DE19735208A1 - Free running switching power supply e.g. for video recorder - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstschwingendes Schaltnetzteil mit einem Schalttransistor, einem Trenntransformator mit mindestens einer Sekundärwicklung und einer Primärwicklung, die in Serie zu dem Schalttransistor geschaltet ist, und mit einer Anlaufschaltung, die den Steueranschluß des Schalttransistors mit einer eingangsseitigen Betriebsspannung verbindet.The present invention relates to a self-oscillating Switching power supply with a switching transistor, a Isolating transformer with at least one secondary winding and a primary winding that is in series with the Switching transistor is switched, and with a Start-up circuit, which the control connection of the Switching transistor with an input side Operating voltage connects.
Schaltnetzteile dieser Art, die insbesondere einen MOSFET mit hochohmigem Steueranschluß als Schalttransistor aufweisen, können im einem Kurzschlußfall in einen unstabilen Zustand geraten, durch den der Schalttransistor gefährdet ist. Problematische Bauteile sind beispielsweise Gleichrichterdioden und Glättungskondensatoren auf der Sekundärseite, die einen Kurzschluß verursachen können, und die bei einem Kurzschlußfall das Abbrechen der Oszillation oder eine undefinierte Oszillation des Schaltnetzteils bewirken können. Auch bei einem Abbrechen der Oszillation wird durch die vorhandene Anlaufschaltung der Steueranschluß des Schalttransistors mit einer Spannung versorgt, die ein teilweises Durchschalten des Schalttransistors bewirken kann. Wird insbesondere der Schalttransistor ohne Kühlkörper betrieben, so erwärmt sich dieser und im Falle eines MOSFET (Metall-Oxid-Feldeffekt-Tran sistor) steigt hierdurch der Drain-Source-Widerstand an, wodurch die Temperatur des Schalttransistors zusätzlich weiter ansteigt und diesen zerstören kann.Switching power supplies of this type, in particular a MOSFET with high-impedance control connection as switching transistor can have in a short circuit in one unstable state by which the switching transistor endangered is. Problematic components are, for example Rectifier diodes and smoothing capacitors on the Secondary side, which can cause a short circuit, and which, in the event of a short circuit, stops the oscillation or an undefined oscillation of the switching power supply can effect. Even if the oscillation stops is due to the existing start-up circuit Control connection of the switching transistor with a voltage supplied, the partial switching of the Switching transistor can cause. In particular, the Switching transistor operated without a heat sink, so heats up this and in the case of a MOSFET (metal oxide field effect trans sistor) this increases the drain-source resistance on, which additionally causes the temperature of the switching transistor continues to rise and can destroy it.
Desweiteren können verschiedene Bauteile (insbesondere der Transistor aber auch z. B. Sekundärdioden und Kondensatoren) durch die anhaltende Oszillation des Netzteiles und einem in diesem Betriebszustand sehr großen Strom in diesen Bauteilen unzulässig heiß werden, das Lötzinn kann schmelzen, wodurch ein Sicherheitsrisiko besteht (Brandgefahr). Furthermore, various components (especially the Transistor but also z. B. secondary diodes and Capacitors) due to the sustained oscillation of the Power supply and a very large one in this operating state Electricity in these components becomes too hot Solder can melt, creating a safety risk exists (risk of fire).
Ein selbstschwingendes Schaltnetzteil dieser Art ist beispielsweise aus der DE 43 42 805 A1 bekannt. Aus der DE 42 44 530 A1 ist ein Schaltnetzteil mit einer Schutzschaltung bekannt, die im Bereitschaftsbetrieb auch bei unterschiedlichen Netzspannungen sicher anspricht.A self-oscillating switching power supply of this type is known for example from DE 43 42 805 A1. From DE 42 44 530 A1 is a switching power supply with a Protection circuit known in standby mode too responds reliably at different mains voltages.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein selbstschwingendes Schaltnetzteil der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem insbesondere bei Verwendung eines MOSFET mit einem hochohmigen Steueranschluß als Schalttransistor im Falle eines Kurzschlusses der Schalttransistor nicht zerstört wird.The object of the present invention is a self-oscillating switching power supply of the aforementioned Specify the type, in particular when using a MOSFET with a high-resistance control connection as Switching transistor in the event of a short circuit in the Switching transistor is not destroyed.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the one specified in claim 1 Invention solved. Advantageous further developments of Invention are specified in the subclaims.
Das Schaltnetzteil der vorliegenden Erfindung enthält auf der Primärseite Schaltungsmittel, die bei einem sekundärseitigen Kurzschluß ein sicheres Abschalten des Schalttransistors bewirken. Insbesondere enthält es eine Anlaufschaltung mit einer hochohmigen Widerstandskette, deren Widerstände zum Teil mittels eines parallel geschalteten Kondensators überbrückt sind. Hierdurch wird im Einschaltzeitpunkt ein ausreichend hoher Strom geliefert zum Durchschalten des Schalttransistors, so daß das Schaltnetzteil zu schwingen beginnt. Während des Betriebes, wenn dieser Kondensator aufgeladen ist, ist der Strom durch die Anlaufschaltung derart gering, daß er allein nicht zum Durchschalten des Schalttransistors ausreicht.The switching power supply of the present invention contains the primary side circuit means which at a secondary-side short-circuit a safe shutdown of the Cause switching transistor. In particular, it contains one Start-up circuit with a high-resistance chain, some of their resistances by means of a parallel switched capacitor are bridged. This will a sufficiently high current is supplied at the time of switching on to turn on the switching transistor, so that Switching power supply starts to oscillate. During operation, when this capacitor is charged, the current is through the start-up circuit so low that it is not alone Switching the switching transistor through is sufficient.
Die Anlaufschaltung bildet zusammen mit einem Widerstand, der den Steuerspannungsweg mit einem niedrigen Potential verbindet, einen Spannungsteiler, der derart bemessen ist, daß die an dem Steueranschluß des Schalttransistors anliegende Spannung unterhalb dessen Einschaltspannung bleibt. Die Impedanz der Verbindung des Steueranschlusses mit einer primärseitigen Hilfswicklung, über die die Schwingung des Schaltnetzteils während des Betriebs aufrechterhalten wird, ist zudem derart hoch, daß eine bei einem sekundärseitigen Kurzschluß eventuell an dieser Wicklung noch vorhandene Spannung nicht ausreicht, zusammen mit dem deutlich verringerten Anlaufstrom den Schalttransistor durchzuschalten.The start-up circuit forms together with a resistor, which is the control voltage path with a low potential connects a voltage divider that is dimensioned in such a way that at the control terminal of the switching transistor applied voltage below its switch-on voltage remains. The impedance of the connection of the control connection with a primary-side auxiliary winding, over which the Vibration of the switching power supply during operation is maintained is also so high that one at a secondary short circuit on this Winding voltage still not sufficient, together with the significantly reduced starting current To switch switching transistor.
Mittels einer Zenerdiode, die parallel zu dem Kondensator liegt und mit einem niedrigeren Potential verbunden ist, wird die Spannung über dem Kondensator begrenzt und im vollständigen Netzspannungsbereich konstant gehalten. Vorteilhafterweise ist der Steuerspannungsweg des Schalttransistors noch über eine Zenerdiode und einen Widerstand mit einem Ladekondensator verbunden, durch den die Dimensionierung des Schaltnetzteiles für einen Netzspannungsbereich von 90 V-264 V ermöglicht wird. Bei einer kurzfristigen Netzunterbrechung ermöglicht der Ladekondensator, daß das Schaltnetzteil oszilliert bis der mit dem Netzgleichrichter verbundene Siebkondensator entladen ist und somit der Kondensator in der Anlaufschaltung im wesentlichen entladen wird, so daß ein sicherer Neustart möglich ist.By means of a zener diode, which is parallel to the capacitor lies and is connected to a lower potential, the voltage across the capacitor is limited and in complete line voltage range kept constant. Advantageously, the control voltage path of the Switching transistor via a Zener diode and one Resistor connected to a charging capacitor through which the dimensioning of the switching power supply for one Mains voltage range of 90 V-264 V is made possible. At allows a short-term network interruption Charging capacitor that the switching power supply oscillates until the filter capacitor connected to the mains rectifier is discharged and thus the capacitor in the Starting circuit is essentially discharged, so that a safe restart is possible.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an den Steuerspannungsweg des Schalttransistors eine Transistorstufe geschaltet, die nach dem Anlaufen des Schalttransistors dessen Steueranschluß niederohmig macht. Dadurch kann der Schalttransistor während des Betriebs nicht mehr über den Anlaufstrom, sondern nur noch über eine weitere Spannungsquelle bzw. Stromquelle, wie zum Beispiel einer Hilfswicklung, durchgesteuert werden. Die Transistorstufe enthält hierfür insbesondere einen Kondensator, der im entladenen Zustand den Transistor dieser Transistorstufe leitend hält, so daß der Steueranschluß des Schalttransistors niederohmig gehalten wird. In einem Kurzschlußfall reicht der Spannungsabfall an dem niederohmigen Steueranschluß des Schalttransistors nicht aus, diesen durchzuschalten: Erst wenn der Kondensator über eine große Zeitkonstante geladen ist und damit den Transistor der Transistorstufe sperrt, wird der Steueranschluß des Schalttransistors hochohmig und der Schalttransistor macht einen neuen Einschaltversuch. Während des Normalbetriebs bleibt der Kondensator entladen, so daß der Steueranschluß des Schalttransistors niederohmig ist und ein ungestörter Betrieb des Schaltnetzteiles möglich ist.In a further embodiment of the invention, the Control voltage path of the switching transistor Transistor stage switched after the startup of the Switching transistor whose control connection makes low resistance. This allows the switching transistor to operate no longer via the starting current, but only via one another voltage source or current source, such as an auxiliary winding. The For this purpose, the transistor stage contains in particular one Capacitor, the transistor in the discharged state this transistor stage keeps conductive, so that Control connection of the switching transistor kept low becomes. In the event of a short circuit, the voltage drop is sufficient the low-impedance control connection of the switching transistor do not turn off this: Only when the Capacitor is charged over a large time constant and so that the transistor of the transistor stage blocks, the Control connection of the switching transistor high impedance and Switching transistor makes a new attempt to switch on. The capacitor remains discharged during normal operation, so that the control terminal of the switching transistor has a low resistance is and an undisturbed operation of the switching power supply is possible.
Die Erfindung kann insbesondere verwendet werden für selbstschwingende Schaltnetzteile, wie beispielsweise für Videorecorder oder Fernsehgeräte. Auch ohne Kühlkörper wird der Schalttransistor durch einen sekundärseitigen Kurzschluß nicht zerstört. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß bei einer vorübergehenden Störung, zum Beispiel bei einem kurzzeitigen Netzausfall oder bei einem Überschlag in einer Bildröhre, das Schaltnetzteil wieder neu startet.The invention can be used in particular for self-oscillating switching power supplies, such as for VCRs or televisions. Even without a heat sink the switching transistor by a secondary side Short circuit not destroyed. At the same time it is ensured that in the event of a temporary disturbance, for example at a brief power failure or a flashover in a picture tube, the switching power supply restarts.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand von schematischen Schaltbildern näher erläutert. Es zeigen:The invention is exemplified below with reference to schematic circuit diagrams explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein selbstschwingendes Schaltnetzteil mit einer Anlaufschaltung, Fig. 1 is a self-oscillating switched mode power supply having a starting circuit,
Fig. 2 eine Transistorstufe, die mit dem Steuerspannungsweg eines Schalttransistors verbunden ist. Fig. 2 shows a transistor stage which is connected to the control voltage path of a switching transistor.
Das Schaltnetzteil der Fig. 1 enthält einen Brückengleichrichter BR zur Gleichrichtung einer Netzspannung AC, dessen Ausgangsspannung durch einen Siebkondensator C10 geglättet wird. Die hieraus resultierende eingangsseitige Betriebsspannung U0 liegt an einer Primärwicklung W1 eines Trenntransformators TR an, die in Serie zu einem Schalttransistor T20 geschaltet ist. Der Trenntransformator TR enthält weiterhin sekundärseitige Wicklungen W3, W4, W5 zur Bereitstellung verschiedener Betriebsspannungen und eine primärseitige Hilfswicklung W2. Das Schaltnetzteil arbeitet als Sperrwandler.The switching power supply of FIG. 1 comprises a bridge rectifier BR for rectifying an AC mains voltage, the output voltage is smoothed by a filter capacitor C10. The resulting operating voltage U0 on the input side is applied to a primary winding W1 of an isolating transformer TR, which is connected in series with a switching transistor T20. The isolating transformer TR also contains windings W3, W4, W5 on the secondary side for providing different operating voltages and an auxiliary winding W2 on the primary side. The switching power supply works as a flyback converter.
Der Steueranschluß des Schalttransistors T20 ist mit einem Wicklungsende 3 der Hilfswicklung W2 verbunden, das in der leitenden Phase des Schalttransistors T20 eine positive Spannung führt und dadurch die leitende Phase aufrechterhält. In Serie zu dem Stromweg des Schalttransistors T20 ist ein Strommeßwiderstand R20 geschaltet, über dem sich während der leitenden Phase eine Spannung aufbaut, abhängig von der Induktion der Primärwicklung W1, und die einen Kondensator C22 auflädt. Wird ein bestimmter Spannungswert erreicht, so wird ein hieran angeschlossener Transistor T22 durchgeschaltet, wodurch ein weiterer Transistor T23 durchgeschaltet wird, durch den die Steuerspannung U1 des Schalttransistors auf ein niedriges Potential U2, der Spannung über dem Widerstand R20, heruntergezogen wird. Der Schalttransistor wird hierdurch gesperrt.The control terminal of the switching transistor T20 is connected to a winding end 3 of the auxiliary winding W2, which carries a positive voltage in the conductive phase of the switching transistor T20 and thereby maintains the conductive phase. In series with the current path of the switching transistor T20, a current measuring resistor R20 is connected, across which a voltage builds up during the conducting phase, depending on the induction of the primary winding W1, and which charges a capacitor C22. If a certain voltage value is reached, a transistor T22 connected to it is switched on, as a result of which a further transistor T23 is switched through, by which the control voltage U1 of the switching transistor is pulled down to a low potential U2, the voltage across the resistor R20. This blocks the switching transistor.
Während der Sperrphase entlädt sich die in dem Transformator TR gespeicherte Energie auf die Sekundärseite. Der Kondensator C22 und hiermit die Basis des Transistors T22 ist über einen Widerstand R37 und eine Diode D37 mit einem Ende 1 der Hilfswicklung 2 verbunden, das während der Sperrphase positiv ist, so daß die Sperrphase hierdurch aufrechterhalten wird. Zusätzlich wird noch ein Regelsignal UR über einen Optokoppler UK zur Basis des Transistors T22 übertragen.During the blocking phase, the energy stored in the transformer TR discharges to the secondary side. The capacitor C22 and herewith the base of the transistor T22 is connected via a resistor R37 and a diode D37 to an end 1 of the auxiliary winding 2 which is positive during the blocking phase, so that the blocking phase is thereby maintained. In addition, a control signal UR is transmitted to the base of transistor T22 via an optocoupler UK.
Ist die Induktion in dem Trenntransformator TR abgebaut, so fällt auch die Spannung an der Hilfswicklung W2 ab. Durch entsprechende Bemessung eines Widerstandes R37 und des Kondensators C22 wird ein verzögertes Einschaltverhalten des Schaltnetzteiles erreicht. Hierdurch entsteht nach der Abklingphase der Induktion des Trenntransformators TR eine Schwingung zwischen dessen Induktivitäten mit anliegenden Kapazitäten, wie den an der Primärwicklung W1 angeschlossenen Kondensator C21, und den parasitären Kapazitäten der Wicklungen. Durch das verzögerte Einschaltverhalten wird der Schalttransistor T20 genau in Zeitpunkt durchgeschaltet, in dem die über dem Transistors T20 stehende Spannung minimal ist, so daß dessen Einschaltverluste sehr gering sind. Der Schalttransistor T20 kann hierdurch ohne Kühlkörper betrieben werden. Ein im Minimum einschaltendes Schaltnetzteil ist beispielsweise aus der EP 44 31 120 bekannt, dessen Wirkungsweise deshalb hier nicht näher erläutert wird.If the induction in the isolating transformer TR is reduced, then the voltage across the auxiliary winding W2 also drops. By corresponding dimensioning of a resistor R37 and the Capacitor C22 becomes a delayed switch-on behavior of the switching power supply. This creates after the Decay phase of the induction of the isolating transformer TR one Vibration between its inductors with applied Capacities, such as that on the primary winding W1 connected capacitor C21, and the parasitic Capacities of the windings. By the delayed Switch-on behavior, the switching transistor T20 is exactly in Switched through when the above the Transistor T20 standing voltage is minimal, so that whose start-up losses are very low. Of the Switching transistor T20 can thus have no heat sink operate. One that turns on at a minimum Switching power supply is for example from EP 44 31 120 known, the mode of action of which is therefore not described in detail here is explained.
Durch Widerstände R25, R27, R40 und R41, Kondensatoren C25 und C40, und Dioden D25, D33 und D40 werden zwei Strompfade mit unterschiedlichen Stromrichtungen gebildet, die den Kondensator C22 mit dem Ende 3 der Wicklung 2 verbinden. Hierdurch werden einerseits unterschiedliche Netzspannungen AC in der Regelung berücksichtigt, da der Forward-Positiv- Anteil der an dem Ende 3 anstehenden Spannung proportional der Spannung über der Primärwicklung W1 und hiermit proportional der geglätteten Eingangsspannung U0 ist. Andererseits ist der Flyback-Negativ-Anteil am Ende 3 der Wicklung 2 proportional zu den sekundärseitigen Ausgangsspannungen, wodurch über die Bauteile D25, R25, C25 und R27 eine Softstartschaltung realisiert wird.Resistors R25, R27, R40 and R41, capacitors C25 and C40, and diodes D25, D33 and D40 form two current paths with different current directions, which connect the capacitor C22 to the end 3 of the winding 2 . In this way, on the one hand, different mains voltages AC are taken into account in the control, since the forward positive component of the voltage present at the end 3 is proportional to the voltage across the primary winding W1 and thus proportional to the smoothed input voltage U0. On the other hand, the flyback negative component at the end 3 of the winding 2 is proportional to the output voltages on the secondary side, as a result of which a soft start circuit is implemented via the components D25, R25, C25 and R27.
Durch einen Kondensator C38, der während der Leitendphase des Schalttransistors geladen wird, und der über einen Widerstand R38 mit dem Transistor T22 verbunden ist, wird verhindert, daß die Leitendzeit des Schaltnetzteiles zu klein wird, wodurch ein instabiler Betrieb des Schaltnetzteils und damit des Schalttransistors T20 bei einer sehr geringen Leistungsaufnahme auf der Sekundärseite, wie beispielsweise bei einem Standby- Betrieb, auftreten könnte.By a capacitor C38, which during the leading phase of the switching transistor is loaded, and the one Resistor R38 is connected to transistor T22 prevents the lead time of the switching power supply from increasing becomes small, causing unstable operation of the Switching power supply and thus the switching transistor T20 a very low power consumption on the Secondary side, such as a standby Operation that might occur.
Das Schaltnetzteil enthält eine hochohmige Widerstandskette mit Widerständen R5, R6 und R11, die den Steuerspannungsweg des Schalttransistors T20 mit der eingangsseitigen Betriebsspannung U0 verbindet. Zu dem Widerstand R11 ist ein Kondensator C11 parallel geschaltet. Im Einschaltzeitpunkt fließt durch diesen Kondensator C11 ein ausreichend hoher Strom, der den Schalttransistor T20 durchschaltet. Nach der Anlaufphase ist er auf einen bestimmten Spannungswert aufgeladen, der durch eine parallel geschaltete Zenerdiode D5 bestimmt wird, so daß während des Normalbetriebs nur ein geringer Strom durch den Widerstand R11 fließt. Der Widerstand R11 bildet zusammen mit einem an dem Steueranschluß des Schalttransistors T20 anliegenden Widerstand R22 einen Spannungsteiler, der so dimensioniert ist, daß an dem Steueranschluß nur eine Spannung von circa 2 V anliegt, bei der der Schalttransistor, in diesem Ausführungsbeispiel ein MOSFET, noch voll gesperrt ist. Diese Spannung ist unabhängig von der Netzspannung aufgrund der Zenerdiode D5.The switching power supply contains a high-resistance chain with resistors R5, R6 and R11 covering the control voltage path of the switching transistor T20 with the input side Operating voltage U0 connects. To the resistor R11 is a capacitor C11 connected in parallel. in the Switch-on time flows in through this capacitor C11 sufficiently high current that the switching transistor T20 switches through. After the start-up phase, he is on one certain voltage value charged by a Zener diode D5 connected in parallel is determined so that only a small current through the Resistor R11 flows. The resistor R11 forms together with one at the control terminal of the switching transistor T20 applied resistor R22 a voltage divider that so is dimensioned that only one at the control connection There is a voltage of approximately 2 V at which the Switching transistor, in this embodiment a MOSFET, is still fully blocked. This tension is independent of the mains voltage due to the Zener diode D5.
Schaltet der Schalttransistor T20 während des Normalbetriebs bei einem bestimmten Zeitpunkt durch, wie vorangehend erklärt, so polt das Ende 3 der Hilfswicklung W2 von negativ nach positiv um, wobei durch einen Kondensator C24 ein Spannungspuls geliefert wird, der das Durchschalten des Schalttransistors T20 noch beschleunigt. Anschließend wird durch Diode D19 und Widerstand R19 ein ausreichend hoher Strom bereitgestellt, der den Schalttransistor leitend hält. Im Falle eines Kurzschlusses auf der Sekundärseite ist die an dem Ende 3 anliegende Spannung erheblich geringer. Die Widerstände R19, R22, R5, R6 und R11 sind derart bemessen, das die Spannung in einem Kurzschlußfall unterhalb der Einschaltspannung des Schalttransistors T20 liegt.If the switching transistor T20 switches through during normal operation at a specific point in time, as explained above, the end 3 of the auxiliary winding W2 reverses from negative to positive, a voltage pulse being supplied by a capacitor C24, which still accelerates the switching through of the switching transistor T20. A sufficiently high current is then provided by diode D19 and resistor R19, which keeps the switching transistor conductive. In the event of a short circuit on the secondary side, the voltage present at the end 3 is considerably lower. The resistors R19, R22, R5, R6 and R11 are dimensioned such that the voltage is below the switch-on voltage of the switching transistor T20 in the event of a short circuit.
Um das Einschaltverhalten des Schaltnetzteiles auch in einem weiten Eingangsspannungsbereich von 90 V-264 V zu ermöglichen, ist zusätzlich noch der Steuerspannungsweg über eine Zenerdiode D29 und einen Widerstand R30 mit einem eine positive Spannung führenden Kondensator C31 verbunden, die aus der Flyback-Wicklung W2 gewonnen wird. Dieser versorgt den Optokoppler OK mit der für dessen Betrieb notwendigen Spannung. Für den Anschluß von D29/R30 kann aber auch jede andere primärseitige Flyback-Positiv- Spannung genommen werden. Hierdurch liegt nach einer Netzspannungsunterbrechung für eine gewisse Zeit noch eine positive Spannung für den Schalttransistor T20 an, so daß der Siebkondensator C10 und dadurch auch der Kondensator C11 weitgehend entladen wird durch einige noch erfolgende Oszillationen. Bei einem nachfolgenden Wiedereinschalten fließt dadurch auch bei einer niedrigen Netzeingangsspannung über den Kondensator C11, der jetzt im wesentlichen Entladen ist, ein ausreichender Strom zum Durchschalten des Schalttransistors. Im Falle eines Kurzschlusses fällt die Spannung am Kondensator C31 mit einer definierten Zeitkonstante, bestimmt durch C31 und R30, ab, bis durch die Zenerdiode D29 weitere Oszillationen verhindert werden. Diese Zeitkonstante kann andererseits so groß gewählt werden, daß bei einer kurzzeitigen Störung, wie z. B. Bildröhrenüberschlag, das Netzteil nicht definitiv abschaltet.To the switch-on behavior of the switching power supply also in a wide input voltage range of 90 V-264 V. enable, is also the control voltage path via a Zener diode D29 and a resistor R30 with a a positive voltage-carrying capacitor C31 is connected, which is obtained from the flyback winding W2. This supplies the optocoupler OK with that for its operation necessary tension. For the connection of D29 / R30 can but also any other primary flyback positive Tension can be taken. This is after one Mains voltage interruption for a while positive voltage for the switching transistor T20, so that the filter capacitor C10 and thereby also the capacitor C11 is largely discharged by some still occurring Oscillations. With a subsequent restart thus flows even at a low one Mains input voltage via the capacitor C11, which is now in the substantial discharge is sufficient current to Turning on the switching transistor. in case of a In the event of a short circuit, the voltage at capacitor C31 also drops a defined time constant, determined by C31 and R30, down until further oscillations by the Zener diode D29 be prevented. On the other hand, this time constant can be chosen large so that in the event of a short-term fault, such as B. CRT, the power supply not definitely turns off.
In dem hier vorliegenden Schaltnetzteil wird ein MOSFET als Schalttransistor T20 verwendet, die Verwendung von anderen Schalttransistoren mit hochohmigem Steueranschluß ist aber ebenfalls möglich. Die Dimensionierung der wichtigsten Bauteile in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist wie folgt: D5: 43 V, C11: 4,7 µF, R11: 470k, R5 + R6: 1050k, C20: 12 nF, C21: 2,2 nF, D20: 15 V, R22: 27 k, R20: 4R7, D44: 6,5 V, R21: 22R, R19: 1k, D19: 20 V, 24: 470 pF, R37: 10k, R38: 100R, C38: 220 pF, D29: 6,8 V, R30: 47k, C31: 4,7 µF, R28: 10R, R26: 1k, C22: 1,5 nF.In the switching power supply here, a MOSFET is used as Switching transistor T20 uses the use of others Switching transistors with a high-impedance control connection is also possible. The dimensioning of the most important Components in the embodiment described here as follows: D5: 43 V, C11: 4.7 µF, R11: 470k, R5 + R6: 1050k, C20: 12 nF, C21: 2.2 nF, D20: 15 V, R22: 27 k, R20: 4R7, D44: 6.5 V, R21: 22R, R19: 1k, D19: 20 V, 24: 470 pF, R37: 10k, R38: 100R, C38: 220 pF, D29: 6.8 V, R30: 47k, C31: 4.7 µF, R28: 10R, R26: 1k, C22: 1.5 nF.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, in der Fig. 2 dargestellt, ist eine Transistorstufe mit einem Transistor T50 an den Steuerspannungsweg des Schalttransistors T20 geschaltet. Über einen Kondensator C50 und Widerstände R51, R52 und R53 und eine Diode D50 wird der Schalttransistor T50 derart gesteuert, daß in einem Kurzschlußfall, in dem die Steuerspannung U10 abfällt, dieser zunächst leitend bleibt und damit den Steueranschluß des Schalttransistors T20 auf einem niedrigen Potential hält. Die Funktion ist wie folgt: Nach dem Einschalten wird über eine Anlaufschaltung mit Widerständen R1, R2 zuerst der Kondensator C50 über die Widerstände R51, R52 geladen. Die Einschaltzeitkonstante wird durch C50, R51 und R52 bestimmt. Während dieser Phase ist T50 durchgeschaltet, so daß der an dem Steueranschluß anliegende Widerstand R3 parallel zu Widerstand R50 liegt, wodurch der Schalttransistor T20 noch nicht durchschalten kann. Erst wenn T50 durch Laden von C50 gesperrt wird, kann T20 über den Spannungsteiler R1, R2, R3 durchgeschaltet werden.In a further exemplary embodiment, shown in FIG. 2, a transistor stage with a transistor T50 is connected to the control voltage path of the switching transistor T20. Via a capacitor C50 and resistors R51, R52 and R53 and a diode D50, the switching transistor T50 is controlled in such a way that, in the event of a short circuit in which the control voltage U10 drops, it initially remains conductive and thus keeps the control terminal of the switching transistor T20 at a low potential . The function is as follows: After switching on, the capacitor C50 is first charged via the resistors R51, R52 via a start-up circuit with resistors R1, R2. The switch-on time constant is determined by C50, R51 and R52. During this phase, T50 is turned on, so that the resistor R3 present at the control connection is parallel to resistor R50, as a result of which the switching transistor T20 cannot yet turn on. Only when T50 is blocked by loading C50 can T20 be switched through via voltage divider R1, R2, R3.
Im Normalbetrieb, wenn der Schalttransistor T20 sperrt, wird C50 über eine kleine Zeitkonstante, bestimmt durch R53, D50 und C50, entladen. Hierdurch bleibt der Transistor T50 im Normalbetrieb durchgeschaltet, so daß der Steueranschluß von T20 niederohmig betrieben wird.In normal operation, when the switching transistor T20 blocks, is determined by a small time constant R53, D50 and C50, discharged. This leaves the transistor T50 switched through in normal operation, so that the Control connection of T20 is operated with low resistance.
In einem Kurzschlußfall, z. B. auf der Sekundärseite durch einen Dioden- oder Kondensatorenkurzschluß, fällt die Steuerspannung U10 ab, da der Transistor T50 durchgesteuert ist. Durch die verringerte Amplitude und die verringerte Oszillation der Steuerspannung wird jetzt der Kondensator C50, bestimmt durch die Zeitkonstante aus C50, R51 und R52, langsam aufgeladen, wodurch T50 sperrt. Jetzt ist ein neuer Einschaltversuch über die Anlaufschaltung möglich. Hierdurch entsteht im Kurzschlußfall ein Arbeitspunkt mit sehr niedriger Frequenz, wodurch die Netzleistung im Kurzschlußfall sehr stark zurückgeht und der Schalttransistor T20, aber auch andere Bauteile, nicht gefährdet sind.In a short circuit, e.g. B. on the secondary side a diode or capacitor short circuit, the Control voltage U10, since the transistor T50 is turned on is. Due to the reduced amplitude and the reduced The capacitor is now oscillating the control voltage C50, determined by the time constant from C50, R51 and R52, charged slowly, which locks T50. Now is a new one Attempt to switch on possible via the start-up circuit. This creates a working point in the event of a short circuit very low frequency, causing the network performance in Short circuit case decreases very strongly and the Switching transistor T20, but also other components, not are at risk.
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