DE19505417A1 - Schaltnetzteil, insbesondere PFC-bewerteter Tief-/Hochsetzsteller - Google Patents
Schaltnetzteil, insbesondere PFC-bewerteter Tief-/HochsetzstellerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltnetzteil, insbesondere PFC-bewerteter Tief-
/Hochsetzsteller, zur Umwandlung einer an einem Eingangskreis anliegenden doppel
weggleichgerichteten Wechselspannung UE in eine mit einer Last CA, LA belasteten
Ausgangskreis anliegende geregelte Ausgangsspannung UA.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Schaltungsvarianten bekannt, die Ein
richtungen zur Leistungsfaktorverbesserung aufweisen. Ziel dabei ist es, einen Strom am
Eingang des Netzgerätes der Eingangsspannung nachzuempfinden, wobei der Strom mit
der Spannung in Phase liegen soll. Die doppelweggleichgerichtete Spannung an einem
50 oder 60 Hz-Netz schwankt zwischen 0 Volt und einem Scheitelwert, so daß auch der
Strom zwischen 0 A und einem Scheitelwert der Sinus-Form entsprechend nachgeführt
werden soll.
Zum einen wird eine Hochsetzteller-Topologie mit nachgeschaltetem Durchflußwandler
oder einer anderen Wandlertopologie mit Potentialtrennung eingesetzt. Dabei tritt der
Nachteil auf, daß in zwei Stufen "geschoppt" wird und eine Hintereinanderschaltung
zweier Schaltnetzteile sowohl kostenaufwendig als auch energetisch ungünstiger ist, da
die Wirkungsgrade beider Netzteile multipliziert werden.
Andererseits ist aus dem Stand der Technik eine weitere Topologie unter dem Namen
"SEPIC" bekannt, die von 0 Volt (Flußspannung) bis zu einer bestimmten Spannung
hochtransformieren kann. In der vorhergenannten Schaltungstopologie versucht man, den
Hochsetzteller durch die "SEPIC"-Topologie zu ersetzen. Jedoch bleibt der Nachteil des
zweistufigen Konzeptes erhalten. Ein weiterer Nachteil der Booster-Topologien ist auch
ein kurzschlußbildender Zwischenkreiskondensator sowie die fehlende Kurzschlußfestig
keit der Schaltungskonfiguration.
Auch ist eine Hochsetzteller-Topologie bekannt, bei der eine DC-Zwischenkreisspan
nung aus der sinusförmigen Netzspannung über einen Spannungsregelverstärker erzeugt
wird, dessen verstärkte Spannungsfehlerdifferenz mit der Form der Eingangsspannung
multipliziert wird. Diese Größe dient anschließend als Stromsollwert.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein einstufiges Schaltnetzteil
zur Verfügung zu stellen, das kurzschlußfest ist und einen einfachen Aufbau hat. Auch
sollen die Netzeigenschaften durch Leistungsfaktorverbesserung verbessert werden. Des
weiteren ist eine Potentialtrennung zwischen Eingangskreis und Ausgangskreis vor
gesehen.
Das Problem der vorliegenden Erfindung wird unter anderem dadurch gelöst, daß in
dem Eingangskreis eine erste Drosselspule vorgesehen ist, die über eine Verbindungs
stelle in Serie mit einem Kondensator verbunden ist, der über eine weitere Verbindungs
stelle über ein Diode mit einer Last verbunden ist und daß die Last über eine Rück
leitung mit dem Eingang des Netzteils verbunden ist, wobei zwischen der ersten
Verbindungsstelle und der Rückleitung ein Leistungstransistor und zwischen der zweiten
Verbindungsstelle und der Rückleitung eine zweite, mit der ersten Drosselspule magne
tisch gekoppelte Drosselspule verschaltet ist und daß das Schaltnetzteil einen Regelkreis
bestehend aus Spannungsregler, Rechenglied und Stromregler aufweist, wobei das
Rechenglied dem Spannungsregler zur PFC-Bewertung nachgeschaltet ist, so daß eine
Ausgangsgröße des Rechengliedes als Stromsollwert für den nachgeschalteten Stromreg
ler zur Verfügung steht und daß dem Stromregler eine einem in der zweiten Drossel
spule gemessenen Strom proportionale Gleichgröße als Sollwert zuführbar ist und ein
Ausgang des Stromreglers zur Regelung einer Ausschaltzeit T-Off mit einem Steuer
glied verbunden ist, dessen T-On-Zeit umgekehrt proportional der Spannung UE ist und
dessen Ausgang mit einem Steuereingang des Leistungstransistors verbunden ist.
Vorzugsweise ist das Rechenglied derart ausgebildet, daß dieses einen Eingang für die
gleichgerichtete Eingangsspannung UE und einen weiteren Eingang für den Spitzenwert
der Eingangsspannung als Gleichrichtwert UES aufweist, wobei an dem Ausgang ein
Signal D = A × B/C mit B/C = UE/UES = konstant ansteht.
Das Konzept zeichnet sich dadurch aus, daß im Eingangskreis der Schaltung eine zum
Strom 15 proportionale Gleichgröße gemessen werden kann und im Ausgangskreis der
Schaltung ein Spannungsregelkreis liegt, der die Ausgangsspannung regelt und mittels
einer Übertragungsstrecke die verstärkte Fehlerdifferenz auf den Eingangskreis, d. h.
den Eingang des Rechenglieds, zurückgemeldet wird. Dadurch wird ermöglicht, daß ein
Konzept - wie SEPIC - ohne Potentialtrennung als Tief-/Hochsetzsteller benutzt werden
kann.
Durch den zwischen Eingang und Ausgang liegenden Kondensator CS kann die vor
liegende Schaltung aufschaltstrombegrenzend gemacht werden, wodurch ein Durchgriff
auf einen dann zu transformierenden Eingangskondensator auf den Ausgang nicht
stattfindet bzw. kurzschlußstromgeregelt dieser Kondensator aufgeladen wird.
Dadurch, daß dem Spannungsregler ein Rechenglied nachgeschaltet wird, wird der
Regelkreis zu einem Powerfaktor korrigiertem (PFC)-Regelkreis.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Last über
einen Transformator mit dem Eingangskreis verbunden ist, wobei die Last über eine
Diode mit einer Sekundärwicklung des Transformators verbunden ist und die Primär
wicklung T1.1 zwischen Eingangsdiode und Rückleitung liegt.
In diesem Fall wird die Sinusspannung auf einen fiktiven Zwischenkreis transformiert,
der unter oder über der Eingangsspannung liegt. Dieser fiktive Zwischenkreis wird über
den Transformator mit einer Übersetzung Ü transformiert. Als weiterer Vorteil ist zu
nennen, daß beim Einschalten des Netzteils auf einen sehr geringen Kondensator
nämlich den Schwebekondensator CS aufgeschaltet wird. Durch den Transformator wird
der ursprüngliche Zwischenkreiskondensator der zweistufigen Topologie nunmehr in den
Ausgang transformiert, wird aber weiterhin mit 100 Hertz beaufschlagt. Um geringe
Welligkeiten zu erhalten, muß dieser in der Kapazität groß sein, wird aber - da nun in
den Niedervoltbereich verlegt - in dem CU-Produkt beherrschbarer sein, als im Hoch
voltkreis, zumal hier auch Kondensatoren wesentlich besserer Güte über den Tempera
tur- und Strombereich erhältlich sind.
Um eine Potentialtrennung auch im Regelkreis vorzusehen, wird der Spannungsregler
über ein potentialtrennendes Übertragungselement wie OPTO-Koppler mit dem Rechen
glied verbunden.
Die Messung der dem Strom IS in der Drosselwicklung D1.2 äquivalenten Gleichgröße
erfolgt vorteilhaft mittels eines Shunts, der in Reihe mit der Drosselwicklung D1.2 liegt.
Als weiterer Vorteil der Schaltungskonfiguration ist das dem Spannungsverstärker nach
geschaltete Rechenglied zu erwähnen. Bei konstanter Leistung wird bei sinkender
Eingangsspannung UE der Eingangsstrom IE steigen. Da aber der Strom IS über die
Eingangsspannung UE konstant bleibt, darf sich die Ausgangsgröße D des Rechen
gliedes als Soll-Wert für den Strom IS, nicht verändern. Soll die Ausgangsgröße D
jedoch konstant sein und die Eingangsgröße A mit der Eingangsspannung UE multipli
ziert werden, muß die Eingangsspannung UE durch den Spitzenwert der Eingangs
spannung als Gleichspannungswert UES bzw. K × UES dividiert werden. Damit wird
der Quotient UE/UES konstant. Im Gegensatz zu dem bekannten Stand der Technik
wird bei sinken der Eingangsspannung UE die Amplitude des Stroms am Eingang steigen
und da beim Stand der Technik der Eingangsstrom IE direkt gemessen wird, muß die
Größe D entsprechend steigen. Demnach wird beim Stand der Technik durch das
Quadrat der Spannung UES dividiert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Steuerglied zumindest
zwei Stromquellen zum Laden und Entlanden eines Kondensator sowie einen Kom
perator aufweist, dessen Eingang mit dem Kondensator zur Messung der Kondensator
spannung verbunden ist und dessen Ausgang einerseits mit dem Leistungstransistor und
andererseits mit Schaltelementen wie Diodentoren verbunden ist, die in Abhängigkeit
von dem Ausgangssignal des Komparators den Lade- bzw. Entladevorgang zur Bestim
mung der Einschalt- bzw. Ausschaltzeiten T-On und T-Off einleiten.
Auch ist vorgesehen, daß eine erste Stromquelle eingangsseitig über einen Widerstand
R1 mit dem Stromregler und ausgangsseitig über ein Schaltelement mit dem Kon
densator verbunden ist und daß eine zweite Stromquelle über einen Widerstand R2 mit
der Eingangsspannung UE verbunden und ausgangsseitig über das Schaltelement S2 zur
Aufladung mit dem Kondensator verbunden ist. Dadurch findet eine T-On-Steuerung
und eine T-Off-Regelung statt. Dadurch wird prinzipiell über die Eingangsspannung
verhindert, daß der Zwischenkreis bzw. die Ausgangsspannung dynamische Schwankun
gen mit der Eingangsspannung erfährt.
Bei dieser Schaltungskonfiguration wird bei konstanter Last die Ausschaltzeit T-Off
konstant sein. Der Kondensator wird dann immer mit der gleichen Zeit entladen. Die
Einschaltzeit T-On wird sich umgekehrt proportional der Eingangsspannung UE ein
stellen, d. h. je niedriger die Eingangsspannung ist, desto länger wird die Einschaltzeit
T-On sein.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus
den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in
Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines den Zeichnun
gen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen
Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines modifizierten Hoch-Tiefsetzstellers mit Poten
tialtrennung,
Fig. 2 eine Regelkreisanordnung mit Ansteuereinheit für die Schaltungsanord
nung gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 eine Variante eines Rechengliedes für den Regelkreis gemäß Fig. 2.
Fig. 1 zeigt ein Schaltnetzteil (10) mit Eingangskreis (12) und Ausgangskreis (14),
wobei zur Potentialtrennung zwischen Eingangskreis (12) und Ausgangskreis (14) ein
Transformator TR mit einer Primärwicklung T1.1 und einer Sekundärwicklung T1.2
vorgesehen ist. Der Transformator weist das Übersetzungsverhältnis Ü auf.
Eine Eingangsklemme (16) ist über eine Drosselspule D1.1 mit einer ersten Verbin
dungsstelle (18) verbunden, von der aus ein Kondensator CS über eine zweite Ver
bindungsstelle (20) und eine Diode DE mit dem Eingang (22) der Primärwicklung T1.1
des Transformators TR verbunden ist.
Ein Ausgang (24) der Primärwicklung T1.1 ist über eine Verbindungsleitung (26) mit
einer weiteren Eingangsklemme (28) des Eingangskreises (12) verbunden.
Ausgehend von der Verbindungsstelle (18) ist ein Leistungstransistor T mit der Ver
bindungsleitung (26) an einer Verbindungsstelle (30) verbunden. Ausgehend von der
Verbindungsstelle (20) ist eine zweite Drosselspule D1.2, die mit der ersten Drossel
spule D1.1 magnetisch gekoppelt ist, über ein Widerstandselement wie Shunt SE an
einer Verbindungsstelle (32) mit der Verbindungsleitung (26) verbunden.
Der Ausgangskreis (14) besteht im wesentlichen aus der Sekundärwicklung T1.2 des
Transformators TR, die einerseits über eine Diode DA an einer Verbindungsstelle (34)
mit dem Glättungskondensator CA, in diesem Fall mit dem Plus-Pol eines Kondensators
verbunden ist. Andererseits ist die Sekundärwicklung T1.2 mit dem Minus-Pol der Last
verbunden. Parallel zu dem Glättungskondensator CA kann eine Last LA angeschlossen
und die Ausgangsspannung UA abgegriffen werden.
Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung einer Regelkreisanordnung (38) mit einer
nachgeschalteten Steuereinheit (40) wie PWM-Schaltkreis. Der Regelkreis besteht aus
einem Spannungsregler KU, einem nachgeschalteten Rechenglied RG, RG′ sowie einem
dem Rechenglied RG, RG′ nachgeschalteten Stromregler KI. Eingangsseitig weist der
Spannungsregler KU einen Vergleicher (42) auf, der die Differenz zwischen der
Ausgangsspannung UA als Istgröße und einer Sollspannung U-Soll als Sollgröße sowie
einer über ein Rückkoppelglied (44) rückgekoppeltes Ausgangssignal bildet. Dieses
Differenzsignal wird einem Verstärker (46) zugeführt und verstärkt. Der Ausgang (48)
des Spannungsreglers KU ist mit dem Eingang (50), (50′) des Rechengliedes RG, RG′
verbunden. Ein Ausgang (52), (52′) des Rechengliedes RG, RG′ ist mit einem Ver
gleicher (54) des Stromregelkreises KI verbunden. Die Ausgangsgröße des Rechen
gliedes RG, RG′ dient als Stromsollwert für den folgenden Stromregelkreis KI. Der
Vergleicher (54) vergleicht den Stromsollwert D des Rechengliedes RG, RG′ mit einer
an dem Shunt SE gemessenen und dem Ausgangsstrom IA proportionalen Gleichgröße
Is als Stromistwert und eine über ein Rückkoppelglied (56) anliegende Rückkoppelgröße
miteinander. Der Vergleichswert wird einem Verstärker (58) zugeführt, wodurch aus
gangsseitig an einem Ausgang (60) eine fehlerverstärkte Stromdifferenz E aus Stromist
wert Is (Gleichgröße) und Stromsollwert D zur Verfügung steht.
Der Ausgang (60) des Stromreglers KI ist über einen Widerstand R1 mit einer Strom
quelle IQ1 wie Stromspiegel verbunden, die ausgangsseitig über ein Schaltelement S1
an einem Verbindungspunkt (62) einerseits mit einem Kondensator C1 und andererseits
mit einem Eingang (64) einer Komparatorschaltung (66) verbunden ist. Der Kondensator
C1 ist mit seinem noch freien Anschluß mit Masse (68) verbunden.
Des weiteren ist die Steuereinheit (40) über einen Widerstand R2 mit einer zweiten
Stromquelle IQ2 verbunden, die aus den Stromspiegeln (70), (72) besteht, und ein
Ausgang (74) der Stromquelle IQ2 über ein Schaltelement S2 mit dem Kondensator C1
bzw. dem Eingang (64) der Komparatorschaltung (66) verbunden ist. Ein Ausgang (76)
des Komparators (66) ist einerseits mit einem Steuereingang G des Leistungstransistors
T und andererseits mit den Steuereingängen der Schaltelemente S1, S2 verbunden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Rechenglieds RG′, das einerseits mit
einem Eingang (78) über einen Widerstand R4 mit der Eingangsspannung UE ver
bunden ist und andererseits mit einem Eingang (80) über einen Widerstand RS mit dem
Spitzenwert der Eingangsspannung als Gleichspannungswert UES verbunden ist. Die
Ausgangsgröße D wird dabei wie folgt bestimmt:
D = A × B/C = A × UE/UES
mit A = Fehlerverstärkte Spannungsdifferenz aus Istwert und Soll
wert
B = UE = Doppelweggleichgereichte Eingangsspannung
C = UES = Spitzenwert der Eingangsspannung als Gleichspannungs wert bzw. k × UES
D = A x B/C = Stromsollwert
B = UE = Doppelweggleichgereichte Eingangsspannung
C = UES = Spitzenwert der Eingangsspannung als Gleichspannungs wert bzw. k × UES
D = A x B/C = Stromsollwert
Im folgenden soll die Funktion der Schaltung näher erläutert werden. An den Eingangs
klemmen (16), (28) des Eingangskreises (12) liegt eine gleichgerichtete Eingangs
spannung UE in Form von Sinushalbwellen an. Bei geschlossenem Transistor T wird
durch die Eingangsspannung UE ein Strom IE durch die Drosselspule D1.1 und den
Transistor T getrieben. Entsprechend des Übersetzungsverhältnisses des Transformators
TR wird der Primärstrom ITE auf den Ausgangsstrom IDA = IA transformiert.
Im eingeschwungenen Zustand wird der Strom IS durch die Drosselspule D1.2 dem
Ausgangsstrom IA gleich sein bzw. proportional sein. Bei Öffnen des Transistors
werden die Ströme IE und IS durch die Diode DE und die Primärwicklung T1.1 des
Transformators TR geleitet. Der Transformator TR wirkt als Stromtrafo und mit dem
Übersetzungsverhältnis ü wird in der Sekundärwicklung T1.1 ein um 180° phasenver
schobener Strom IDA = IA induziert, der über die Diode DA in die Last bzw. den
Kondensator CA fließen kann.
Nunmehr besteht die Möglichkeit, im Eingangskreis der Schaltung über den in Reihe
mit der Drosselspule D1.2 angeordneten Shunt SE eine dem Strom IS entsprechende
DC-Größe zu ermitteln, der als Istgröße für den Stromregler KI der Regelkreisanord
nung (38) zur Verfügung steht. Entscheidend ist, daß die DC-Größe dem Ausgangsstrom
IA entspricht bzw. proportional ist.
Die Ausgangsspannung UA wird dem Spannungsregler KU als Istgröße zugeführt. Im
Ausgang des Spannungsreglers KU liegt eine fehlerverstärkte Spannungsdifferenz A aus
Istwert UA und Sollwert UA-Soll an. Bei der beschriebenen Schaltungskonfiguration,
also mit Potentialtrennung, sollte die Ausgangsgröße des Spannungsreglers KU über
eine potentialtrennende Übertragungsstrecke (nicht dargestellt) wie OPTO-Koppler auf
den Eingangskreis, d. h. den Eingang (50) bzw. (50′) des Rechenglieds RG bzw. RG′
zurückgemeldet werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform des Rechenglieds RG ist für eine DC-
Version des Netzteils bestimmt, d. h., daß die Eingangsspannung UE als gleichgerichtete
Spannung zur Verfügung steht. Liegt die Eingangsspannung UE jedoch in Sinus-
Halbwellenform vor, so wird das Rechenglied RG durch eine weitere Version des
Rechenglieds RG′ ersetzt. Im folgenden wird die Schaltung mit einer sinushalbwellen
förmigen Eingangsspannung UE betrachtet.
Bei konstanter Leistung wird bei sinkender Eingangsspannung UE der Eingangsstrom
IE steigen. Da aber der Strom IS über UE konstant bleibt, darf sich die Größe D, als
Sollgröße des nachgeschalteten Stromreglers KI, nicht verändern. Soll die Ausgangs
größe D des Rechenglieds RG′ jedoch konstant sein, muß, da die Eingangsgröße A mit
der Wechselgröße UE multipliziert wird, UE durch UES (Spitzenwerte der Eingangs
spannung als Gleichspannungswert bzw. K × UES) dividiert werden. Dieser Quotient ist
konstant. Somit wird durch Nachschaltung eines einfachen Rechengliedes in den
Ausgang des Spannungsreglers KU dieser Kreis zu einem Power-Faktor-korrigierten
(PFC) Regelkreis.
Das heißt mit anderen Worten: Erfassung der Spannung UA im Ausgangskreis (14),
Vergleich mit einer Sollspannung U-Soll, Verstärkung dieser Regeldifferenz, Über
tragung mittels Übertragungsstrecke wie OPTO-Koppler auf den Eingang (50′) des
Rechenglieds RG′, Multiplikation dieses Wertes mit der Kurvenform der Eingangs
spannung UE, die bei doppelweggleicher Richtung als Sinushalbwelle ansteht und
Division durch UES. Die Ausgangsgröße D ist wiederum sinusförmig und dient als
Sollwert für den Stromregler KI und wird in den Vergleicher (54) mit der zum Strom
IS proportionalen DC-Größe als Istwert verglichen. Am Ausgang (60) liegt die fehler
verstärkte Stromdifferenz E aus Istwert und Sollwert an, die nun wiederum zur Rege
lung der Ausschaltzeit T-Off des Leistungstransistors T dient.
Am Ausgang (76) der Steuereinheit (40) liegt ein Steuersignal GA an, durch das der
Transistor T gesteuert wird. Gleichzeitig werden mit diesem Steuersignal die Schalt
elemente S 1, S2, die als Diodentore ausgebildet sein können, gesteuert. Ist das Steuersi
gnal GA "high", so wird ein Strom I1′ umgekehrt proportional der Eingangsspannung
UE einen Kondensator aufladen. Ist das Steuersignal GA "low", wird der Schalter S1
geschlossen sowie der Schalter S2 geöffnet, wodurch gesteuert durch das Signal E
(fehlerverstärkte Stromdifferenz aus Istwert und Sollwert) der Kondensator C1 über den
Strom I2′ geregelt entladen wird.
Bei konstanter Last wird somit die Ausschaltzeit T-Off konstant sein. Der Kondensator
C1 wird immer mit der gleichen Zeit, d. h. in der Zeit T-Off, entladen. Die Einschaltzeit
T-On wird sich umgekehrt proportional der Eingangsspannung UE einstellen, d. h. je
niedriger die Eingangsspannung UE ist, desto länger wird die Einschaltzeit T-On sein.
Die Steuerung der Einschaltzeit T-On wird mittels der Stromquelle IQ2 realisiert, wobei
der Eingangsstrom I1 dieser Stromquelle proportional der Eingangsspannung UE ist. Da
der Aufladestrom I1′ = I1 ist und damit proportional zur Eingangsspannung UE ist, ist
die Einschaltzeit T-On umgekehrt proportional zur Eingangsspannung UE. Der Auflade
vorgang ereignet sich, während am Ausgang (76) des Komparators das Steuersignal GA
auf "high" liegt. Liegt das Steuersignal GA auf dem Wert "low" wird der Aufladestrom
I1′ abgeschaltet und der Kondensator gesteuert über das Ausgangssignal E des Strom
reglers über den Strom I2′ entladen.
Die zuvor wiedergegebene Beschreibung der Schaltung des Regelkreises sind rein
beispielhaft, ohne daß hierdurch eine Einschränkung der erfindungsgemäßen Lehre
erfolgt. Vielmehr erstreckt sich diese auch auf Varianten und Ausgestaltungen, in denen
die Erfindung realisierbar ist. Auch ist das den Erläuterungen zugrundeliegende Regel
verfahren Gegenstand der Erfindung.
Claims (10)
1. Schaltnetzteil (10), insbesondere Tief-/Hochsetzsteller mit PFC-Bewertung, zur
Umwandlung einer an einem Eingangskreis (12) anliegenden Eingangsspannung UE
in eine an einem mit einer Last CA, LA belasteten Ausgangskreis (14) anliegende
geregelte Ausgangsspannung UA,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Eingangskreis (12) eine erste Drosselspule D1.1 aufweist, die über eine erste
Verbindungsstelle (18) in Serie mit einem Kondensator CS verbunden ist, der über
eine zweite Verbindungsstelle (20) über eine Diode DE mit einer Last CA, LA ver
bunden ist und daß die Last CA, LA über eine Verbindungsleitung (26) zum Eingang
führt, wobei zwischen der ersten Verbindungsstelle (18) und der Verbindungsleitung
(26) ein Leistungstransistor T und zwischen der zweiten Verbindungsstelle (20) und
der Verbindungsleitung (26) eine zweite, mit der ersten Drosselspule D1.1 magnetisch
gekoppelte Drosselspule D1.2 verschaltet ist und daß das Schaltnetzteil einen Regel
kreis, bestehend aus einem Spannungsregler KU, einem Rechenglied RG, RG′ und
einem Stromregler KI aufweist, wobei das Rechenglied RG, RG′ dem Spannungs
regler KU zur PFC-Bewertung nachgeschaltet ist, so daß eine Ausgangsgröße D des
Rechengliedes RG als Stromsollwert für den nachgeschalteten Stromregler K1 zur
Verfügung steht und daß dem Stromregler KI eine einem in der zweiten Drosselspule
D1.2 gemessenen Strom IS proportionale Gleichgröße als Istwert zuführbar und ein
Ausgang (60) des Stromreglers KI zur Regelung einer Ausschaltzeit T-Off mit einer
Steuereinheit (40) verbunden ist, dessen Ausgang GA mit einem Steuereingang G des
Leistungstransistors T verbunden ist.
2. Netzteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Strom IS proportionale DC-Größe bzw. Gleichgröße an einem in Reihe
mit der Drosselspule D1.2 liegenden Meßumformer SE wie Shunt meßbar ist.
3. Netzteil nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rechenglied RG′ einen Eingang B für die eine Sinusform aufweisende
Eingangsspannung UE und einen weiteren Eingang C für den Spitzenwert der Ein
gangsspannung als Gleichspannungswert UES aufweist, wobei an dem Ausgang 52′
ein Signal
D = A × B/CmitB/C = UE/UES = konstantansteht.
4. Netzteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Last CA, LA über einen Transformator T, mit Primärwicklung T1.1 und
Sekundärwicklung T1.2, mit dem Eingangskreis (12) verbunden ist, wobei die Last
CA, LA über eine Diode DA mit der Sekundärwicklung T1.2 des Transformators ver
bunden ist und die Primärwicklung T1.1 zwischen der Diode DE und der Verbin
dungsleitung (26) liegt.
5. Netzteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsregler KU über ein potentialtrennendes Übertragungselement wie
OPTO-Koppler mit dem Rechenglied RG, RG′ verbunden ist.
6. Schaltnetzteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuerglied (40) zumindest zwei Stromquellen IQ1, IQ2, wie Stromspiegel
zum Laden und Entladen eines Kondensators C1 sowie einen Komparator (66) auf
weist, dessen Eingang (64) mit dem Kondensator C1 zur Messung der Kondensator
spannung verbunden ist, wobei dessen Ausgang (76) einerseits mit dem Leistungs
transistor T und andererseits mit Schaltelementen S1, S2 wie Diodentoren verbunden
ist, die in Abhängigkeit eines Ausgangssignals GA des Komparators (66) den Lade
bzw. Entladevorgang zur Bestimmung der Ein- bzw. Ausschaltzeiten T-On- bzw. T-
Off einleiten.
7. Schaltnetzteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausschaltzeit T-Off durch die Ausgangsgröße E = I2 des Stromreglers KI
regelbar ist.
8. Schaltnetzteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromquelle IQ1 eingangsseitig über einen Widerstand R₁ mit dem Stromreg
ler KI und ausgangsseitig über das Schaltelement S1 mit dem Kondensator C1 ver
bunden ist.
9. Schaltnetzteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromquelle IQ2 über einen Widerstand R₂ mit der Eingangsspannung UE
verbunden ist und ausgangsseitig über das Schaltelement S2 zum Aufladen des
Kondensators mit diesem verbunden ist.
10. Schaltnetzteil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einschaltzeit T-On umgekehrt proportional der Eingangsspannung UE ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19505417A DE19505417C2 (de) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | SEPIC-Schaltnetzteil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19505417A DE19505417C2 (de) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | SEPIC-Schaltnetzteil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19505417A1 true DE19505417A1 (de) | 1996-08-29 |
DE19505417C2 DE19505417C2 (de) | 2001-03-08 |
Family
ID=7754266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19505417A Expired - Lifetime DE19505417C2 (de) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | SEPIC-Schaltnetzteil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19505417C2 (de) |
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