DE2015245A1 - Stabilisiertes Gleichspannungsstromversorgungsteil - Google Patents

Description

Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma

SODlLEC SaA,, 4, Rue Simone Bigot, F=-93 Neuilly-Plaisance

betreffend

Stabilisiertes Gleichspannungsstromversorgungsteil

Die Erfindung bezieht sich auf stabilisierte Spannungsgeneratoren, wobei am Ausgang der Anlage eine stabilisierte Spannung mit einer Amplitude erhalten wird, die sich beträchtlich von der am Eingang durch eine Batterie gelieferten Spannung unterscheidet, .

Diese Vorrichtungen sind zur Speisung verschiedener Arten von elektronischen Schaltungen bestimmt und weisen z,B₀ eine Unter' brecherschaltung mit zwei im Gegentakt angeordneten Transistoren auf, welche die Spannung der Batterie in Rechteckimpulse umwandelt, sowie Vorrichtungen zum Gleichrichtan und Filtern dieser Rechteckinipulse, ferner einen Differentialverstärker, der die gleichgerichtete und gefilterte Spannung mit einer Bezugsspannung vergleicht und ein Fehlersignal abgibt, welches auf ein Organ der Schaltung rückwirkt, so daß der Unterschied zwischen der Ausgangsspannung und der Bezugsspannung auf Null zurückgeführt wird, QQ g Q ^ <| / ι 3 3 Q-

Ls ist bereits vorgesehlagen worden, die Rückkopplungsschleife zwischen Bifferentialverstärker und Unterbrecherschaltung so *' einzurichten, daß die Stromzuführungsdauer der beiden Transistoren während jeder Umschaltperiode gesteuert werden kann, wobei die Umschaltperiode durch einen Steueroszillator bestimmt ist

Gemäß einer bekannten Vorrichtung geschieht die Steuerung der Stromzuführungsdauer zu den Transistoren mittels zweier Halbleiter, an deren Steuerelektroden ein Fehlersignal gelegt wird, das in Form von modulierten Stromimpulsen erscheint,. Diese Lösung weist den beträchtlichen Nachteil auf, daß die Vorrichtung bei relativ hohen Umschaltfrequenzen (höher als 20 KHz) nicht mehr funktioniert, welche bei manchen Anwendungsformen unerläßlich sind, insbesondere bei der Speisung eines FernraeIdenetzwerkes . Es können dann keine Tonfrequenz und kein mit dem Ohr wahrnehmbares akustisches Geräusch zugelassen werden ₃

Gemäß einer anderen Ausführungsform geschieht die Steuerung der Stromzuführungsdauer zu den Transistoren über eine logische Entriegelungsschaltung mittels eines Fehlersxgnalgenerators, der einen monostabilen Multivibrator aufweist, der durch ein Signal vom Steueroszillator in seinen instabilen Zustand versetzt wird und nach einer Zeitdauer, die dem Abstand zwischen der Ausgangsspannung und der Eingangsspannung entspricht, wieder in seinen stabilen Zustand zurückkehrt.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß zwischen der Batterie und den Ausgangsanschlüssen eine un genügende elektrische Isolierung herrscht, da die Regelschaltungen und die Stromschaltungen eine gemeinsame Masse haben -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der oben erwähnten Vorrichtungen auszuschalten und ein stabilisier tes Gleichspannungastromversorgungs-ceil zu liefern, welches im übrigen bei hoher Leistung ausgehend von einer beträchtlich höheren Battari-asperning eins relativ niedrige stabilisierte Spannung bsi hoher Stromstärke liefert

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Die Vorrichtung nach der· Erfindung ist platzsparend, weist eine ausgezeichnete elektrische Isolierung zwischen Eingangsbatterie und ■-Aus-gangsanß-chlüssen. auf und funktioniert auch Bei Unterbrecher frequenzen von mehr als 20 KHz=

Der Wandler nach der Erfindung geht aus von einer Unterbrecher— schaltung mit zwei im Gegentakt angeordneten Transistoren und einem Leistungstransformator mit: einer von den Transistoren gespeisten Primär-Wicklung und einer Sekundär-Wicklung mit Vorrichtungen zum Gleichrichten und Filtern der Sekundärspannung, einer logischen Entriegelungsschaltung mit zwei jeweils mit der Basis der Transistoren verbundenen Gattern, einem mit diesen Gattern verbundenen Steueroszillator, einer bistabilen Kipp schaltung, einem Differentialverstärker, der die gleichgerichtete und gefilterte Spannung mit einer Bezugsspannung vergleicht, sowie mit Vorrichtungen zum Erzeugen von rechteckigen Steuersignalen für die Gatter, wobei die Impulsbreite dieser Steuersignale gemäß dem Abstand dieser Spannungen moduliert ist;,

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist darin zu sehen, daß zwischen der bistabilen Kippschaltung und dem Differentialverstärker eine Vorrichtung zur Gewährleistung einer vollkommenen statischen Isolierung vorgesehen ist.

Gemäß» einer ersten Ausführungsform weisen die Vorrichtungen zum Erzeugen impulsbreitenmodulierter Signale eine bistabile Kippschaltung auf, einen Gleichstromgenerator sowie eine Integrierschaltung, die einen mit dem Steueroszilator verbundenen Kondensator aufweist* wobei der Steueroszillator zwei Transformatoren aufweist, die jeweils zwischen den Kondensator und den Steueroszillator einerseits und die bistabile Kippschaltung andererseits geschaltet sine· ^

Bei einer zweiten, bevorsugtex* Ausführur.gsforsi umfassen die unpiin . sun Erzeugen der inpyl.sbpei^enjr.oduiierten Signale

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einen Halbleiter-Photo-Kuppler auf, der gleichzeitig als statisches Isolierorgan wirkt, einen Sägezahn-Spannungsgenerator, einen ersten Transistor, dessen Basis mit dem Generator und dessen Kollektor mit dem Eingangstransistor des Photo-Kupplers verbunden ist, einen zweiten Transistor, dessen Basis mit dem · Kollektor des ersten Transistors verbunden ist und dessen Kollektor die beiden Gatter steuert, und eine zwischen die Basis und den Emitter des zweiten Transistors geschaltete Diode, wobei der Emitter des ersten Transistors durch eine Spannung polarisiert ist, die erheblich höher ist als die Polarisationsspannung des Emitters des zweiten Transistors„

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schaltbild eines Wandlers gemäß

der ersten Ausführungsforai der Erfindung;

Fig. 2 zeigt die Wellenform an verschiedenen Stellen der Wancilerschaltung nach Fig„ 1;

Fig. 3 zeigt im Detail den Gleichstrom-Generatorkreis, den der Wandler umfaßt;

Fig: 4 ist ein Schaltbild eines Wandlers gemäß

der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig_; 5 zeigt im Detail die Schaltung des Steuer-Oszillators und des Generators der recht-. eckigen Gatter-Steuersignale der Vorrichtung nach Fig. *i.

Der in Fig, 1 dargestellte Spannungsgenerator umfaßt eine Unterbrecherschaltung zum Umwandeln einer an den Eingang 1 gelegten relativ hohen Gleichspannung in eine Rechteckspannung mit einer relativ hohen Folgefrequenz (vorzugsweise zwischen 15 und 25 KHz, besser zwischen 20 und 25 KH2),

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Die elektronische Unterbrecherschaltung ist an sich bekannt und besteht z«B. aus zwei im Gegentakt angeordneten Transistoren 2 und 3. Die Spannung zwischen den beiden Kollektoren (Wellenform C in Fig. 2) wird an die Primärwicklung H eines Leistungstransformators gelegt, dessen Sekundärwicklung 5 mit einer an sich bekannten Gleichrichter» und Filtervorrichtung 6 verbunden istο Am Ausgang 7 dieser Vorrichtung liegt nur eine relativ schwache Spannung ο Der Anschluß 1 kann beispielsweise mit dem. positiven Anschluß einer Batterie von 48 V verbunden sein, deren anderer Anschluß mit dem den beiden Emittern der Transistoren gemeinsamen Punkt 8 verbunden ist, und die Vorrichtung liefert am Anschluß 7 eine Ausgangsspannung von 5 V, die beispiels weise zur Speisung von integrierten logischen Schaltungen diente

Die Umschaltfrequenz der Unterbrecherschaltung 2~3 wird von eignem Multivibrator 9 rait fester Frequenz gesteuert} die im Rahmen des oben erwähnten Frequenzbereiches festgelegt ist«.

Der Multivibrator wird durch ein äußeres Signal synchronisiert, welches an den Anschluß 10 gelegt wird und durch eine Schaltung 11 geformt wird»

Die beiden Ausgänge 9a und 9b des Multivibrators, an denen zwei gegenphasige Rechteckimpulse erscheinen (Wellenform a und b in Fig. 2),sind jeweils mit einem Eingang der "Nicht-Und"-Leistungs= gatter 12 und 13 verbunden.. Der andere Eingang dieser Gatter ist mit dem Ausgang einer bistabilen Kippschaltung 14 verbunden, deren Eingang zum Auslösen des Umschaltzustandes über einen Impulstransformator 16 mit dem Ausgang eines Komparators 15 verbunden ist. Der Eingang zur Rückführung der Kippschaltung IH auf Null ist über zwei Kondensatoren 17a und 17b und eine Diode 18 mit den Ausgängen 9a und 9b verbundene

Der Komparator 15 ist gewöhnlich als Differentialverstärker ausgebildet und wird einerseits durch eine von einer Quelle 19 gelieferten-'Bezugsspannung (von ζ.,Β, +7 V) gespeist und

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andererseits durch einen Sägezahn Spannungsgenerator, der durch einen Stronigeneratorkreis 20 und einen Integrierkondensator 21 gebildet wird.

Der Kondensator 21 wird durch einen Impuls (Wellenform c in Fig-. 2) wieder auf Null zurückgeführt, der über einen Transformator 22 vom Multivibrator 9 geliefert und an einen Synchronisations *- steuerkreis 23 gelegt wird»

Die Flankensteilheit des Sligezahns wird von einem Differential^ verstärker 2U gesteuert, der einerseits die Ausgangsspannung der Anlage und andererseits eine von einer Bezugsspannungsquelle 25 gelieferte Spannung empfängt·

Die am Anschluß 7 abgenommene Spannung wird von Widerständen 26, 26a, 26b übertragen, die eine Veränderung der Spannung am Differentialverstärker m um etwa +10% bezüglich der Ausgangs spannung der Anlage ermöglichen..

Die Bezugsspannungsquelle 26 ist vorzugsweise durch eine Zenerdiode gebildet, die von einer Spannungsquelle gespeist wird_t

Diese Spannungsquelle kann durch eine Strombegrenzungsvorrichtung 28 kurzgeschlossen werden Diese nimmt eine Intensitätsinformation an einer Abzweigung der Ausgangsspannung der Anlage ab, die durch einen Widerstand 27 gebildet ist Diese Informa=- tion wird mit einer Bezugsspannung in der Vorrichtung 28 verglichen-, Wenn der Strom einen vorbestimmten Nominalwert übersteigt, wird einer der die Vorrichtung 2ö bildenden Transistoren leitend und liefert einen Kurzschlußweg an die Spannungsquelle, die die Zener-Diode speist- Dieser Kurzschlußweg umfaßt eine Diode 29, welche dis Spsnnungsqualle mit der Vorrichtung 28 verbindet, Der eben beschriebene Teil der Anlage bildet das Wesent~ liehe der Unterbrecherschaltung und der Regelschleife, Die Anlage wird vorzugsweise durch eine Anzahl Sicherheitskreise vervollständigt,

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- einen Stromkreis mit einem Komparator 30 (vorzugsweise durch einen Differentialverstärker gebildet), eine Bezugsspannungsquelle 31 und ein Thyratron 32, das vom Komparator 30 ausgelöst wird, sobald die Ausgangsspannung der Anlage die Bezugsspannung Übersteigt.- Dieses Thyratron schließt sodann den Anschluß t kurz, so daß der von der Anlage gespeiste Apparat gegen jede zufällige Überspannung geschützt ist*

- einen Stromkreis 33, vorzugsweise gebildet durch einen Transistor, der leitend wird, sobald das Thyratron leitend ist= Dieser Stromkreis erregt sodann ein Relais 3**, welches seinerseits ein Thyratron 35 erregt. Wenn dieses leitend ist, gelangt an den gemeinsamen Eingang der Gatter 12 und 13 über eine Diode 36 ein Signal, das dem Signal Ce) an demselben. Eingang entspricht, wenn die bistabile Kippschaltung 14 im umgeschalteten Zustand ist.

Daraus folgt, daß die Gatter 12 und 13 gesperrt und die Transistoren 2 und 3 blockiert sind,

Die Auslösung des Thyratron 35 bewirkt im übrigen die Zündung einer Signallampe, die den Oberspannungszustand anzeigt,

- einen Stromkreis mit einem Komparator 38 (vorzugsweise gebildet durch einen Differentialverstärker), eine Bezugsspannungsquelle 39 und eine Anzeigelampe 40. Dieser Stromkreis zeigt das Vorhandensein einer Unterspannung an dem Anschluß 7 an

Die Verwirklichung der in Fig. 1 durch Rechtecke gekennzeichneten verschiedenen Stromkreise liegt im Ermessen eines Fachmannes*

Es sei bemerkt, daß die durch die Batterien symbolisierten Bezugsspannungsquellen in Wirklichkeit vorzugsweise durch Zener Dioden gebildet werden, die an geeigneten Stellen der Anlage angeschlossen werdenc

■'-■■-■ η η η ο ι 1 /ι 7 1 Π

Obwohl der Stromgenerator 20 an sich nicht neu ist, ist in Fig„ 3 die bevorzugte Ausführungsform zum leichteren Verständnis der Arbeitsweise der gesamten Anlage dargestellt ο

Man erkennt, daß der Generator im wesentlichen aus einem Transistor kl besteht, an dessen Emitter der Ausgangsstrom Ie des Spannungsregelverstärkers 24 gelegt wird»

Zwischen Emitter und Basis dieses Transistors sind ein Widerstand i*2 und eine Zener-Diode ^3 geschaltet, so daß der Transistor h einen Generator für Gleichstrom Io bildet, der den Integrier-' kondensator 21 mit einer Kapazität C speist (bereits in Fig. 1

dargestellt), welcher mit einem Widerstand 44 in Serie geschal- ; tet ist.

Es gilt also:

C clv = (Io - Ie) dt,

wobei ν die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators 21 ist»

Die Funktionsweise der in Fig 1 und 3 dargestellten Anlage ist folgende:

ψ Die beiden Transistoren 2 und 3 werden jeweils von den Signalen A und B (Fig. 2) aus den Gattern 12 und 13 gespeist. Es gilt also folgende logische Beziehung:

^{A =} a7e~~

FTe■"" ~ STiT

Das Ausgangssignal e der Kippschaltung l*i nimmt bei jeder Vorderseite der Ausgangssignale des Multivibrators 9 den Wert Null an (da der Eingang der Nullstellung dieser Kippschaltung mit den Punkten 9a und 9b verbunden ist). Dieses Signal gelangt bei. jedem Auftauchen des Breitenregelirapulses vom Komparator 15 in den umgeschalteten Zustand» Dieses Auftauchen geschieht, wie

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noch erläutert wird -> im Intervall zwischen zwei Impulsen c von der Schaltung 2 3 in einem Moment, der vom Wert der Ausgangsspannung der Anlage abhängt« Daraus folgt schließlich, daß die Spannung zwischen den Kollektoren der Transistoren 2 und 3 die Wellenform C annimmt (Fig. 2). Diese Wellenform entspricht einer Stromzuführungsdauer t = « T jedes der Transistoren gleich dem Produkt der Zeit T des Synchronisationssignals des Kultivibrators mit einem Koeffizienten ο , der als Funktion der Stellung des Impulses d zwischen 0 und 1 variabel isto

Nach der Gleichrichtung nimmt das Signal C die Form D an (Figo 2)ο Es handelt sich um Rechteckimpulse von einer Amplitude 2KV (wobei V^ die Spannung am Eingang 1 ist und K das Ober-Setzungsverhältnis des Transformators 4~5Κ Die beispielsweise durch eine Induktanz und Kapazität durchgeführte Filterung ergibt eine Spannung mit einem Mittelwert

V-T J ^T«^VH^{dt5! 2KV}M·

Dieser Mittelwert ist unabhängig von der Frequenz, bei der die Anlage funktioniert und ist porportional α».

Es ist offensichtlich, daß die Spannung ν an den Anschlüssen des Kondensators 21 (Fig_a 3) sägezahnförmig zunimmt ab dem von der Synchronisationsschaltung 23 bestimmten Moment der Nullstellung bis zu dem Moment, wo sie den Viert Vo der von der Quelle 19 (Figo 1) gelieferten Bezugsspannung erreicht„

In diesem Moment nämlich gibt der Komparator den Regelimpuls ab (d, Fig. 2), welcher ~ wie bereits erläutert wurde « die Kippschaltung 14 in den umgeschalteten Zustand ,versetzt, was die Blockierung der Transistoren 12 und 13 zur Folge hat*....

Folglich ist die Stromzuführungsdauer t jedes Transistors gleich

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^Vo ζ ^άΖ - ^CVo

CVo

und dt = ττ7Γ"τξλ² JT»

ilo-le/ die

Folglich ist die Veränderung der Stromzuführungsdauer, also der Ausgangssoannung V_M, um jeden Ausgleichspunkt der Regelschleife proportional der Veränderung des Stromes Ie, also der Veränderung der Ausgangsspannung der Anlage, so daß es sich um eine lineare Regelung handelt,

Beim Überschreiten des Nominalwertes des Stromes bewirkt der Kurzschluß der Bezugsspannung am Eingang des Differentialverstärkers 24 durch die Vorrichtung 28 - da die Anlage entspre* chend diesem Zweck ausgerichtet ist ~, daß Ie seinen maximalen Wert erhält. Daraus folgt, daß α seinen minimalen Wert einnimmt, so daß der Ausgangsstrom am Anschluß 7 der Anlage letztlich einen sehr geringen Wert aufweist.

Da der Multivibrator mit Frequenzen von mehr als 20 KHz arbeitet, verursacht die Anlage kein hörbares Geräusch und kann rait wenig Platz (mittels zweier Transistoren) hergestellt werden.

Eine derartige Anlage weist die bemerkenswerte Besonderheit auf, daß eine Gruppe ihrer Stromkreise mit dem Eingang 1 und eine Gruppe ihrer Stromkreise mit dem Ausgang 7 verbunden ist* Diese beiden Stromkreisgruppen sind durch Transformatoren 5, 16, 22 und das Relais 3i* in Bezug auf Gleichstrom vollständig voneinander isoliert. Die Isolierung zwischen der Eingangsquelle und dem Ausgang der Anlage ist also vollkommen.

Zur Steigerung der Leistung und des Wirkungsgrades der Anlage speist man die Leistungsgatter 12 und 13 nicht mir der an 1 gelegten Eingangsspannung, sondern mit einer geringeren Spannung von etwa GV, die nach Gleichrichtung an dem Leistungstransformator tf-5 abgenommen wird. Zum Start muß ein Hilfskreis

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45 vorgesehen sein« der während einer kurzen Zeitdauer die Spannung des Anschlusses 1 an die Gatter führt, um sie zu speisen, und der gesperrt wird, sobald die Anlage normal funktioniert, und zwar durch die oben erwähnte Spannung von 6 V, welche. z.B. einen Transistor polarisiert, der das wesentliche Organ dieses Hilfskreises bildet,

pie Verwirklichung einss derartigen Hilfskreises bleibt dem Fachmann Überlassen.

In Fig. 4 findet man eilige der Elemente der Anlage gemäß Fig 1 wieder, insbesondere:

-■" den Leietungstransformator mit .seiner Primärwicklung 45 und einer ersten Sekundärvicklung 46, welche mit der Gleichrichterund Filtrier zelle *»7 verbunden ist, die ihrerseits mit dem Ausgangsanschluß 48 der Anlage verbunden ist, der Hittelpunkt der Wicklung 5 ist mit dem positiven Anschluß der Batterie (+48V) verbunden.

- die beiden Transistoren 49 und SO, die den Unterbrecher bilden; ihre Emitter 3ind mit dem anderen Anschluß51 der Batterie verbunden»

- die beiden Leistungsgatter 52 Und 53.

- die Kippschaltung 54«

- den Differeotialverstarker 55 ₅ Er empfangt eine Bezugsspan: nung, die von einem Gleichstromgenerator 56 geliefert wird, welcher eine Zenerdiode 57 speist, und andererseits einen Teil der Ausgangsspannung, die von einer aus Widerständen 58 und 59 gebildeten Teilerbrücke geliefert wird-.

·» die Sicherheitshilfsorganej den Strombegrenzer 60 und die Vorrichtung 61 zum Schutz gegen Oberspannung.

Schließlich- ist wie bei der Anlage nach Fig> 1 ein Gleichrichter= und Filterhilfskreis 61 vorgesehen, der mit einer Hilfswicklung

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62 des Leistungstransformator verbunden ist und die Leistungsgatter mit beispielsweise einer Spannung von 6V speist. Ein Startkreis 63 überträgt während einer kurzen Zeitdauer beim Start die Batteriespannung an die Gatter,

Die erwähnten Organe können mit den entsprechenden Organen von Fig. 2 identisch sein«

Die öffnung der Gatter wird ebenfalls zu von dem Steueroszillator 6«* bestimmten Zeitpunkten durch die Kippschaltung 54 gesteuert. Der Steueroszilator ist bei dieser AusfOhrungsform fc vorzugsweise als einfache Doppelbasisdiode 6m (Fig. 5) ausgebildet, die in an sich bekannter Weise geschaltet ist» so daß sie eine sägezahnförmige Kippschwingung von beispieleweise einer Frequenz von 48 KHz auslöst, Diese Schwingung kann durch ein Signal von einer äußeren Quelle synchronisiert und an den Anschluß 65 gelegt werden (Fig. H). Der Oszillator 61 erzeugt ferner Impulse von gleicher Frequenz, die zur Steuerung der Kippschaltung geeignet sindj Die Kippschaltung öffnet alternativ die beiden Gatter, so daß die Unterbrecherfrequenz in dem betrachteten Beispiel 2'4 KHz beträgt.

Die Schließung der Gatter wird von Rechtecksignalen gesteuert, die gemäß dem Abstand zwischen der Bezugsspannung (Spannung ψ z.B. 5 ¥ an den Anschlüssen der 2enerdiode 57) und dem Teil der gleichgerichteten und gefilterten, von der Teilerbrücke 58-59 gelieferten Ausgangsspannung impulsbreitenmoduliert sind. Zu diesem Zweck wird eine diesem Abstand proportionale Fehlerspannung durch den Differenzialverstärker 55 an die Leuchtdiode 66a eines Photo-Kupplers 66 über zwei Verstärkartransistoren 67 und 68 gelegt (letzterer ist aus einem Transistor gebildet, dessen Basis über einen Widerstand mit dem Kollektor des Transistors verbunden ist_s der das wesentliche Organ des Strombegrenzers 60 5.st) Der lichtempfindliche Transistor 66b des Photo-Kupplers hat ό.ία Funktion eines Generators mit einem

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Strom, dessen Wert eine Funktion der Fehlerspannung ist. Dieser Stromgenerator ist «° wie noch erläutert wird - in einen Stromr kreis 69 mit zwei Transistoren eingebaut, dessen Aufgabe es ist, die Schließung der Gatter zu einem bestimmten Moment des Umschaltzyklus zu bewirken, der die umgekehrte Funktion der Fehlerspannung ist«

Schließlich ist wie bei der Ausführungsform nach Figo 1 die Öffnungszeit der Unterbrechertransistoren selbst eine umgekehrt te Funktion der Fehlerspannung, wodurch diese gleich Mull gemacht wird.

Es sei bemerkt, daß der Photo-Kuppler eine vollkommene Isolierung bewirkt zwischen den mit dem Ausgang der Anlage verbundenen Stromkreisen (Sekundärwicklung des Transformators, Differentialverstärker und Leuchtdiode 66a) und den LeistungsStromkreisen, die mit der Batterie, der Primärwicklung des Transformators und dem Transistor 66b verbunden sind» Diese Anlage ist besonders einfach und platzsparend,

Der Strombegrenzungstransistor 60 wird leitend, sobald eine bestimmte Stromschwelle erreicht ist, wodurch der Strom, des Transistorkollektors 68 zunimmt» Daraus folgt eine Zunahme des von der Diode 66a abgegebenen Lichtes, wodurch schließlich die Öffnungszeit der Gatter verringert und also der Strom am Ausgang der Anlage begrenzt wird»

In Figo 5 ist der Steueroszillator dargestellt, der im wesent~ liehen eine,Doppelbasisdiode 641 umfaßt, deren eine Basis mit Masse verbunden ist, während die andere durch eine positive Spannung von 15V gespeist wird=. Der Emitter dieser Diode ist einerseits Über einen Kondensator 6H2 und einen Widerstand 643 mit Masse verbunden und andererseits über einen Widerstand mit der Basis eines ersten PNP-Transistors 691„ Der Widerstand 645 ist über einen Widerstand 646 selbst mit der positiven Spannung von 15 V verbundene Der Emitter des Transistors 691 wird von einer positiven Spannung von 15 V gespeist, während

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sein Kollektor einerseits mit der Basis eines zweiten PMP-Transistors 696 und andererseits mit dem Kollektor des Tran·" sistors 66b des Photo-Kupplers verbunden ist» Der Emitter dieses letzten Transistors ist mit Masse verbunden, während seine Basis offengelassen ist. Der Kollektor des Traneistors ist mit dem Anschluß 69a der Anlage verbunden, während sein Emitter einerseits mit einer positiven Spannung von beispielsweise 6V, die beträchtlich geringer ist als die Spannung» die den Emitter des Transistors 691 polarisiert, und andererseits über eine Diode 693 mit der Basis des Transistors 692 verbunfe den istο

Die Wirkungsweise der Anlage nach Fig. 5 ist folgende-

Zu Beginn jedes Funktxonszyklus des Wandlers ist der Kondensator 6U2 geladen und entlädt sich in einer extrem kurzen Zeit verglichen mit der Zyklusdauer über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 6fl, die Masse und den Widerstand - 613. Daraus folgt im Punkt 611 (Fig. 1 und 5) die Bildung eines negativen Impulses, der die Umschaltung der Kippschaltung SH bewirkt, Diese gelangt dann in den Zustand, der der Öffnung der Gatter entspricht (d.h. dem Vorhandensein einer Spannung zwischen den Kollektoren der Transistoren 49-50, also an den Anschlüssen der ψ ersten Wicklung **5, Diese Spannung ist im Laufe aufeinanderfolgender Zyklen abwechselnd positiv und negativ.

Die langsame Aufladung des Kondensators beginnt sodann von dem posxtiven Anschluß der Quelle von 15 V ab über die Widerstände 616, 6'»5 und 6<t3c Der Transistor 641 ist zu diesem Zeitpunkt blockiert. Der Transistor 691 ist leitend, und seine Durchfluß-/ leistung gelangt durch die Diode 693.

Bei Fehlen einer Fehlerspannung wirkt der Transistor wie ein Generator mit Nullstrom« Solange der Transistor 691 leitend ist, d.h. bis zum Ende der sägezahnförraigen Ladung des Kondensators 6U2, die mit dem Auftauchen eines neuen Impulses am Anschluß

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6Ua zusammenfällt, gelangt die Durchflußleistung durch die Diode 693, und der Transistor 692 ist blockiert« Er wird erst am Ende des Sägezahns leitend, so daß die Gatter während der gesamten Zyklusdauer geöffnet bleiben.

Hingegen erzeugt bei Anwesenheit einer gewissen Fehlerspannung der Transistor 66b einen gewissen Strom I₂, der umso größer ist, je höher die Fehlerspannung ist« Mit der Aufladung des Kondensators nimmt der Strom des Kollektors I. des Transistors

691 ab, so daß der auf den Transistor 692 und die Diode 693 gerichtete Strom I₃ = I₁ - I₃ abnimmt, bis er Null wird und das Vorzeichen ändert» Bei dieser Stromumkehr I₃ wird der Transistor

692 leitend, was die Sperrung der Gatter bewirkte Die Öffnungszeit der Gatter ist also letztlich eine umgekehrte Funktion der Fehlerspannung.

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Claims (1)

1. Patente ns ρ r Ü c h e

   Stabilisiertes Gleichspannungsstromversorgungsteil mit einer .Unterbrecherschaltung mit zwei im Gegentakt angeordneten Transistoren und einem Leistungstransformator mit eigner von den Transistoren gespeisten Primär-Wicklung und einer Sekundär-Wicklung mit Vorrichtungen zum Gleichrichten und Filtern der Sekundärspannung, einer logischen Entriegelungsschaltung mit zwei jevjeils mit der Basis der Transistoren verbundenen Gattern, einem mit diesen Gattern verbünde·" nen Steueroszillator, einer bistabilen Kippschaltung, einem Differentialverstärker, der die gleichgerichtete und gefilterte Spannung mit einer Bezugsspannung vergleicht, sowie mit Vorrichtungen zum Erzeugen von rechteckigen Steuersignalen für die Gatter, wobei die Impulsbreite dieser Steuer-= signale gemäß dem Abstand dieser Spannungen moduliert ist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der bistabilen Kippschaltung und dem Differentialverstärker eine Vorrichtung zur Gewährleistung einer vollkommenen statischen Isolierung vorgesehen ist.

   2 ο Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Erzeugen impulsbreitenmodulierter Signale eine bistabile Kippschaltung aufweisen, einen Gleichstromgenerator sowie eine Integrierschaltung, die einen mit dem Steueroszillator yerbundenen Kondensator aufweist, wobei der Steueroszillator zwei Transformatoren aufweist, die jeweils zwischen den Kondensator und den Steueroszillator einerseits und die bistabile Kippschaltung andererseits geschaltet sind.

   3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich* net, daß die Vorrichtungen zum Erzeugen der impulsbreitenmodulierten Signale einen Halbleiter-Photo-Kuppler aufweisen,

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   der gleichzeitig als statisches Isolierorgan wirkt» einen Sägezahn-"Spannungsgenerator, einen ersten Transistor j dessen Basis mit dem Generator und dessen Kollektor mit dem Eingangstransi= stör des Photo~Kupplers verbunden ist, einen aweiten Transistor, dessen Basis mit dem Kollektor des^ersten Transistors verbunden ist und dessen Kollektor die beiden Gatter steuert, und eine zwischen die Basis und den Emitter des zweiten Transistors geschaltete Diode, wobei der Emitter des ersten Transistors durch eine Spannung polarisiert ist, die erheblich höher ist als die Polarxsationsspannung des Emitters des zweiten Transi" storsο

   k ο Wandler nach Ansprucjh i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatter von einer Hilfsgleichrichter** und Siebschaltung gespeist werden, die an eine Hilfswicklung des Lexstungstransformators angeschaltet ist, und daß die Gatter beim Einschalten des Wandlers an eine von einer Batterie gespeiste zweite Hilfsschaltung angeschlossen sind*

   5ο Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahn-Spannungsgenerator zugleich den Steueroszillator bildet und eine Doppelbasisdiode umfaßt, die derart geschaltet ist, daß ein Kondensator von dieser zur schnellen Entladung veran=· laßt wird und die Kommutierungsimpulse für die bistabile Kippschaltung liefert, und daß der Kondensator über einen Widerstand langsam aufgeladen wird»

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