DE19916915A1 - Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil - Google Patents

Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil

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Abstract

Schaltnetzteil mit einem Schalter (T) zum getakteten Anlegen einer veränderlichen Versorgungsspannung (V) an eine Primärspule (L1) eines Transformators und mit einer ersten Strommeßanordnung (MA; R1) zur Bereitstelung eines von einem Strom (I¶L¶) durch die Primärspule abhängigen Strommeßsignals (Vs), wobei zur Ermittlung der Versorgungsspannung (V) eine an die erste Strommeßanordnung (MA, R1) angeschlossene, den zeitlichen Verlauf des Stroms (I¶L¶) und/oder des Strommeßsignals (Vs) auswertende Auswerteschaltung (AWS) vorgesehen ist. Und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung (V) in einem Schaltnetzteil durch Auswerten des zeitlichen Verlaufs des Stromes (I¶L¶) durch die Primärspule.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil mit ei­ nem Schalter zum getakteten Anlegen einer veränderlichen Ver­ sorgungsspannung an eine Primärspule eines Transformators und mit einer ersten Strommeßanordnung zur Bereitstellung eines von einem Strom durch die Primärspule abhängigen Strommeßsi­ gnals.
Derartige Schaltnetzteile erzeugen aus der Versorgungsspan­ nung eine oder mehrere stabilisierte Gleichspannungen zur Versorgung von Verbrauchern, die an einer Sekundärseite des Transformators angeschlossen sind. Die Versorgungsspannung wird durch Gleichrichten und Glätten aus einer Netzwechsel­ spannung erzeugt, wobei die Schaltnetzteile dazu ausgelegt sind, über einen weiten Netzspannungsbereich, z. B. 90 V . . . 270 V, zu funktionieren. Bei einer Versorgungsspannung, die sich aus einer Netzspannung ergibt, die unterhalb des Auslegungsbereichs liegt, verschlechtert sich das Regelver­ halten und es besteht die Gefahr einer starken Erwärmung des Netzteils. Dasselbe gilt, wenn bei angeschaltetem Netzteil die Netzspannungsversorgung unterbrochen wird. An einem zur Glättung der Netzspannung verwendeten Kondensator liegt dann noch eine Versorgungsspannung an, die langsam abnimmt, wo­ durch ebenfalls die genannten Effekte, schlechtes Regelver­ halten und drohende Erwärmung hervorgerufen werden.
Zur Messung der Versorgungsspannung ist bei bekannten Netz­ teilen ein Spannungsteiler, der die Versorgungsspannung auf wenige Volt herunterteilt, und ein Komparator zum Vergleich der heruntergeteilten Spannung mit einem Referenzwert vorge­ sehen. Dieser Spannungsteiler muß aus Gründen des Brandschut­ zes aus drei Widerständen aufgebaut sein, von denen zwei hochspannungsfest sein müssen. Das Ergebnis des Vergleichs muß einer, üblicherweise als integrierte Schaltung in einem IC-Gehäuse untergebrachten Steuerschaltung des Schaltnetz­ teils zugeführt werden, wofür ein Anschlußpin des IC-Gehäuses "verbraucht" wird. Darüber hinaus stellen die externen, also außerhalb der Steuerschaltung befindlichen, Bauelemente des Spannungsteilers einen Kostenfaktor dar. Zudem verbraucht der Spannungsteiler eine nicht unerhebliche, nur Meßzwecken die­ nende Leistung.
Gemäß der Erfindung ist zur Ermittlung der Versorgungsspan­ nung eine an die erste Strommeßanordnung angeschlossene, den zeitlichen Verlauf des Stroms durch die Primärspule bzw. des Strommeßsignals auswertende Auswerteschaltung vorgesehen mit einer Ausgangsklemme, an der ein von der Versorgungsspannung abhängiges Signal abgreifbar ist. Dabei macht sich die Erfin­ dung zu Nutze, daß nach dem Schließen des Schalters der Ver­ lauf, insbesondere der zeitliche Anstieg, des Stromes durch die Primärspule, von der Versorgungsspannung abhängig ist. Der Strom steigt kurz nach dem Schließen des Schalters abhän­ gig von der Versorgungsspannung und dem Induktivitätswert der Primärspule annäherungsweise linear an. Die Auswerteschaltung bewertet diesen Anstieg und erzeugt ein Ausgangssignal, das von der Steigung des Stromsignals, und damit von der Versor­ gungsspannung abhängig ist. Die Auswerteschaltung ist voll­ ständig in der Steuerschaltung ohne externe Bauelemente inte­ grierbar. Das der Auswerteschaltung zur Ermittlung des Stro­ manstiegs zugeführte Strommeßsignal wird der Steuerschaltung eines Schaltnetzteils üblicherweise ohnehin zur Erzeugung ei­ nes Ansteuersignals für den Halbleiterschalter zugeführt, so daß auch kein zusätzlicher Anschlußpin erforderlich ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Auswer­ teschaltung Schaltmittel aufweist zur Bereitstellung eines von einer Steigung des Strommeßsignals abhängigen Signals. Dieses Signal ist neben dem konstanten Induktivitätswert der Primärspule und gegebenenfalls in den Primärstromkreislauf geschalteter Widerstände von der Versorgungsspannung abhängig und stellt somit ein Meßsignal für die Versorgungsspannung dar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zusätzlich Schaltmittel zum Vergleich des von der Steigung des Strommeß­ signals abhängigen Signals mit einem Referenzsignal vorgese­ hen. Als Ausgangssignal steht dabei vorzugsweise ein zweiwer­ tiges Signal zur Verfügung, das abhängig davon, ob die Ver­ sorgungsspannung einen vorgegebenen Wert über- oder unter­ schreitet einen der beiden Werte annimmt. Die Auswerteschal­ tung dient so zur Erkennung einer zu geringen Versorgungs­ spannung.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Auswerteschaltung eine Reihenschaltung einer zweiten Strommeßanordnung und einer Kapazität aufweist, die so an die Strommeßanordnung angeschlossen sind, daß eine das Strommeß­ signal repräsentierende Spannung über dieser Reihenschaltung anliegt. Die erste Strommeßanordnung weist zur Erzeugung des Strommeßsignals vorzugsweise einen in Reihe zu der Primärspu­ le geschalteten Widerstand auf. Steigt der Strom durch die Primärspule nach dem Schließen des Schalters an, steigt pro­ portional dazu die Spannung über dem Widerstand und über der Reihenschaltung aus zweiter Strommeßanordnung und Kapazität an. Der Anstieg dieser Spannung bewirkt einen Stromfluß auf die Kapazität, wobei der auf die Kapazität fließende Strom proportional zur Ableitung des Spannungsverlaufs nach der Zeit ist. Bei linear ansteigender Spannung ist dieser Strom konstant und neben den konstanten Werten der Induktivität der Primärspule und des Widerstands der ersten Strommeßanordnung von der Versorgungsspannung abhängig. Der Strom ist um so größer, je größer die Versorgungsspannung ist, je steiler der Primärstrom also ansteigt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, eine Stromquelle an den der Kapazität und der zweiten Strommeß­ anordnung gemeinsamen Knoten anzuschließen und die Richtung des Stromflusses durch die zweite Strommeßanordnung zur Be­ wertung der Versorgungsspannung auszuwerten. Die Stromrich­ tung ist dabei abhängig von der Steigung des Stromes durch die Primärspule bzw. des Strommeßsignals. Ist der von der Stromquelle gelieferte Strom kleiner als ein Strom, der auf­ grund des Spannungsanstiegs über der Reihenschaltung auf die Kapazität fließt, fließt noch ein Strom von der ersten Strom­ meßanordnung über die zweite Strommeßanordnung auf die Kapa­ zität. Ist der von der Stromquelle gelieferte Strom größer als ein Strom, der aufgrund des Spannungsanstiegs über der Reihenschaltung auf die Kapazität fließt, fließt ein Strom in die entgegengesetzte Richtung von der Stromquelle über die zweite Strommeßanordnung auf die erste Strommeßanordnung.
Die zweite Strommeßanordnung weist vorzugsweise einen Wider­ stand auf mit Klemmen, an denen zur Ermittlung der Stromrich­ tung ein Komparator angeschlossen ist. An einem Ausgang des Komparators liegt abhängig davon, in welcher Richtung der Wi­ derstand von Strom durchflossen wird, eines von zwei unter­ schiedlichen Signalen an. An eine Ausgangsklemme des Kompara­ tors ist vorzugsweise ein Flip-Flop angeschlossen zur Abspei­ cherung eines an einem Ausgang des Komparators anliegenden Signals nach Maßgabe von Ansteuerimpulsen. Die Ansteuerimpul­ se sind vorzugsweise von einem Pulsweitenmodulator zur An­ steuerung des Schalters zur Verfügung gestellt und sorgen da­ für, daß das Signal am Ausgang des Komparators jeweils dann abgespeichert wird, wenn der Schalter geöffnet wird.
Vorzugsweise ist ein Schalter parallel zu der Kapazität ge­ schaltet, der nach Maßgabe der Ansteuerimpuls ansteuerbar ist, um die Kapazität vor dem Schließen bzw. nach dem Öffnen des Schalters zu entladen.
Gegenstand der Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil, wobei das Verfahren vorsieht, den zeitlichen Verlauf, insbe­ sondere den Anstieg, des Stromes durch die Primärspule nach dem Schließen des Halbleiterschalters auszuwerten. Die Aus­ wertung erfolgt gemäß einer Ausführungsform durch Ermitteln einer Steigung des Strommeßsignals und durch Vergleich der Steigung mit einem Referenzwert.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils wer­ den nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Schaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Schaltnetzteils;
Fig. 2 erfindungsgemäßes Schaltnetzteil mit einer Auswer­ teschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 3 erfindungsgemäßes Schaltnetzteil mit einer Auswer­ teschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 4 erfindungsgemäßes Schaltnetzteil mit einer Auswer­ teschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile und Funktionseinheiten mit gleicher Bedeutung.
Fig. 1 zeigt ein Schaltnetzteil zur Gleichspannungsversor­ gung einer an Ausgangsklemmen angeschlossenen Last RL. Das Schaltnetzteil weist eine Halbleiterschalter T auf, der zum Anlegen einer Versorgungsspannung V an eine Primärspule L1 eines Transformators L1, L2 in Reihe zu der Primärspule L1 geschaltet ist. Die Versorgungsspannung V wird durch Gleich­ richten mittels eines Brückengleichrichters BG und Glätten mittels eines Kondensators C2 aus einer Netzwechselspannung Vn erzeugt. Sie steht an dem Kondensator Cg zur Verfügung, der parallel zu der Reihenschaltung aus der Primärspule L1 und dem Halbleiterschalter T geschaltet ist. Die Primärspule nimmt bei geschlossenem Schalter T Energie auf, die nach dem Öffnen des Schalters über eine Sekundärspule L2 des Transfor­ mators L1, L2 und einen Gleichrichter D, C an die Last abge­ geben wird.
Weiterhin ist in Reihe zu dem Halbleiterschalter T eine Strommeßanordnung MA geschaltet, die zur Messung des durch die Primärspule L1 fließenden Stroms IL dient und an der ein von diesem Strom IL abhängiges Strommeßsignal Vs zur Verfü­ gung steht.
Eine Ansteuerung des Halbleiterschalters T erfolgt nach Maß­ gabe eines von einem Pulsweitenmodulators PWM abhängig von dem Strommeßsignal Vs, einem Oszillatorsignal OS und einem lastabhängigen Regelsignal RS erzeugten Ansteuersignals AI. Zur Erzeugung des Oszillatorsignals OS ist an den Oszillator eine Reihenschaltung aus einer Stromquelle I2 und einer Kapa­ zität C2 angeschlossen. Der Pulsweitenmodulator PWM erzeugt in bekannter Weise Ansteuerimpulse AI, in vorzugsweise peri­ odischen Zeitabständen, deren jeweilige Zeitdauern abhängig von dem Strommeßsignal Vs, dem Regelsignal RS und dem Oszil­ latorsignal OS variieren, so daß bei wechselnden Lasten und/oder wechselnder Versorgungsspannung V eine über der Last RL anliegende Gleichspannung annäherungsweise konstant gehal­ ten wird. Die an die Last RL abgegebene Energie und damit die Gleichspannung über der Last RL ist von der Frequenz und der Dauer der Ansteuerimpulse AI abhängig.
Das Schaltnetzteil soll für einen weiten Bereich der Netz­ spannung, z. B. 90 V . . . 270 V, funktionieren. Da bei Unterschrei­ ten des vorgegebenen Minimalwertes eine Erwärmung des Schalt­ netzteils und eine Verschlechterung des Regelverhaltens droht, soll das Schaltnetzteil in diesem Fall abgeschaltet, bzw. der Halbleiterschalter nicht mehr geschlossen werden.
Zur Ermittlung des Wertes der Versorgungsspannung V ist eine Auswerteschaltung AWS vorgesehen, die an die Strommeßanord­ nung MA zur Zuführung des Strommeßsignals Vs angeschlossen ist. An einer Ausgangsklemme der Auswerteschaltung AWS ist ein von der Versorgungsspannung V abhängiges Signal US ab­ greifbar.
Nach einem Schließen des Schalters T steigt der Strom IL durch die Primärspule L1 wenigstens annäherungsweise konstant an, wobei die Steigung neben dem Wert der Induktivität der Primärspule L1 von dem Wert der Versorgungsspannung V ab­ hängt. Zur Ermittlung der Versorgungsspannung V wird in der Auswerteschaltung die Steigung dieses Anstiegs des Stromes IL durch die Primärspule L1 bzw. des davon abhängigen Strommeß­ signals Vs ermittelt.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Auswerteschaltung AWS des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils im Detail dargestellt.
Die erste Strommeßanordnung MA ist in diesem Ausführungsbei­ spiel als erster Widerstand R1 ausgebildet, der in Reihe zu der Primärspule L1 geschaltet ist. Der Widerstand R1 ist da­ bei so dimensioniert, daß bei maximalem Primärstrom eine vor­ gegebene Spannung, z. B. 1 V, die wesentlich geringer als die Versorgungsspannung ist, über dem Widerstand R1 abfällt. Der Primärstrom IL ruft über dem ersten Widerstand R1 als Strom­ meßsignal Vs eine dazu proportionale Spannung hervor. Vor dem Schließen des Schalters fließt kein Primärstrom IL. Nach dem Schließen des Schalters T steigt die Spannung Vs annäherungs­ weise konstant an, wobei die Steigung proportional zu der Versorgungsspannung V und dem ersten Widerstand R1 und umge­ kehrt proportional zu der Induktivität der Primärspule L1 ist. Der Wert der Induktivität der Primärspule und des Wider­ stands R1 sind bei dem Schaltnetzteil konstant, so daß Ände­ rungen der Steigung des Strommeßsignals Vs ausschließlich aus Änderungen der Versorgungsspannung V resultieren und die Ver­ sorgungsspannung aus der Steigung des Strommeßsignals Vs er­ mittelbar ist.
Die Ermittlung der Steigung des Strommeßsignals Vs bedeutet mathematisch eine Ableitung des Strommeßsignals Vs nach der Zeit. Schaltungstechnisch wird die Ableitung des Strommeßsi­ gnals Vs durch Ermittlung eines Stromes IC auf eine parallel zu dem Widerstand geschaltete erste Kapazität C1 ermittelt. Der Anstieg der Spannung über dem Widerstand R1 und damit über der Kapazität C1 bewirkt einen Strom auf die Kapazität C1, der gemäß der Funktion einer Kapazität proportional zur Ableitung des Spannungsverlaufs nach der Zeit ist. Bei einem konstanten Anstieg der Spannung Vs fließt ein konstanter, von der Versorgungsspannung V abhängiger Strom IC. Der auf die Kapazität C1 fließende Strom IC wird von einer zweiten in Reihe zu der Kapazität C1 geschaltete Strommeßanordnung MA2 erfaßt. Ein von diesem Strom IC und somit von der Versor­ gungsspannung V abhängiges Signal US steht an einer Ausgangs­ klemme der zweiten Strommeßanordnung, die an eine Ausgangs­ klemme A1 der Auswerteschaltung angeschlossen ist, zur weite­ ren Verarbeitung, insbesondere als Entscheidungskriterium für eine mögliche Abschaltung des Schaltnetzteils bei zu geringer Versorgungsspannung V zur Verfügung.
Parallel zu der Kapazität C1 ist ein Schalter S1 geschaltet, der nach Maßgabe zweiter Ansteuerimpulse AI2, die insbesonde­ re identisch mit den Ansteuerimpulsen AI zur Ansteuerung des Halbleiterschalters sein können, ansteuerbar ist. Der Schal­ ter S1 dient zur Entladung der Kapazität C1 vor dem Schließen bzw. nach dem Öffnen des Halbleiterschalters, bevor also ein Anstieg der Spannung Vs erfolgt.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Auswerteschal­ tung AWS, bei der die zweite Strommeßanordnung MA2 als zwei­ ter Widerstand R2 ausgebildet ist und bei der eine Stromquel­ le Iq an einen dem zweiten Widerstand R2 und der Kapazität C1 gemeinsamen Knoten angeschlossen ist. An Klemmen des zweiten Widerstands R2 ist ein Komparator K angeschlossen zur Bereit­ stellung eines von einer Richtung eines Stromes durch den zweiten Widerstand R2 abhängigen Signals KA. Diese Stromrich­ tung ist abhängig davon, ob die Steigung der Spannung Vs nach dem Schließen des Halbleiterschalters T größer oder kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, ob die Versorgungsspannung V also oberhalb oder unterhalb eines Sollwertes liegt, wie im folgenden erläutert wird.
Nach dem Schließen des Halbleiterschalters T steigt die Span­ nung Vs über dem ersten Widerstand R1 und der Reihenschaltung aus dem Widerstand R2 und der Kapazität C1 an. Der Anstieg der Spannung bewirkt einen Strom IC auf die Kapazität, der um so größer ist, je steiler die Spannung Vs ansteigt. Ist der Strom IC auf die Kapazität größer als ein von der Stromquelle I zur Verfügung gestellter Strom, fließt ein Strom über den zweiten Widerstand R2 auf die Kapazität C1. Bei der darge­ stellten Verschaltung des Komparators K, dessen Minuseingang an den dem zweiten Widerstand und der Kapazität gemeinsamen Knoten angeschlossen ist, nimmt das Signal KA am Ausgang des Komparators K einen negativen Wert an. Ist bei einem langsa­ men Anstieg der Spannung Vs der Strom IC auf die Kapazität C1 geringer als der von der Stromquelle Iq zur Verfügung ge­ stellte Strom I fließt ein Teil des Stromes der Stromquelle Iq über den zweiten Widerstand R2 und den Widerstand R1 nach Bezugspotential. Das Signal KA nimmt einen positiven Wert an.
Der durch die Stromquelle I zur Verfügung gestellte Strom dient als Referenzsignal mit dem die Steigung der Spannung Vs verglichen wird und durch den festgelegt ist, bei welcher Steigung bzw. bei welcher Versorgungsspannung V die Schwelle zwischen einem positiven oder negativen Signal KA liegt.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Auswerteschaltung ist wei­ terhin eine an die Ausgangsklemme des Komparators K ange­ schlossene Speichereinheit in Form eines D-Flip-Flop ange­ schlossen. Einem Takteingang des Flip-Flop sind die zweiten Ansteuerimpulse zugeführt, um das Signal KA jeweils beim Öff­ nen des Halbleiterschalters T abzuspeichern und bis zum näch­ sten Speichervorgang als Ausgangssignal US der Auswerteschal­ tung an einem Ausgang Q als Ausgangssignal zur Verfügung zu stellen, wobei das Ausgangssignal US des D-Flip-Flop insbe­ sondere dazu verwendet werden kann, bei Unterschreiten der minimal zulässigen Versorgungsspannung das Schaltnetzteil ab­ zuschalten.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Auswerteschal­ tung AWS, bei der ein Operationsverstärker OPV an die Klemmen des zweiten Widerstands R2 angeschlossen ist, wobei eine Aus­ gangsklemme des Operationsverstärkers OPV an eine Eingangs­ klemme des Komparators K angeschlossen ist und wobei an eine zweite Eingangsklemme des Komparators K eine Referenzspan­ nungsquelle Vref angeschlossen ist. Am Ausgang des Komparators K steht ein Spannungssignal zur Verfügung, das von dem Strom IC und damit von der Versorgungsspannung V abhängig ist. Ab­ hängig davon, ob das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPV größer oder kleiner als der Referenzwert Vref ist, ob die Versorgungsspannung V also größer oder kleiner als ein Soll­ wert ist, nimmt das Ausgangssignal des Komparators K einen von zwei Werten an.
Die Zeitkonstante aus dem Widerstand R2 und der Kapazität C1 ist vorzugsweise so gewählt, daß sie wesentlich kleiner als die maximale Einschaltdauer des Halbleiterschalters T ist. Die Erkennung einer zu geringen Versorgungsspannung funktio­ niert dann auch noch korrekt, wenn das Schaltnetzteil im Tra­ pezstrombetrieb arbeitet, wenn der Strom nach dem Schließen des Halbleiterschalters zunächst also sprunghaft und dann langsam weiter ansteigt.
Vorteilhafterweise ist zwischen die Ausgangsklemme der Stroni­ meßanordnung R1 und den Widerstand R2 ein nicht dargestellter Verstärker eingefügt. Der Kapazitätswert des Kondensators kann dann um den Verstärkungsfaktor reduziert werden.
Vorteilhafterweise wird des weiteren der Schalter S1 erst kurz nach dem Schließen des Halbleiterschalters T geöffnet. Bei der Bewertung der Versorgungsspannung V mittels der Aus­ wertungsschaltung können dann durch Stromspitzen beim Ein­ schalten des Halbleiterschalters, wie sie insbesondere bei Leistungs-MOSFET auftreten, keine Störungen auftreten.
Mittels des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils ist ein Verfah­ ren zur Ermittlung der Versorgungsspannung V durchführbar, wobei hierzu der Anstieg des Stromes durch die Primärspule bewertet, insbesondere mit einem Referenzsignal verglichen, wird.
Bezugszeichenliste
A1 Ausgangsklemme
AI Ansteuerimpulse
AWS Auswerteschaltung
BG Brückengleichrichter
C Kapazität
Cg Glättungskondensator
D Diode
FF Flip-Flop
I2 Stromquelle
IC
Strom
IL
Primärstrom
Iq Stromquelle
K Komparator
KA Komparatorausgangssignal
L1 Primärspule
L2 Sekundärspule
MA, MA2 Strommeßanordnungen
OPV Operationsverstärker
OS Oszillatorsignal
OSC Oszillator
R1, R2 Widerstände
RL
Last
S1 Schalter
US, US1 Ausgangssignale
V Versorgungsspannung
Vn Netzspannung

Claims (15)

1. Schaltnetzteil mit einem Schalter (T) zum getakteten Anle­ gen einer veränderlichen Versorgungsspannung (V) an eine Pri­ märspule (L1) eines Transformators und mit einer ersten Strommeßanordnung (MA; R1) zur Bereitstellung eines von einem Strom (IL) durch die Primärspule abhängigen Strommeßsignals (vs) dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Versorgungsspannung (V) eine an die erste Strommeßanordnung (MA, R1) angeschlossene, den zeitlichen Verlauf des Stroms (IL) und/oder des Strommeßsignals (Vs) auswertende Auswerteschaltung (AWS) vorgesehen ist.
2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (AWS) eine Ausgangsklemme (A1) auf­ weist, an der ein von der Versorgungsspannung (V) abhängiges Signal (US1; US) abgreifbar ist.
3. Schaltnetzteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (AWS) Schaltmittel (R2, C1) aufweist, zur Bereitstellung eines von einer Steigung des Strommeßsi­ gnals (Vs) abhängigen Signals.
4. Schaltnetzteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (AWS) Schaltmittel (R2, C1, I, K; R2, C1, OPV, K, Vref) aufweist, zur Bereitstellung eines von einer Steigung des Strommeßsignals (Vs) abhängigen Signals und zum Vergleich dieses Signals mit einem Referenzsignal (I; Vref).
5. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (AWS) eine an die Strommeßanordnung (MA; R1) angeschlossene Reihenschaltung einer zweiten Strom­ meßanordnung (MA2; R2) und einer Kapazität (C1) aufweist.
6. Schaltnetzteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromquelle (Iq) an einen der zweiten Strommeßanordnung (MA2; R2) und der Kapazität (C1) gemeinsamen Knoten ange­ schlossen ist.
7. Schaltnetzteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strommeßanordnung (MA2) einen Widerstand (R2) auf­ weist.
8. Schaltnetzteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (K) an Anschlußklemmen des Widerstands (R2) angeschlossen ist.
9. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Operationsverstärker (OPV) an Klemmen des zweiten Wider­ stands (R2) angeschlossen ist mit einer Ausgangsklemme, die an eine Anschlußklemme des Komparators (K) angeschlossen ist und daß eine Referenzspannungsquelle (Vref) an eine andere An­ schlußklemme des Komparators angeschlossen ist.
10. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Kapazität (C1) ein Schalter (S1) geschaltet ist, der nach Maßgabe von Ansteuerimpulsen (AI2) ansteuerbar ist.
11. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Komparator (K) ein Speicherelement (FF) nachgeschaltet ist zur Einspeicherung eines an einer Ausgangsklemme des Kom­ parators (K) anliegenden Signals (KA) nach Maßgabe der An­ steuerimpulse (AI2).
12. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strommeßanordnung (R1) einen in Reihe zu der Pri­ märspule (L1) geschalteten ersten Widerstand (R1) aufweist.
13. Verfahren zur Bewertung der Versorgungsspannung eines Schaltnetzteils mit einem Halbleiterschalter (T) zum getakte­ ten Anlegen der Versorgungsspannung (V) an eine Primärspule (L1) eines Transformators und mit einer Strommeßanordnung (R1) zur Messung des Stromes (IL)- durch die Primärspule (L1), wobei das Verfahren den Verfahrensschritt aufweist:
  • - Auswerten des zeitlichen Verlaufs des Stromes (IL) durch die Primärspule (L1) und/oder eines von der Strommeßanord­ nung (MA) bereitgestellten Strommeßsignals (Vs).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung des Stromes (IL) und/oder Strommeßsignals (Vs) die Ermittlung der Steigung des Stromes (IL) und/oder des Strommeßsignals (Vs) umfaßt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung den Vergleich der Steigung mit einem Referenz­ signal (I; Vref) umfaßt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2538533A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-26 Nxp B.V. Schaltnetzteil

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781357B2 (en) * 2001-09-27 2004-08-24 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for maintaining a constant load current with line voltage in a switch mode power supply
US6674656B1 (en) * 2002-10-28 2004-01-06 System General Corporation PWM controller having a saw-limiter for output power limit without sensing input voltage
US7111810B2 (en) * 2004-02-09 2006-09-26 Northrop Grumman Corporation Forward pivoted full flying control tail boom
US6974342B2 (en) * 2004-05-03 2005-12-13 Gateway Inc. Connector elements including protective member for preventing connection to certain connector elements
EP1855297B1 (de) * 2006-05-08 2016-07-13 Infineon Technologies Austria AG Signalübertrager und Signalübertragungsvorrichtung mit einem Signalübertrager
WO2009140404A2 (en) * 2008-05-13 2009-11-19 Igo , Inc. Circuit and method for ultra-low idle power
US7770039B2 (en) * 2008-05-29 2010-08-03 iGo, Inc Primary side control circuit and method for ultra-low idle power operation
US7779278B2 (en) * 2008-05-29 2010-08-17 Igo, Inc. Primary side control circuit and method for ultra-low idle power operation
US7800252B2 (en) * 2008-06-27 2010-09-21 Igo, Inc. Load condition controlled wall plate outlet system
US7795760B2 (en) * 2008-07-25 2010-09-14 Igo, Inc. Load condition controlled power module
US7795759B2 (en) * 2008-06-27 2010-09-14 iGo, Inc Load condition controlled power strip
KR101530358B1 (ko) * 2009-02-05 2015-06-22 페어차일드코리아반도체 주식회사 스위치 제어 장치 및 스위치 제어 방법
US9644995B2 (en) * 2011-06-30 2017-05-09 Mapper Lithography Ip B.V. Current measurement system
WO2013119178A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 Sem Ab Engine with misfire detection for vehicles using alternative fuels
TWI470424B (zh) * 2012-04-16 2015-01-21 Accton Technology Corp 量測裝置與量測方法
KR101991341B1 (ko) * 2013-01-04 2019-06-20 삼성전자 주식회사 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 전송 시스템
TWI523395B (zh) * 2013-11-05 2016-02-21 通嘉科技股份有限公司 開關式電源供應器之時脈頻率控制方法以及相關之電源控制裝置
US11852691B2 (en) * 2021-08-24 2023-12-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Input/output (IO) module power supply with online load test capability
US11860599B2 (en) 2021-09-27 2024-01-02 Rockwell Automation Technologies, Inc. High availability redundant power distribution system diagnostic operations
US11899445B2 (en) 2021-09-27 2024-02-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. High availability redundant power distribution systems and methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5854742A (en) * 1996-03-19 1998-12-29 Compaq Computer Corporation Logarithmic power compensation for a switching power supply

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5475579A (en) * 1993-12-20 1995-12-12 At&T Corp. Pulse width modulator for switching power supply
GB2298532A (en) * 1995-02-28 1996-09-04 Ibm Switch mode power supply
DE19524539C1 (de) * 1995-07-05 1996-11-28 Telefunken Microelectron Schaltungsanordnung zur Ionenstrommessung im Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine
FI970061A (fi) * 1997-01-07 1998-07-08 Salcomp Oy Teholähteen nollakuorma
EP0958648A1 (de) * 1997-12-10 1999-11-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Schaltnetzteil mit strom- und spannungsbegrenzung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5854742A (en) * 1996-03-19 1998-12-29 Compaq Computer Corporation Logarithmic power compensation for a switching power supply

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
W. Blaesner, Schaltnetzteile, In: Elektronik 3/2.2.1990, S.43-48 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2538533A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-26 Nxp B.V. Schaltnetzteil
US9263954B2 (en) 2011-06-22 2016-02-16 Nxp B.V. Switched mode power supply

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Publication number Publication date
US6411119B1 (en) 2002-06-25
DE19916915B4 (de) 2005-08-11
KR20010014731A (ko) 2001-02-26
TW468305B (en) 2001-12-11

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