgungspannung langsam aufgeladen. Die Vierschicht-Diode wird leitend, sobald die Spannung a:n Kondensator den Wert ihrer Zündspannung erreicht hat. Hierdurch wird ein Impuls an die Basis eines Transistors gegeben. Zum Abschalten dieser Anschwinghilfe ist jedoch ein Relais erforderlich, das anzieht, sobald der Gegentaktspannungswandler selbständig schwingt.It has therefore already been proposed to use one as an oscillation aid Four-layer diode to be used in conjunction with a capacitor, Bei. turn on the capacitor is slowly charged by the supply voltage. The four-layer diode becomes conductive as soon as the voltage a: n capacitor reaches the value of its ignition voltage Has. This gives a pulse to the base of a transistor. To switch off However, this oscillation aid requires a relay that picks up as soon as the Push-pull voltage converter oscillates independently.

Anschwinghilfen dieser Art haben den Nachteil, daß Vierschicht-Dioden relativ teuer sind und zu ihrer Abschaltung im einfachsten Fall ein. besonderes Relais erforderlich it.Anschwinghilfe of this type have the disadvantage that four-layer diodes are relatively expensive and turn them off in the simplest case. special Relay required it.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschwinghilfe zu schaffen, die auch bei einer nach dem Einschalten langsam ansteigenden Versorgungsspannung sicher wirkt und aus möglichst billigen Bauteilen in räumlich sehr gedrängter Bauweise hergestellt werden kann.The invention is based on the object of creating an oscillation aid, even if the supply voltage increases slowly after switching on safe and from the cheapest possible components in a spatially very compact design manufactured can be.

Diese Aufgabe wird geA der vorli.e£enden Erfindung dadurch gelöst, d einer der beiden Transistoren des Gegentaktspannungswandlers von eine dritten Transistor angesteuert wird, der beim Einschalten der Versorgungsspannung eine solche erste Vorspannung erhält, daX er leitend wird und daß er durch eine der ersten Vorspannung entgegengesetzte und mindestens gleich hohe zweite Vorspannung aus einer weiteren Wicklung des Transfor.ators stromlos gesteuert wird, sobald der Gegentaktspannungswandler selbständig schwingt.According to the present invention, this object is achieved by d one of the two transistors of the push-pull voltage converter from a third Transistor is controlled, which when the supply voltage is switched on such a receives first bias that it becomes conductive and that it is due to one of the first bias opposite and at least equally high second prestress from another Winding of the transformer is de-energized as soon as the push-pull voltage converter oscillates independently.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Figur 2 näher beschrieben und erläutert werden.The invention is described in more detail below with reference to FIG and explained.

Pigur 2 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel eines Gegentaktspannungswandlers mit einer Anschwinghilfe nach der Erfindung. Der eigentliche Gegentaktspannungswandler entspricht dem Gegentaktspannungswandler nach Figur 1, gleiche Elemente sind in den beiden Figuren gleich bezeichnet. An den Pluspol der Versorgungsspannungsquelle ist der Emitter und an den Xinuspol über zwei in Serie geschaltete Widerstände R2 und R3 die Basis eines Transistors T3 vom pnp-Typ angeschlossen, dessen Kollektor über einen Widerstand R4 unmittelbar mit der Basis des Transistors Tl des Gegentaktspannungswandlers verbunden ist. Parallel zum einen der beiden in Serie geschalteten Widerstände R3 liegt ein Kondensator C und die Serienschaltung aus einer Diode D und einer weiteren Wicklung W4 des Transformators Tr. Beim Einschalten der Versorgungsspannung fließt über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T3 und durch die Widerstände R2 und R3 ein Strom. Hierdurch wird dieser Transistor leitend und es kann vom Pluspol der Versorgungsspannungsquelle über die Emitter-Kollektor-Strecke und die Basis des Transistors T1 des Gegentaktspannungswandlers zum Minuspol der Versorgungsspannungsquelle Strom fließen, so daß der Gegentaktspannungswandler ansohwingt. In der Wicklung W4 des Transformators wird dann eine Spannung induziert, die mit der Diode D gleichgerichtet und mit dem Kondensator C geglättet wird und am parallel geschalteten Widerstand R3 einen Spannungsabfall hervorruft. Dieser Spannungsabfall ist größer als der Spannungsabfall am Widerstand R2/entgegengerichtet, so daß der Strom durch den Transistor T3 gesperrt wird. Auf diese Weise wird die Anschwinghilfe wieder abgeschaltet.Pigur 2 shows an exemplary embodiment of a push-pull voltage converter with an oscillation aid according to the invention. The actual push-pull voltage converter corresponds to the push-pull voltage converter according to FIG. 1, the same elements are in the same as the two figures. To the positive pole of the supply voltage source is the emitter and to the xinus pole via two series-connected resistors R2 and R3 connected to the base of a transistor T3 of the pnp type, whose collector Via a resistor R4 directly to the base of the transistor Tl of the push-pull voltage converter connected is. In parallel with one of the two series-connected resistors R3 is a capacitor C and the series circuit of a diode D and another Winding W4 of the transformer Tr. When the supply voltage is switched on, it flows via the emitter-base path of the transistor T3 and through the resistors R2 and R3 a stream. As a result, this transistor is conductive and it can from the positive pole of the Supply voltage source via the emitter-collector path and the base of the Transistor T1 of the push-pull voltage converter to the negative pole of the supply voltage source Current flow so that the push-pull voltage converter starts up. In the winding W4 of the transformer is then induced a voltage that with the diode D is rectified and smoothed with the capacitor C and am parallel switched resistor R3 causes a voltage drop. This voltage drop is greater than the voltage drop across the resistor R2 / in the opposite direction, so that the Current through the transistor T3 is blocked. In this way, the oscillation aid switched off again.

Die während des Betriebes im Widerstand R3 verbrauchte Leistung ist sehr gering. Durch Vorschalten einer weiteren Transistorstufe, beispielsweise einer Kaskadenschaltun, zur Erhöhung der Stromverstärkung kann diese Verlustleistung noch vermindert werden.The power consumed in resistor R3 during operation is very low. By connecting a further transistor stage, for example one Cascade connection, this power loss can still be used to increase the current gain be reduced.

Der Widerstand R4 zwischen dem Kollektor des Transistors T3 und der Basis des Transistors T1 dient lediglich der Strombegrenzung, mit dem Widerstand R1 kann die Wandlerfrequenz beeinflußt werden.The resistor R4 between the collector of the transistor T3 and the The base of the transistor T1 is only used to limit the current, with the resistor R1 the converter frequency can be influenced.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird auch dann ein sicheres Anschwlngen des Gegentaktspannungswandlers bewirkt, wenn die Versorgungsspannung nach dem Einschalten nur langsam ansteigt. Zufällige Unsymmetrien der Schaltung und der Kennwerte der Transistoren sind fUr das sichere Anschwingen ohne Einfluß, weil zwischen der Basis des Transistors T1 und der Basis des anderen Transistors T2- noch der Widerstand der Rückkopplungswicklung W3 wirksam ist, so daß der Stromfluß im Transistor T1 zuerst einsetzt. Dieser Effekt kann dadurch noch verstärkt werden, daß man in die Basiszuleitungen der beiden Transistoren Tl und T2 je einen weiteren Widerstand einschaltet, wobei die Anschwinghilfe weiterhin unmittelbar an die Basis des einen der beiden Transistoren angekoppelt wird. Die erfindungsgemäße Anschwinghilfe bietet daher den Vorteil, daß der Gegentaktspannungswandler vollkommen symmetrisch aufgebaut werden kann, so daß man sehr symmetrische Wechselspannungen gewinnt.With the arrangement according to the invention, there is then also a reliable oscillation of the push-pull voltage converter causes when the supply voltage after switching on increases slowly. Random asymmetries in the circuit and the characteristics of the Transistors have no effect on reliable oscillation because they are between the base of the transistor T1 and the base of the other transistor T2- nor the resistor the feedback winding W3 is effective, so that the current flow in the transistor T1 starts first. This effect can be increased by going into the Base leads of the two transistors T1 and T2 each have a further resistor switches on, with the oscillation aid continuing directly to the base of the one of the two transistors is coupled. The oscillation aid according to the invention offers hence the advantage that the push-pull voltage converter is completely symmetrical can be, so that one wins very symmetrical alternating voltages.

Anstelle der npn-Transistoren im Gegentaktspannungswandler und des pnp-Transistors in der Anschwinghilfe sind bei entsprechender Änderung der Polaritäten der Spannungen auch Transistoren anderen Leitfähigkeitstyps verwendbar. Außerdem kann die Anordnung weiter dadurch verbessert werden, daß die Gleichrichtung der zweiten Vorspannung statt mit einer Einweg-Gleichrichterschaltung mit einer Brücen-Gleichrichteranordnung erfolgt.Instead of the npn transistors in the push-pull voltage converter and the pnp-transistor in the oscillation aid are with appropriate modification Depending on the polarities of the voltages, transistors of other conductivity types can also be used. In addition, the arrangement can be further improved by the rectification the second bias instead of using a half-wave rectifier circuit with a Bridge rectifier arrangement takes place.

Die erfindungsgemäße Anschwinghilfe hat außerdem den Vorteil, daß keine teuren Spezialteile erforderlich sind, sondern nur einfache und billige Bauteile sehr großer Lebensdauer verwendet werden, mit denen ein gedrängter Aufbau verwirklicht werden kann. Ein Elektrolytkondensator ist ebenso entbehrlich wie ein Relais zum Abschalten der Anschwinghilfs. Hierdurch wird für lange Zeit eine sehr gute Zuverlässigkeit gewährleistet.The oscillation aid according to the invention also has the advantage that no expensive special parts are required, just simple and cheap components very long service life can be used with which a compact structure is realized can be. An electrolytic capacitor is just as dispensable as a relay for Switching off the oscillation aid. This ensures very good reliability for a long time guaranteed.

Claims (6)

PatentansprtichePatent claims 1. Anschwinghilfe für Gegentaktspannungswandler mit Transistoren, dadurch gekennzeichnet, da3 einer der beiden Transistoren des Gegentaktspannungswandlers über einen dritten Transistor (T)) angesteuert wird, der beim Einschalten der Versorgungsspannung eine solche erste Vorspannung erhält, das er leitend wird und der durch eine der ersten Vorspannung entgegengesetzte und mindestens gleich hohe Vorspannung aus einer weiteren Wicklung des Transformators stromlos wird, sobald der GegentakiLspanrlungswandler selbständig schwingt.1. Stabilization aid for push-pull voltage converters with transistors, characterized in that one of the two transistors of the push-pull voltage converter via a third transistor (T)) which is activated when the supply voltage is switched on receives such a first bias that it becomes conductive and through one of the the first preload opposite and at least the same preload from a further winding of the transformer is de-energized as soon as the reverse voltage transformer oscillates independently. 2. Anschwinghilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Pluspol der Versorgungsspannungsquelle der Emitter und an den Minuspol über zwei in Serie geschaltete Widerstände (R2-und R3) die Basis eines Transistors (T3) vom pnp-Typ angeschlossen ist, dessen Kollektor unmittelbar mit der Basis eines der beiden Transistoren vom npn-Typ des Gegentaktspannungswandlers verbunden ist und daß parallel zu einem der beiden in Serie geschalteten Widerstande (R3) ein Kondensator (C) sowie die Serienschaltung aus einer Diode (D) und einer weiteren Wicklung (W4) des Transformators angeordnet ist 2. Anschwinghilfe according to claim 1, characterized in that on the positive pole of the supply voltage source of the emitter and to the negative pole two resistors connected in series (R2 and R3) the base of a transistor (T3) of the pnp type is connected, the collector of which is directly connected to the base of a of the two transistors of the NPN type of the push-pull voltage converter is connected and that in parallel with one of the two series-connected resistors (R3) Capacitor (C) and the series connection of a diode (D) and another Winding (W4) of the transformer is arranged 3. Anschwinghilfe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der npn-Transistoren bzw. des pnp-Transistors Transistoren anderen Leitfähigkeitstyps verwendet werden 3. Anschwinghilfe according to claim 2, characterized in that instead of the npn transistors or the pnp transistor Transistors of other conductivity types can be used 4. Anschwinghilfe nach den Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtung der zweiten Vorspannung mittels einer Brücken-Gleichrichteranordnung erfolgt 4. Anschwinghilfe after the claims 1 to characterized in that the rectification of the second Bias takes place by means of a bridge rectifier arrangement 5. Anschwinghilfe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daj die Ansteuerung de dritten Transistors (T3) über eine weitere Transistorstufe erfolgt.5. Oscillation aid according to Claims 1 to 4, characterized in that the control de third transistor (T3) takes place via a further transistor stage. 6. Anschwinghilfe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Basiszuleitungen der beiden Trans-storen des Gegentaktspannungswandlers je ein weiterer Widerstand eingeschaltet ist.6. Anschwinghilfe according to claims 1 to 5, characterized in that that in the base leads of the two trans-storen of the push-pull voltage converter a further resistor is switched on each time. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3802091A (en) * 1973-05-07 1974-04-09 Whirlpool Co D.c. shutdown circuitry for i.c controlled dryer
US4315304A (en) * 1977-12-27 1982-02-09 Kyber Engineering, Inc. Starting circuit for a high frequency magnetic amplifier power supply

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US4315304A (en) * 1977-12-27 1982-02-09 Kyber Engineering, Inc. Starting circuit for a high frequency magnetic amplifier power supply

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