DE19916915A1 - Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil - Google Patents
Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem SchaltnetzteilInfo
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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.
A1 Ausgangsklemme
AI Ansteuerimpulse
AWS Auswerteschaltung
BG Brückengleichrichter
C Kapazität
Cg Glättungskondensator
D Diode
FF Flip-Flop
I2 Stromquelle
IC
AI Ansteuerimpulse
AWS Auswerteschaltung
BG Brückengleichrichter
C Kapazität
Cg Glättungskondensator
D Diode
FF Flip-Flop
I2 Stromquelle
IC
Strom
IL
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
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
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.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19916915A DE19916915B4 (de) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | Schaltnetzteil und Verfahren zur Ermittlung der Versorgungsspannung in einem Schaltnetzteil |
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