DE1916905C - Gleichspannungswandier fur Fotobhtz gerate - Google Patents

Description

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' Die Erfindung bewein sich nuf einen Qleichsnnn- »wllte, bei dem ein «snibil gesperrter rUckeekopp^Her

nuiiBswmidler für FoloWitegerUie, und zwar auf einen OwillHtor zur Aufladung eines Kondensators b sogeminnten Eintakt-Gleiehsirom-Sperrwundler für zum Erreichen der gewünschten Ausgangs»P«nming derartige GerUte, ^V in Schwingungen versetzt wird und der genannte Bei Eintakl-Gleichstromwandlem für Blitzgerät 5 Kondensator durch die Spannungsspitzen autgeladen wird zwischen EintaUt-Durchflußwandlern und Ein- wird, die sich an den Enden e»ner iransroimatortitJu-Sperrwandlern unterschieden. Wandler beider tertiärwiekJung eines im KolieKtorKreis eines umTypen werden im allgemeinen als transistorgesteuerte schalttransistors angeordneten I ransrormaiors ausWandler ausgebildet, bilden, wenn der Umschalttransistor vom Mttigungs-Gleichspannungssvandler beider Typen bestehen iq zustand in den Sperrzustand übergeht (Sperrwandler), aus einem astabil gesperrten Oszillator, der zur Auf- kennzeichnet sich gemäß der brnnaung oaourcn, ladung eines Kondensators bis zum Erreichen der daß, wie bei sogenannten Durchnußstromwancjlern gewünschten Ausgangsspannung an dem Kondensator bekannt, der Umschalltransistor an seiner üasis von in Schwingungen versetzt wird. Der Kondensator dem Eniitterstrom eines Steuertransistors gesteuert wird über einen Gleichrichter durch die sich an den »5 wird und daß der Kollektor des Meuertransistors Enden einer Transformalortcrtiärwicklung eines im und der Kollektor des Umschal(transistors über eine Kollektorstromkreis eines Umschalttransistors an- zusätzliche, von dem Kollektorstrom des urnscnaltgeordneten Transformators ausbildenden Spannungs- transistors durchflossene Induktivität miteinander spitzen aufgelat·' ;n. Bei den sogenannten Durchfluß- verbunden sind.

stromwandlcrn erfolgt die Aufladung des Konden- 20 Bei dieser Gleichspannungswandlerschaltung nach sators während der Stromflußzeiten des Umschalt- dem Spemvandierpnnzip wirkt sich der vorgeschaltransistors, so daß der Transformator als Übertrager tete Steuertransistor in Anbetracht der Verbindung kontinuierlicher Leistung während der Stromfluß- der Kollektoren des Steuertransistors und des Um phasen des Umschalttransistors arbeitet, während schdlttransistors maßgeblich auf die Erhöhung dci während der Spexr/eit ties Um· chalttransistors der 35 Umschaltgeschwindigkeit aus. aufzuladende Kondensator durch die vorgeschaltete Mit dem erfiudungsgemäßen Gleichspannung-,-Gleichrichterstrecke abgeschaltet ist. wandler lassen sich bei Verwendung eines Konden Bei den sogenannten Sperrwandlern wird der auf- sators von 450 t.F eine Aufladung von 0 bis 40» V zuiadende Kondensator über die vorgeschaltete und eines Gleichstromgenerators von etwa 7 V eiiu CileichrichtcrstrecKe durch die Spannungsspitzen auf- 30 Aufladezeit von 2 Sekunden und ein Wirkungsgrad geladen, die sich an der Tertiär/icklung des Trans- von 70 bis 75⁰O erzielen. Unter gleichen Vorausformators ausbilden, wenn der Uinschalttransistor Setzungen werden mit einem Gleichstrom-Sperrvon seinem Sättigungszustand in den Sperrzustand wandler bekannter Art ohne die erfindungsgemäße übergeht, d.h., der Gleichrichter ist so gepolt, daß Verwendung eines Sleuertransistois nur eine Aufwährend der Stronilluß/eit des Transistors der Lade- 35 ladezeit von 2,5 Sekunden und ein Wirkungsgrad Stromkreis des Kondensators gesperrt ist. Die Auf- von weniger als 48"0 erreicht, ladung erfolgt vielmehr durch die Spannungsspitze, Der Wirkungsgrad des erfip'Jungsgemäßen Umdic sich bei Unterbreche» des Stromes des Umschalt- sctzers steigert sich aus zwei Gründen: erstens, weil transistors an der Tcrtiiirwicklung des Transformators der für das Umschaltsystem benötigte Steuerungsausbildet. 4° strom viel niedriger ist als der für die Steuerung Die Gleichspannungstransformation hangt bei eines einzigen Transistors erforderliche Strom, so einem derartigen Sperrwandler im wesentlichen von daß auch die Verluste im Transformator und in den der Umschaltgeschwindigkeit des Umschalttransistors im Eingangskreis liegenden Polarisationswiderstänwährend der Sperrphase ab. Das Gleichspannungs- den viel geringer sind; zweitens, weil wegen der Iransformationsverhältnis ist um so günstiger, je 45 höheren Umschaltgeschwindigkeit eine geringere kürzer die Abschaltphase des Umschalttransistors Energiedissipation im Umschalt!ransistor auftritt, dn verläuft. diese hauptsächlich auf Energieverluste im Augen-Die Erfindung bezweckt, diese Umschaltgeschwin- blick der Umschaltung selbst zurückzuführen ist, da tligkcit möglichst hoch zu gestalten. nur zu diesen Zeitpunkten sowohl der Kollektorlos ist bei Diirchflußstromwandlern bereits bekannt. 5" strom des Umschalttransistors als auch dessen dem Umschalttransistor einen Steuertransistor derart Kmitter-Kollcktor-Spannung gleichzeitig nicht zu vcirziischaltcn, daß der Umschalttransislor an seiner vernachlässigende Werte annehmen. Basis von dem t mitterstrom des vorgeschalteten Die Umschaltgeschwindigkeit wird noch erhöht Sleucrtrnnsislors gtsinicrt wird und auf die Basis des durch die Verwendung der zusätzlichen, von dem Skiiertransistors eine von der Ausgangsspannurig 55 Kollektorstrom des Umschalttransistors durchflossenhgclciicic Rückkopplunj'ssp,inniing zugeführt wird. ncn Induktivität. Während der Umschaltung bildet So besteht die Wirkung des aus der Zeitschrift sith nämlich zwischen den Enden dieser Spule eine »Radio und Femsehen«, 1964, S. 531, bekannten PotentialdiiTerenz aus, die den Steuertransistor (Durchfliißsitomwandler mit vorgeschattetem Steuer- außerhalb des SBttlgungsberetches halt lind dadurch transistor) Steuertransistors darin, wahrend der *» eine größere Verstärkung bewirkt, so daß auch eine Schwingphasen des Uimchalttranststors eine erhöhte bessere Sättigung des Umschalttransistors erreicht t eistungziierzielen. wird.

Die Erfindung sieht die Anwendung eines der- Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung artigen dem tlmschalHfBnsistor vorgeschalteten ist die Sekundärwicklung des Transformators mit Steuertransistor» vor und nutzt dewen Wirkung «5 ihrem einen Ende mit dem Emitter des Umschaltziim Zweck der F-rhöhung der Umschaltgeschwin- transistors verbunden und mit ihrem anderen Ende «Jigkeit aus. mittels einer Parallelschaltung, die aus einem Wider ten (iteiihopanniingswiimtler ftlr Fntolichtblttz stniwl und einem Kondensator besteht, an die Basis

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ties Steucrirtinsistors wie auch mittels eines Kunden- in Fig. 3 werden die Chunikteristikcn /,. Vu. lators an die Basis des Umschalttronsistors ange- (Kailektorstrom, Emitter-Koilektor-Spannung) geschlossen. Das Sperrsignal, das sich an den Enden zeigt, wobei \ den Sperr/nsttmd des UmsebalunmM-cler Sekundärwicklung des Transformators ausbildet, stors anzeigt. Beim Schließen der Taste fängt der wird somit augenblicklich ohne Dämpfung weiter- 5 Transistor un zu leiten und begibt sich nugenblicK-gegeben, und zwar an die Basis des Steuertransistors lieh in den Zustand 2 auf der .Sättigungslinie; der wie auch an die Basis des Umschalttransislors, was Zustand ändert sich dann entlang der Kurve ψ), zu e.ner erheblichen Erhöhung der Umschalt- wobei bis zum Zustandspunkt 3 der Sättigungsbereich geschwindigkeit führt, nicht verlassen wird, so daß der leitende Zustand Zweckmäßigerweise wird in den Verbindungszweig io erreicht wird, worauf sich der Transistor rasch sperrt von üer Sekundärwicklung des Transformators zu und von Zustand 3 auf den Zustand 4 übergeht, der der Basis des Umschalttransistors ein Widerstand in mit dem Zustand I übereinstimmt. In der Fig. 4, Serie eingeschaltet, um die Gefahr von Störschwin- wo der Kollektorstrom des Umschalttransislors mit/, gungen während der ersten Spenhalbperioden des und die Zeit mit I angegeben sind, bezeichnen die Umschallsystems zu beheben. Solche Störschwin- 15 Zahlen I, 2, 3, 4 an der ausgezogenen Kurve die gungen können von Verlustinduktanzen und Stör- vier grundlegenden Zustände, die der Umschalt-, kapazitäten des Transformators hervorgerufen wer- transistor T während einer Periode passiert. Bei den. Der Zwischengeschäfte Widerstand hilft, die Pimkt 3 beginnt die Umschaltung, die den Strom /, j Nachteile der andernfalls an den Transformator vom Höchstwert /„, auf e .en Wert nahe Null bringt. j zu stellenden hohen Anforderungen zu ver- ao Diese Umschaltung erfolgt praktisch nicht augenmeiden. blicklich, besonders nicht im Anfang, wie aus der \ Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach- Abrundung der Kurve in der Nähe des Punktes 3 stehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich ist.

näher beschrieben, wobei Aus F i g. 5 ersieht man, daß dementsprechend

Fig. 1 einen Gleichstrom-Gleichstrom-Umsrtzer 25 die Emitter-Kollektor-Spannung V_a, im Augenblick

bekannter Art mit einem astabil gesperrten Oszillator der Umschaltung selbst keine sofortige Zunahme

j darstellt, erfährt, was einen Lektungsverlust im Umschalt-

F ig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der transistor mit sich bringt, da die Spannung V_n,-schon

Erfindung ist, konsistent ist, wenn die Stromverminderung noch

Fig. 3 den Verlauf des Arbeitspunktes des Um- 30 nicht eingesetzt hat.

schalttransistors bei einem Umsetzer nach Fig. 1 Wie in der bevorzugten Ausführungsform der hinsichtlich der Charakteristiken Kollektorstrom in Erfindung in Fig. 2 gezeigt wird, werden eben-Abhängigkeit von der Emitter-Koilektor-Spannung falls für die Rückkopplungsschaltung die Wickzeigt und lungen /V₁ und /V₄ des Transformators Tr verwen-Fig. 4 und 5 den Verlauf des Kollektorstroms 35 det und als Aufladungsschaltung des Konden- bzw. der Emitter-Kollektor-Spannung bei dem be- sators C die aus der Tc.tiärv indung /V., des kann¹ ·η Umsetzer in Abhängigkeit von der mit dem Transformators Tr und der Diode D gebildete Schal-Verlauf der entsprechenden Größen bei dem crfin- lung benutzt.

dungsgemäßen Umsetzer vergleichen. Die Umschaltung wird dagegen mit dem durch

Im bekannten Spannungsumsetzer laut Fig. 1 wird 40 den Emitterstrom des Transistors T., gesteuerten

ein Umschalltransistor 7 an der Basis von einer Umschalttransistor T₁ durchgeführt, indem dessen

Rückkopplungsschaltung gesteuert, die aus den Kollektor an den Kollektor 'les Transistors T₂ mitteis

Wicklungen /V₁ und N., des Transformators Tr be- einer Spule L angeschlossen ist. Die Zündungsmasche

steht. Die Taste Ta stellt schematisch einen Unter- der Schwingungen beim Schließen der Taste Ta ent-

brecherschalter dar, der die Gleichstromspeise- 45 hält wie bei der bekannten Technik die Speise-

c|uelle V₁, an- und abschaltet und dadurch das Zeit- spannungsquellc V,„ die Wicklungen /V₁ und N.,

intervall bestimmt, währenddessen der astabil ge- sowie die Widerstände R₁ und R.,. Die Kondensato-

sperrte Oszillator zur Aufladung des Kondensators Γ ren C₁ und C, gestatten die im Änfangszustand der

bis zur gewollten Spannung V schwingt. Der Tran- Umschaltung, bei der das UmschaltUkigssystem in

sistor Tr ist gesperrt, wenn die Taste Ta offen ist; 50 den SperrzusUnuI übergeht, an den Enden von N.,

ist dii.se Taste geschlossen, dann läßt die Gleich- auftretende Sj< mining direkt an die Basis des Tran-

stromi.|iielle V₁ einen Einschwingstrom in der von sistors T₁ und .I.n Transistor T₂ zu führen (abge-

der Taste Ta. ilen Wicklungen /V₁. N., und den sehen von eiiu-m kleinen Spannungsabfall an dem

Widerständen R₁, R₃ gebildeten Schleife "zirkulieren; Widerstand R). und dadurch wird die Umschaltuni:

es et|iibt sich somit an dt η Enden von /V., eine 55 erheb/ich eilcichu-rt.

Potentialdifferenz, i'ie tion Transistor in Sättigung Die Einfüguni: des Rheostates R hat den Zweck.

versetz;. die Bildung der von den Verlustinduktanzen und

^t!- Deif Kollektorurom wächst mit der Zeit nahezu den Störkapazitäten des Transformators unterstütz-

geradiiiig an, wobei das Steuerungssignal an den ten Störschwingungen zu verhindern. Dieser Rheostat finden von N₁ so lange konstant gehalten wird, wobei 60 kann niedrige Werte annehmen, so daß J¹C nuf ihn

der Ai beitspunkt des Transistors den Sättfgungs- entfallende Leistung nicht so groß ist, daß die durch

bereich nicht verläßt, und der Transistor selbst geht die Erfindung erzielten Vorteile in Frage gestellt

darauf schnell, fast augenblicklich, in Sperrung. An wurden.

diesem Punkt ergibt sich an der Spule N. eine rapide Die in den F t g. 4 und 5 gestrichelten Linien Stronii nderung, die an den Spulenunden von /V, 65 beziehen sich auf den Umschalttransistor in der

eine Spannungsspil/e hervorruft. Diese Spannung*- crfindungsgemiuSen Schaltung und zeigen die hin

spitze: wird mittels der Diode 0 zur Aufladung des sichtlich der t'msch.iltgescrmindigkeit erreichte Ver-

Krmdeiisators C verwendet. besserung.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Gleichspannungswandler für Fotoblitzgeräte, bei dem ein astabil gesperrter rückgekoppelter Oszillator zur Aufladung eines Kondensators bis zum Erreichen der gewünschten Ausgangsspan* S nung in Schwingungen versetzt wird und der genannte Kondensator durch die Spannungsspitzen aufgeladen wird, die sieh an den Enden einer Transformatortertiärwicklung eines im KoU lektorkreis eines Umschalttransistors angeordnet to ten Transformators ausbilden, wenn der Umschalttransistor vom Sättigungszustand in den Sperrzustand übergeht (Sperrwandler), dadurch gekennzeichnet, daß, wie bei sogenannten Durchflußstromwändlern bekannt, der Umschalttransistor (T₁) an seiner Basis von dem Emitterstrom eines Steuertransistors (T₂) gesteuert wird und daß der Kollektor des Steuertransistors (T₂) und der Kollektor des Umschalttransistors (T₁) über eine zusätzliche, von dem Kollektorstrom ao des Umsehalttransistors(T,) durchflossen Induktivität (L) miteinander verbunden sind,

   2, Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rüekkoppelnde Transformatorsekundärwicklung (N₁) des transformatoflsch rückgekoppelten Oszillators mit ihrem einen Ende mit dem Emitter des Umsehalt·' transistors (T₁) verbunden ist und mit ihrem anderen Ende mittels einer aus einem Widerstand (Zt₁) und einem Kondensator (C₁) bestehenden Parallelschaltung an die Basis des Steuertransistors (Tg) und mittels eines Kondensators (C₁) an die Basis des Umschalttransistors (T₁) angeschlossen ist.

   3. Gleichspannungswandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungszweig von der Ti'ftnsformatorsekundärwicklung (N.) zu der Basis des Umschalttransistors (T₁) ein Widerstand (R) in Serie zu dem Kondensator (C₂) geschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen