DE19918041A1 - Schaltnetzteil und Verfahren zur Ansteuerung eines Schalters in einem Schaltnetzteil - Google Patents

Schaltnetzteil und Verfahren zur Ansteuerung eines Schalters in einem Schaltnetzteil

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Abstract

Schaltnetzteil mit einem Schalter (T) zum Anlegen einer Versorgungsspannung (V) an eine Primärspule (L1) eines Transformators (L1, L2) nach Maßgabe eines Ansteuersignals (AS1) und mit einem Pulsweitenmodulator (PWM), dem zur Bereitstellung des Ansteuersignals (AS1) ein von einer Ausgangsspannung (Ua) abhängiges erstes Regelsignals (RS1) und ein von einem Strom (I¶L¶) durch die Primärspule (L1) abhängiges erstes Stromsignal (Vs) zugeführt ist, wobei dem Pulsweitenmodulator (PWM) ein zweites Regelsignal (RS2) zugeführt ist, das abhängig von dem Strom (I¶L¶) durch die Primärspule (L1) veränderlich ist. Und Verfahren zur Ansteuerung des Schalters (T) in einem Schaltnetzteil.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil mit ei­ nem Schalter zum Anlegen einer Versorgungsspannung an eine Primärspule eines Transformators nach Maßgabe eines Ansteuer­ signals und mit einem Pulsweitenmodulator, dem zur Bereit­ stellung des Ansteuersignals ein von einer Ausgangsspannung abhängiges erstes Regelsignal und ein von einem Strom durch die Primärspule abhängiges Stromsignal zugeführt ist.
Derartige Schaltnetzteile dienen zur Versorgung eines sekun­ därseitig an eine Ausgangsklemme des Schaltnetzteils ange­ schlossenen Verbrauchers mit einer Gleichspannung. Diese aus­ gangsseitige Gleichspannung soll lastunabhängig weitgehend konstant gehalten werden. Zur Erzeugung der Ausgangsspannung nimmt die Primärspule bei geschlossenem Schalter Energie über die Versorgungsspannung auf und gibt diese Energie nach Öff­ nen des Schalters über die Sekundärspule des Transformators und eine Gleichrichteranordnung an die Last ab. Bei festfre­ quenten Schaltnetzteilen wird der Schalter nach Maßgabe des Ansteuersignals in periodischen Zeitabständen geschlossen, wobei die Zeitdauern der einzelnen Ansteuerimpulse abhängig von der Ausgangsspannung variieren und mit sinkender Aus­ gangsspannung bzw. steigender Last länger werden. Bei diesen Schaltnetzteilen, die insbesondere in Monitoren und Fernseh­ geräten Verwendung finden, wird zur Erzeugung der Ansteuerim­ pulse in dem Pulsweitenmodulator eine sogenannte "current­ mode-Regelung" angewendet. Der Schalter bleibt dabei so lange geschlossen, bis der nach dem Einschalten ansteigende Strom durch die Primärspule bzw. das von diesem Strom abhängige Stromsignal den Wert des Regelsignals erreicht.
Probleme können bei einem ausgangsseitigen Kurzschluß auftre­ ten, wenn der Transformator während der Schaltpausen seine Energie nicht an die Last abgeben kann. Beim nächsten Schlie­ ßen des Schalters steigt der Strom nahezu sofort wieder auf den Wert an, bei dem abgeschaltet wurde. Die Einschaltdauer wird dadurch bei ideal funktionierenden Schaltnetzteilen sehr kurz. In der Praxis bestimmt allerdings die durch die Signal­ verarbeitung in dem Pulsweitenmodulator bestimmte Signallauf­ zeit von dem Erreichen des Abschaltwertes des Stromsignals bis zum Abschalten des Schalters die minimale Einschaltdauer des Schalters. Zwischen dem Erreichen der Abschaltschwelle und dem tatsächlichen Schalten des Schalters steigt der Pri­ märstrom damit noch weiter an. Nimmt der Transformator wäh­ rend der Einschaltzeiten des Schalters mehr Energie auf, als er in den Schaltpausen an die Sekundärseite abgeben kann, steigt die Magnetisierung der Primärspule und damit der Pri­ märstrom immer weiter an, bis es zur Zerstörung von Bauteilen kommt. Bei bekannten derartigen Schaltnetzteilen ist zur Ver­ hinderung einer Zerstörung eine zweite Schaltschwelle vorge­ sehen, bei deren erstmaligem Übersteigen durch das Stromsig­ nal das Schaltnetzteil abgeschaltet wird. Es kann dann erst nach einer Wartezeit oder nachdem es vom Netz getrennt wurde wieder eingeschaltet werden.
Demgegenüber sieht die Erfindung ein zweites Regelsignal zur Erzeugung des Ansteuersignals vor, welches abhängig von dem Strom durch die Primärspule veränderlich ist. Das zweite Re­ gelsignal gibt wie das erste Regelsignal eine Abschaltschwel­ le vor, bei deren Erreichen durch das Stromsignal der Schal­ ter nach Maßgabe des Ansteuersignals geöffnet werden soll. Maßgeblich für das Abschalten ist dabei das Regelsignal, des­ sen Wert durch das Stromsignal zuerst erreicht wird. Während das von der Ausgangsspannung abhängige erste Regelsignal im Falle eines Kurzschlusses einen großen Wert annimmt, um lange Ansteuerimpulse zu erzeugen und die Ausgangsspannung auf­ rechtzuerhalten, ist das zweite Regelsignal in diesem Fall abhängig von dem Strom durch die Primärspule verringerbar, um kürzere Einschaltdauern zu erreichen. Das zweite Regelsignal ist so dimensioniert, daß es bei ordnungsgemäßem Betrieb (kein Kurzschluß) des Schaltnetzteils einen konstanten Wert annimmt, der über dem des ersten Regelsignals liegt, so daß es die Einschaltzeiten dann nicht beeinflußt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Signaler­ zeugungsanordnung vorgesehen mit einer Ausgangsklemme, an der das zweite Regelsignal abgreifbar und mit einer Eingangsklem­ me, der ein von dem Strom durch die Primärspule abhängiges Stromsignal zuführbar ist. Das Stromsignal ist dabei vorzugs­ weise dasselbe Stromsignal, welches auch dem Pulsweitenmodu­ lator zu Erzeugung des Ansteuersignals zugeführt ist.
Vorteilhafterweise weist die Signalerzeugungsanordnung eine Reihenschaltung einer Stromquelle und einer Kapazität zwi­ schen einem Versorgungspotential und einem Bezugspotential auf, wobei das zweite Regelsignal als Spannung über der Kapa­ zität abgreifbar ist. Zur Veränderung des zweiten Regelsig­ nals ist ein parallel zu der Kapazität geschalteter zweiter Schalter vorgesehen, der nach Maßgabe eines von dem Strom durch die Primärspule bzw. dem Stromsignal abhängigen zweiten Ansteuersignals betätigbar ist, um die Kapazität zu entladen, und damit das zweite Regelsignal zu verringern.
Zur Bereitstellung des zweiten Regelsignals, und damit zur Ansteuerung des Schalters, ist vorzugsweise eine Vergleicher­ anordnung vorgesehen, die das Stromsignal mit einem Referenz­ signal vergleicht und die den Schalter dann schließt, um die Kapazität zu entladen, wenn das Stromsignal das Referenzsig­ nal übersteigt. Der Schalter ist vorzugsweise so ausgebildet, daß ein Widerstand seiner Laststrecke abhängig von dem zwei­ ten Ansteuersignal einstellbar ist, um die Kapazität schnel­ ler zu entladen, wenn das zweite Ansteuersignal groß ist und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, die Vergleicher­ anordnung als Transkonduktanz-Verstärker, dem an Eingangs­ klemmen das Stromsignal und das Referenzsignal zuführbar sind, und den Schalter als Bipolartransistor auszubilden. Am Ausgang des Transkonduktanz-Verstärkers ist ein Strom ab­ greifbar, der mit zunehmender Differenz der Signale am Ein­ gang ansteigt. Dieser Strom ist der Basis des Bipolartransi­ stor zugeführt, der damit um so besser leitet, um so größer die Differenz der Eingangssignale ist, um die Kapazität schneller zu entladen und damit die durch das zweite Regelsi­ gnal vorgegebene Schaltschwelle schneller herunterzusetzen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, einen Feldeffekt-Transistor als Schalter und einen Differenzver­ stärker als Vergleicheranordung zu verwenden. Der Differenz­ verstärker setzt eine Differenz der Signale am Eingang in ei­ ne Ausgangsspannung um, mit der der Feldeffekt-Transistor an­ gesteuert wird, der um so besser leitet, um so größer die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers ist.
Gegenstand der Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Ansteuerung eines in Reihe zu einer Primärspule geschalteten Schalters in einem Schaltnetzteil. Das Verfahren sieht vor, Ansteuersignale für den Schalter nach Maßgabe eines von einer Ausgangsspannung abhängigen ersten Regelsignals, eines von einem Strom durch die Primärspule abhängigen ersten Stromsig­ nals und eines zweiten Regelsignals zu erzeugen. Das zweite Regelsignal ist dabei abhängig von dem Strom durch die Pri­ märspule einstellbar.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, das zweite Regelsignal nur dann zu verändern, insbesondere zu verringern, wenn der Strom durch die Primärspule bzw. ein davon abhängiges zweites Stromsignal einen Referenzwert übersteigt. Das zweite Strom­ signal kann insbesondere identisch mit dem ersten Stromsignal sein. Die Ansteuerimpulse für den Schalter beginnen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in fest vorgegebenen Zeitabstän­ den und enden, wenn das erste Stromsignal den Wert des ersten oder zweiten Regelsignals erreicht. Das zweite Regelsignal ist insbesondere so dimensioniert, daß es bei normalem Be­ trieb des Schaltnetzteils größer als das erste Regelsignal ist, um die Erzeugung der Ansteuerimpulse nicht zu beeinflus­ sen. Liegt ein ausgangsseitiger Kurzschluß vor, steigt der Strom durch die Primärspule sehr schnell nach dem Schließen des Schalters an und das zweite Referenzsignal wird verrin­ gert, wenn das zweite Stromsignal den Wert des Referenzsignal übersteigt. Wird das zweite Regelsignal kleiner als des erste Regelsignal bestimmt das zweite Regelsignal die Dauer der An­ steuerimpulse, die verkürzt werden, da die Schaltschwelle früher erreicht wird. Das zweite Regelsignal ist vorzugsweise so ausgebildet, daß es wieder ansteigt, wenn das zweite Stromsignal geringer ist als das Referenzsignal.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: erfindungsgemäßes Schaltnetzteil gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2: erfindungsgemäßes Schaltnetzteil gemäß einer zweiten Ausführungsform;
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile und Funktionseinheiten mit gleicher Bedeutung.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Schaltnetzteils. Das Schaltnetzteil weist einen, in dem Ausführungsbeispiel als Feldeffekt-Transistor ausge­ bildeten, Halbleiterschalter T auf, dessen Laststrecke in Reihe zur einer Primärspule L1 eines Transformators geschal­ tet ist, um bei geschlossenem Schalter T eine an Eingangs­ klemmen EK des Schaltnetzteils anliegende Versorgungsspannung V an die Primärspule L1 anzulegen. Einer Sekundärspule L2 des Transformators ist eine Gleichrichteranordnung mit einer Diode D1 und einer Kapazität C1 nachgeschaltet. Parallel zu der Kapazität C1 ist an Ausgangsklemmen AK eine, in dem Aus­ führungsbeispiel beispielhaft als ohmscher Widerstand ausge­ bildete, Last RL anschließbar. An der Last RL soll dabei eine wenigstens annäherungsweise lastunabhängige Ausgangsspannung Ua zur Verfügung stehen.
Ist der Halbleiterschalter T geschlossen, nimmt die Primär­ spule L1 Energie über die Versorgungsspannung V auf und gibt diese Energie nach dem Öffnen des Schalters T über die Sekun­ därspule L2 und die Gleichrichteranordnung Dl, C1 an die Last ab RL. Die aufgenommene Energie und damit Ausgangsspannung Ua ist von der Schaltfrequenz und den Einschaltdauern des Halb­ leiterschalters T abhängig. Die Ansteuerung des Schalters er­ folgt nach Maßgabe eines von einem Pulsweitenmodulator PWM zur Verfügung gestellten Ansteuersignals AS, welches aus ei­ ner zeitlichen Abfolge von Ansteuerimpulsen besteht, während derer der Halbleiterschalter T geschlossen ist. Die Ansteuer­ impulse beginnen bei dem dargestellten Schaltnetzteil nach Maßgabe eines intern in dem Pulsweitenmodulator PWM generier­ ten Oszillatortakts in fest vorgegebenen Zeitabständen. Die Dauer der Ansteuerimpulse ist von einem ersten Regelsignal RS1, einem Stromsignal Vs und einem zweiten Regelsignal RS2 abhängig, die dem Pulsweitenmodulator PWM zugeführt sind.
Wird der Halbleiterschalter T nach Maßgabe des Oszillatortak­ tes geschlossen, beginnt ein Strom IL durch die Primärspule L1 bei ordnungsgemäßem Betrieb des Schaltnetzteils annähe­ rungsweise linear anzusteigen. Der Strom IL durch die Primär­ spule L1 wird von einer in Reihe zu der Primärspule L1 ge­ schalteten Strommeßanordnung, die in dem Beispiel als ohm­ scher Widerstand Rs ausgebildet ist, erfaßt. Eine von dem Strom IL abhängige Spannung Vs wird als Strommeßsignal dem Pulsweitenmodulator PWM zugeführt, der mit einer Anschluß­ klemme an eine Klemme des Widerstands Rs angeschlossen ist. Der Ansteuerimpuls und damit die Einschaltzeit des Halblei­ terschalters endet, wenn das Stromsignal Vs so weit angestie­ gen ist, daß es das erste oder zweite Regelsignal RS1, RS2 erreicht.
Das erste Regelsignal RS1 ist von der Ausgangsspannung Ua ab­ hängig und um so größer, je kleiner die Ausgangsspannung ist Ua. Das erste Regelsignal RS1 wird im einfachsten Fall in nicht näher dargestellter Weise durch Subtraktion der Aus­ gangsspannung Ua von einer Referenzspannung gebildet. Sinkt die Ausgangsspannung Ua durch Vergrößern der Last RL oder durch Verringern der Versorgungsspannung V ab, vergrößert sich das erste Regelsignal RS1. Sofern das erste Regelsignal RS1 für die Erzeugung der Ansteuerimpulse neben dem Stromsi­ gnal Vs maßgebend ist, verlängert sich die Dauer der Ansteu­ erimpulse wodurch die Primärspule L1 mehr Energie aufnimmt und an die Sekundärseite abgibt, um dort die Ausgangsspannung Ua aufrechtzuerhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein zweites Regelsignal RS2 zur Erzeugung des Ansteuersignals in dem Pulsweitenmodu­ lator PWM vorgesehen, das von einer Signalerzeugungsanordnung SG an einer Ausgangsklemme AK1 zur Verfügung gestellt wird und dem Pulsweitenmodulator zugeführt ist. Einer Eingangs­ klemme EK1 des Signalgenerators ist ein von dem Strom IL durch die Primärspule L1 abhängiges Stromsignal zugeführt, welches in dem Ausführungsbeispiel identisch mit dem dem Pulsweitenmodulator zugeführten Stromsignal Vs ist.
Die Signalerzeugungsanordnung SG weist eine Reihenschaltung einer Stromquelle Iq und einer Kapazität C zwischen einem Versorgungspotential Vdd und einem Bezugspotential M auf, wo­ bei das zweite Regelsignal RS2 als Spannung über der Kapazi­ tät C abgreifbar ist und die Ausgangsklemme AK1 an einen der Kapazität C und der Stromquelle Iq gemeinsamen Knoten ange­ schlossen ist. Parallel zu der Kapazität C ist ein als Bipo­ lartransistor T1 ausgebildeter Schalter geschaltet, der nach Maßgabe eines zweiten Ansteuersignals AS2 ansteuerbar ist. Das Ansteuersignal AS2 steht an einer Ausgangsklemme einer Vergleicheranordnung OPV1 zur Verfügung, deren Eingangsklem­ men das Stromsignal Vs und ein Referenzsignal Vref zugeführt sind. Die Vergleicheranordnung OPV1 ist in dem Ausführungs­ beispiel als Transkonduktanz-Verstärker ausgebildet, bei dem ein das zweite Regelsignal RS2 bildender Ausgangsstrom von der Differenz des Stromsignals Vs und des Referenzsignals Vref abhängig ist. Je mehr das Stromsignal Vs das Referenzsi­ gnal Vref übersteigt, um so besser leitet der Transistor T, um die Kapazität zu entladen und das zweite Regelsignal RS2 zu verringern.
Die Verwendung des zweiten Regelsignals RS2 dient der Verbes­ serung des Kurzschlußverhaltens des erfindungsgemäßen Schalt­ netzteils, wie im folgenden erläutert wird.
Liegt ein ausgangsseitiger Kurzschluß vor, nimmt das erste Regelsignal RS1 einen Maximalwert an, was gemäß dem zuvor ge­ nannten zu langen Ansteuerimpulsen führen würde. Andererseits kann die Primärspule L1 in diesem Fall kaum Energie an die Sekundärseite abgeben, das die einzige Last in diesem Fall die Diode D1 darstellt. Der Primärstrom IL nimmt dann kurz nach einem erneuten Einschalten des Schalters T wieder den Wert an, bei dem zuvor abgeschaltet wurde. Dementsprechend schnell wird die Schaltschwelle des ersten Regelsignals RS1 durch das Stromsignal Vs erreicht und der Halbleiterschalter T abgeschaltet. Wegen unvermeidlicher Signallaufzeiten steigt der Primärstrom IL zwischen dem Erreichen der Schaltschwelle und dem Abschalten des Halbleiterschalters T noch an. Nimmt die Primärspule während der Einschaltzeiten des Halbleiter­ schalters T mehr Energie auf als sie während der Schaltpausen abgeben kann, würde der Primärstrom IL immer weiter ansteigen und zu einer Zerstörung der Bauteile führen, wenn eine Ab­ schaltung lediglich nach Maßgabe des ersten Regelsignals RS1 und des Stromsignals erfolgen würde. Dies wird durch das zweite Regelsignal RS2 verhindert.
Das zweite Regelsignal RS2 nimmt maximal einen Wert an, der sich aus der Differenz zwischen Versorgungspotential Vdd und Bezugspotential M ergibt. Bei Normalbetrieb, wenn kein Kurz­ schluß vorliegt, steigt das zweite Regelsignal RS2 auf diesen Wert an, der vorzugsweise so gewählt ist, daß er über dem Ma­ ximalwert des ersten Regelsignals RS1 liegt, um die Ansteue­ rung des Halbleiterschalters in diesem Fall nicht zu beein­ flussen. Steigt bei einem ausgangsseitigen Kurzschluß der Primärstrom IL sehr schnell an, und übersteigt noch während der Halbleiterschalter T geschlossen ist das Stromsignal Vs den Wert des Referenzsignals Vref, wird der Transistor T1 leitend, um die Kapazität C zu entladen und damit das zweite Regelsignal RS2 zu verringern. Der Transistor T1 bleibt dabei so lange leitend bis der Halbleiterschalter T abschaltet und kein Primärstrom IL mehr fließt.
Der durch die Stromquelle Iq vorgegebene Ladestrom der Kapa­ zität und der Entladestrom über den Transistor T1 sind so aufeinander abgestimmt, daß das zweite Regelsignal RS2 auf einen Wert absinkt, der unterhalb des ersten Regelsignals RS1 liegt. Die Abschaltzeitpunkte des Halbleiterschalters T wer­ den dann durch das Stromsignal Vs und das zweite Regelsignal RS2 vorgegeben, da maßgeblich für das Abschalten des Halblei­ terschalters T, bzw. das Ende der Ansteuerimpulse, das Regel­ signal ist, dessen Wert durch das Stromsignal Vs zuerst er­ reicht wird. Die Dauer der Einschaltimpulse des Halbleiter­ schalters T verkürzt sich dadurch.
Nach dem Öffnen des Halbleiterschalters T fließt kein Primär­ strom IL und der Transistor T sperrt wieder, wodurch die Ka­ pazität C durch die Stromquelle Iq wieder geladen wird und der Wert des zweiten Regelsignal RS2 wieder ansteigt. Über­ steigt beim nächsten Einschalten das Stromsignal Vs wieder den Wert des Referenzsignals Vref, wird das zweite Regelsi­ gnal RS2 wieder verringert. Auf diese Weise wird über mehrere Perioden die Kapazität so weit entladen, bis sich ausreichend kurze Ansteuerimpulse einstellen. Das erfindungsgemäße Schaltnetzteil ist in der Lage vorübergehende Kurzschlüsse, bedingt durch kurzfristiges Abfallen der Last RL zu tolerie­ ren. Liegt kein Kurzschluß mehr vor, bzw. übersteigt das Stromsignal Vs während der Einschaltzeiten nicht mehr das Re­ ferenzsignal Vref, steigt das zweite Regelsignal RS2 wieder auf seinen Ausgangswert über den Wert des ersten Regelsignals RS1 an, welches dann zusammen mit dem Stromsignal Vs das Ende der Ansteuerimpulse bestimmt.
Bei dem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil nimmt weiterhin die Dauer der Einschaltimpulse beim Einschalten des Netzteils be­ dingt durch das zweite Regelsignal RS2 langsam zu. Beim Ein­ schalten, wenn die Kapazität C noch entladen ist, steigt das zweite Regelsignal RS2 abhängig vom Wert der Kapazität C und dem Wert des von der Stromquelle Iq gelieferten Stromes an und bestimmt, bis es das erste Regelsignal RS1 übersteigt, neben dem Stromsignal Vs die Dauer der Ansteuerimpulse. Da­ durch werden beim Einschalten hohe Primärströme IL vermieden, die sich dadurch ergeben, daß die Kapazität C1 der Gleich­ richteranordnung beim Starten des Schaltnetzteils ebenfalls ungeladen ist und zunächst einen Kurzschluß darstellt.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Schaltnetzteils, bei dem ein FeldeffektTran­ sistor T2 als Schalter parallel zu der Kapazität C geschaltet ist. Zur Ansteuerung des Feldeffekt-Transistors T2 ist ein Differenzverstärker OPV2 vorgesehen, dem an Eingangsklemmen das Stromsignal und das Referenzsignal Vref zugeführt sind. Eine am Ausgang des Differenzverstärkers OPV2 als zweites An­ steuersignals AS2 anliegende Spannung ist um so größer je größer die Differenz zwischen dem Stromsignal Vs und dem Re­ ferenzsignal Vref ist. Die Kapazität wird über den Feld­ effekt Transistor T2 mit zunehmendem zweiten Ansteuersignal AS2 schneller entladen.
Eine weitere hier nicht näher dargestellte Ausführungsform sieht vor, einen Komparator als Vergleicheranordnung vorzuse­ hen. Die Kapazität wird dadurch immer mit dem gleichen Strom entladen, wenn das Stromsignal das Referenzsignal übersteigt.
Das erfindungsgemäße Schaltnetzteil ermöglicht eine Ansteue­ rung des Halbleiterschalters T gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, nämlich nach Maßgabe eines von einer Ausgangsspan­ nung Ua abhängigen ersten Regelsignals RS1, eines Stromsig­ nals Vs und eines zweiten Regelsignals RS2, das abhängig von dem Stromsignal Vs veränderbar ist. Zur Veränderung des Stromsignals wird in den dargestellten Ausführungsbeispielen das Stromsignal Vs mit einem Referenzsignal Vref verglichen und das zweite Regelsignal RS2 verringert, wenn das Stromsig­ nal Vs das Referenzsignal Vref übersteigt.
Bezugszeichenliste
AK Ausgangsklemme des Schaltnetzteils
AK1 Ausgangsklemme der Signalerzeugungsanordnung
C, C1 Kapazitäten
D1 Diode
EK Eingangsklemme des Schaltnetzteils
EK1 Eingangsklemme der Signalerzeugungsanordnung
L1 Primärspule
L2 Sekundärspule
M Bezugspotential
PWM Pulsweitenmodulator
RL
Last
Rs Widerstand
RS1 erste Regelsignal
RS2 zweites Regelsignal
SG Signalerzeugungsanordnung
T Halbleiterschalter
T1 Bipolartransistor
T2 Feldeffekt-Transistor
V Versorgungsspannung
Vdd Versorgungspotential
Vref Referenzsignal
Vs Stromsignal

Claims (12)

1. Schaltnetzteil mit einem Schalter (T) zum Anlegen einer Versorgungsspannung (V) an eine Primärspule (L1) eines Trans­ formators (L1, L2) nach Maßgabe eines Ansteuersignals (AS1) und mit einem Pulsweitenmodulator (PWM), dem zur Bereitstel­ lung des Ansteuersignals (AS1) ein von einer Ausgangsspannung (Ua) abhängiges erstes Regelsignals (RS1) und ein von einem Strom (IL) durch die Primärspule (L1) abhängiges erstes Stromsignal (Vs) zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Puls­ weitenmodulator (PWM) ein zweites Regelsignal (RS2) zugeführt ist, das abhängig von dem Strom (IL) durch die Primärspule (L1) veränderlich ist.
2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine an den Pulsweitenmodulator (PWM) angeschlossene Signalerzeu­ gungsanordnung (SG) aufweist mit einer Ausgangsklemme (AK1), an der das zweite Regelsignal (RS2) abgreifbar ist, und mit einer Eingangsklemme (EK1) zur Zuführung eines von dem Strom (IL) durch die Primärspule (L1) abhängigen zweiten Stromsig­ nals.
3. Schaltnetzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stromsignal (Vs) und das zweite Stromsignal identisch sind.
4. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sig­ nalerzeugungsanordnung (SG) eine zwischen einem Versorgungs­ potential (Vdd) und einem Bezugspotential (M) verschaltete Reihenschaltung einer Stromquelle (Iq) und einer Kapazität (C) aufweist, wobei das zweite Regelsignal (RS2) als Spannung über der Kapazität (C) abgreifbar ist.
5. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schalter (T1; T2) parallel zu der Kapazität geschaltet ist, der nach Maßgabe eines von dem Stromsignal (Vs) abhängigen zweiten Ansteuersignal (AS2) ansteuerbar ist.
6. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sig­ nalerzeugungsanordnung (SG) eine Vergleicheranordung (OPV1; OPV2) aufweist zur Erzeugung des zweiten Ansteuersignals (AS2) durch Vergleich des Stromsignals (Vs) mit einem Refe­ renzsignal (Vref).
7. Schaltnetzteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver­ gleicheranordnung (OPV1, OPV2) als Transkonduktanz-Verstärker (OPV1) und der Schalter als Bipolar-Transistor (T1) ausgebil­ det ist.
8. Schaltnetzteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver­ gleicheranordnung (OPV1, OPV2) als Differenzverstärker (OPV2) und der Schalter als Feldeffekt-Transistor (T2) ausgebildet ist.
9. Verfahren zur Ansteuerung eines in Reihe zu einer Primär­ spule (L1) geschalteten Schalters (T) in einem Schaltnetz­ teil, wobei das Verfahren das Erzeugen eines Ansteuersignals (AS1) zur Ansteuerung des Schalters (T) nach Maßgabe eines von einer Ausgangsspannung (Ua) abhängigen ersten Regelsig­ nals (RS1) und eines von einem Strom (IL) durch die Primär­ spule (L1) abhängigen Stromsignals (IL) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeu­ gung des Ansteuersignals (AS1) weiterhin nach Maßgabe eines zweiten Regelsignals (RS2) erfolgt, das abhängig von dem Strom durch die Primärspule (L1) einstellbar ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein­ stellen des zweiten Regelsignals (RS2) folgende Verfahrens­ schritte umfaßt:
  • - Vergleichen des Stromsignals (Vs) mit einem Referenzsignal (Vref)
  • - Verringern des zweiten Regelsignals (RS2), wenn das Strom­ signal (Vs) das Referenzsignal (Vref) übersteigt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Regelsignal (RS2) abhängig von einer Differenz zwischen dem Stromsignal (Vs) und dem Referenzsignal (Vref) verringert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeu­ gung des Ansteuersignals (AS1) die Verfahrensschritte umfaßt: Erzeugen einer zeitlichen Abfolge von Ansteuerimpulsen, die jeweils nach Maßgabe eines Oszillatortakts beginnen und die jeweils enden, wenn das Stromsignal (Vs) den Wert des ersten oder zweiten Regelsignals (RS1, RS2) erreicht.
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