DE2016002B2 - Gleichspannungs-sperrwandler - Google Patents

Description

bemessen ist. daß er eingeschaltet wird und sei- wird.

nerseits den Transistor (V) leitend schaltet, wenn Bei den bekannten Sperrwandlern, bei denen der die Spannung an der Rückkopplungswicklung Kollektorstrom des Oszillator-Transistors auf einen (T₂") des Transformators (T) am Ende jeder 20 Wert begrenzt wird, der unterhalb des Sättigungs-Sperrphase einen vorbestimmten Wert unter- wertes des Transformators liegt, wird diese Begrenschreitet, und daß die Einschaltzeit des Flip-Flop- zung dadurch erreicht, daß der Basisstrom des Tran-Kreises (MV) kürzer als die für die Sättigung des sistors durch einen Widerstand entsprechend auf Transformators (T) oder Transistors (V) erforder- einen bestimmten Wert festgelegt und niedrig gehalliche Zeit ist. 25 ten wird. Durch diese Maßnahme wird der maximale

Kollektorstrom von der Stromverstärkung des Transistors direkt abhängig, die ihrerseits vom Transistor

und seinen Werten einerseits und andererseits von der

Temperatur stark abhängig ist. Für einen befriedigen-

30 den Wirkungsgrad ist daher bei diesen bekannten

Sperrwandlern beim Austausch des Transistors eine

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichspan- Justierung und außerdem die Bestimmung des Temrungs-Sperrwandler mit einem Oszillator-Transistor peraturbereiches je Wert der Justierung erforderlich. Und einem primärseitig in Reihe mit dessen Kollek- Demgegenüber ist beim Gegenstand der Erfindung tor-Emitter-Strecke liegenden Transformator, der se- 35 die Kopplung vom Stromverstärkungsgrad bzw. kundärseitig eine Ausgangswicklung mit einem nach- -faktor des Transistors unabhängig, weil dieser vollgeschalteten Gleichrichter und eine Rückkopplungs- gesättigt ist, und somit auch der Kollektorstrom vom wicklung aufweist, die in einem mit der Basis des Basisstrom nicht abhängig ist, solange der monu-Transistors verbundenen Rückkopplungskreis liegt. stabile Flip-Flop-Kreis eingeschaltet ist. Der sich für Solche Gleichspannungs-Sperrwandler sind be- 40 den Gegenstand der Erfindung daraus ergebende kannt. Bei ihnen wird die Durchlaßphase entweder Vorteil ist eine weitgehende Unabhängigkeit vom durch Sättigung des Transformators oder durch Temperaturbereich, der wesentlich größer bemeßbar Sättigung des Oszillator-Transistors beendet (Zeit- ist, und eine völlige Freiheit bezüglich des zu verschrift »Radio Mentor«, Jg. 24 [1968], Nr. 1, S. 027 wendenden Transistors und seinen Werten,
bis 029). Im Falle der Beendigung der Durchlaßphase 45 Nachstehend soll die Erfindung unter Bezugnahme (durch Sättigung des Transformators steigt bei Errei- auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert vverchen der Sättigung der Primärstrom wegen der rasch den. In der Zeichnung ist

kleiner werdenden Induktivität stark an, oevor er F i g. 1 das Schaltbild einer Ausführungsform des

infolge der den Transistor sperrenden Rückkopplung Gleichspannungs-Sperrwandlers nach der Erfindung

unterbrochen wird. Dies hat erhöhte Transformator- 50 und

und Transistorverluste und damit einen kleineren Fig. 2 die grafische Darstellung des Verlaufes der

Wirkungsgrad zur Folge. Bei den anderen bekannten Kollektor-Emitter-Spannung des in dem Oszillator-

Gleichspannungs - Sperrwandlern, bei denen die kreis enthaltenen Transistors in Abhängigkeit von der

Durchlaßphase durch Sättigung des Oszillator-Tran- Zeit.

sistors beendet wird, ist infolge dieses Sättigungs- 55 Wie F i g. 1 zeigt, liegen in einem Oszillatorkreis betriebes der Temperaturbereich und der Wirkungs- ein Transformator T und ein Transistor V. Der Trangrad begrenzt und der Transistoraustausch mit einer sistor V ist über die Primärwicklung T₁ des Transfor-Einjustierung verbunden. mators an eine Spannungsquelle E angeschlossen. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe Eine erste Sekundärwicklung T₂' des Transformators zugrunde, auch innerhalb eines Temperaturbereichs 60 liegt über eine Diode D an einem Kondensator C, der von —40° C bis +70° C den einwandfreien Betrieb regelmäßig wiederaufgeladen werden soll. Der bei derartigen Sperrwandlern zu ermöglichen und Rückkopplungskreis des Oszillators besteht aus einer einen Transistoraustausch ohne Einjustierung zu ge- elektrischen Verbindung zwischen der Basis des statten sowie den Wirkungsgrad zu verbessern. Transistors V und einer zweiten Sekundärwicklung Die Erfindung löst die Aufgabe bei einem Wandler 65 T₂" des Transformators. In diesem Rückkopplungsder eingangs genannten Art dadurch, daß ein ein- kreis liegt erfindungsgemäß ein monostabiler Flipgangsseitig mit der Rückkopplungswicklung und aus- Flop-Kreis MV. Irgendeine beliebige herkömmliche gangsseitig mit der Basis des Transistors verbundener Anlaßvorrichtung ist mit A bezeichnet; es kann dies

3 ψ 4

beispielsweise ein monostabiler Flip-Flop-Kreis sein, Schwingen gebracht wird, und bleibt so lange offen,

der bei seiner Betätigung einen Impuls auf die Basis wie die Basis des Transistors em Signal aus dem

des Transistors gibt, um den Oszillafcjr zum Schwin- Flip-Flop MV erhält Die Dauer dieses ÖSnungs-

gen zu bringen. Die Art der Schwingung des Oszilla- signals aus dem Fhp-Hop-KreK MV ist se, gewahh,

Ls unterscheidet sich jedoch von der Art der 5 daß der Transistor während emei■■*?££**

Schwingung in einem herkömmlichen Gleichspan- stromdurchlässig bleibt gegenüber der Zeitdauer die

nungs-S>Swandler, bei dem der Transistoi gesperrt erforderlich wäre, um den g*™«™^* X"

wirf w?nn der Transformatoren! oder de? Tran- eigene Sättigung ^„^^Ι^ίΠ^

sistor in den gesättigten Zustand kommt Dagegen mators zu sperren. Hort also der Stro^nfluB ,lurch

erfolgt die Sperrung erfindungsgemäß mit Hilfe des xo Sperrung des Transistors auf,^dann ™J^ ™

monostabüen FUp-Hop-Kreises MV. Transformator gespeicherte Energie auf den Konden

Beim Übergan? des Betriebszustandes des Tran- sator C übertragen.

sistors V von der' Stromdurchlässigkeit zur Sperrung Die F i g. 2 der_k Zeichnung zeigt an.

wird in dem Transformator T Energie gespeichert. SchaubUdes die Abhängigkeit ^toite

Diese Energie wird über die Diode D auf den Kon- 15 Spannung des Transistors F von

/iensator C übertragen; sobald der Diodenstrom auf Schaubild bezeichnet t_s die ^auer ^

den Wert Null abgenommen hat, trin die Sperrwir- eher der monostable ^Ρ"^*^.™ ^ΥΛ ^m _ζ"£_

kung der Diode ein. In dem Transformator ist nun nungs-Signal auf den Traktor K gibt EteZeit

überhaupt keine Energie mehr vorhanden, und die dauer t_r bezeichnet die ^^τ^Μάύ*™ der

Spannung an der zweiten Sekundärwicklung Γ," des ₂o Transistor V ausgeschaltet ist,

Transformators ist jetzt auf Null abgesunken. Soweit dem Ausführungsbeispiel der

unterscheidet sich die Wirkung des Gleichspannungs- für den Transformator entspncto,

Sperrwandlers nach der Erfindung nicht von der Energie in den Kondensator C_ hinun

Wirkung eines herkömmüchen Gleichspannungs- wird. Die Spannung E ist in dem »c

Sperrwandlers. Infolge der Tatsache, daß der mono- ,5 Fig. 2 die Speisespannung des Oszillators uno^a stabile Flip-Flop-Kreis in den Rückkopplungskreis Zeiten, während deren diese Spannung wrhanJen j

des Oszillators gelegt ist, erfolgt in diesem Falle die sind mit A und B bezeichnet; sie dienen al M^"

Zd d d Tfmators

des Oszillators gelegt ist, erfolgt in diesem Falle die sind mit A und ^

Rückstellung des Transistors in den Zustand der den Energie-Inhalt in dem Transfomator.s^mussen

Stromdurchlässigkeit durch die Mitwirkung des während der Speicherung von Energie in dem^a

monostabilen Flip-Flop-Kreises. Die Einstellung des 30 formator T ebenso groß sein wie wahrend der 1uw^

monostabilen Flip-FloJ-Kreises wird dann aktiviert, tragung von Energie. In das .Schaubild is nut gesm

wenn die Spannung in der Transformatorwicklung chelten Linien noch die Zeitpenorte 1, emg _o ^

T./'auf einen vorbestimmten Wert, der beispielsweise nach welcher der Transistor angeschaUe. werfl«n

Null sein kann, abgesunken ist. Durch die Einschal- muß, wenn die Sättigung des Tran^°^rmat°^rs _t ^αζ

tung des monostabüen Flip-Flop-Kreises wird der 35 Ausschaltung bewirken wurde. Die Zeitdauer t_r

Transistor V geöffnet, so daß der Oszillator zum diesen beiden Fallen gleich groll

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

und diesen steuernder monostabiler Flip-Flop-Kreis

Patentanspruch: derart vorgesehen und bemessen ist, daß er eingeschaltet wird und seinerseits den Transistor leitend

Gleichspannungs-Sperrwandler mit einem Os- schaltet, wenn die Spannung an der Rückkopplungs-

zillator-Transistor und einem primärseitig in 5 wicklung des Transformators am Ende jeder Sperr-

Reihe mit dessen Kollektor-Emitter-Strecke lie- phase einen vorbestimmten Wert unterschreitet, und

genden Transformator, der sekundärseitig eine daS die Einschaltzeit des Flip-Flop-Kreises kürzer

Ausgangswicklung mit einem nachgeschalteten als die für die Sättigung des Transformators oder

Gleichrichter und eine Rückkopplungswicklung Transistors erforderliche Zeit ist.

aufweist, die in einem mit der Basis des Tran- io Durch die erfindungsgemäße Lösung wird demnach

sistors verbundenen Rückkopplungskreis liegt, durch ein Signal vom Flip-Flop-Kreis bei genauer

dadurch gekennzeichnet, daß ein ein- Einhaltung der Pulsbreite der Transistor in der Weise

gangsseitig mit der Rückkopplungswicklung (T₂") gesteuert, daß der durch den Primärkreis fließende

und ausgangsseitig mit der Baäs des Transistors Strom durch eine Rückkopplungswicklung des Trans-

(V) verbundener und diesen steuernder monosta- 15 formators vor Erreichen von dessen Sätigung und vor

biler Flip-Flop-Kreis (MV) derart vorgesehen und Erreichen der Sättigung des Transistors unterbrochen