DE2016002C3 - Schleichspannungs-Sperrwandler - Google Patents

Description

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 Temnungs-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 monoTransistors verbundenen Rückkopplungskreis liegt. stabile Fiip-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 [1958], 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 werchen der Sättigung der Primärstrom wegen der rasch den. In der Zeichnung ist

kleiner werdenden Induktivität stark an, bevor er Fig. 1 das Schaltbild einer Ausführungsform des

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

unterbrochen wird. Dies hat erhöhte Transformator- 5° und

und Transistorverluste und damit einen kleineren F i g. 2 die grafische Darstellung des Verlaufes der

Wirkungsgrad zur Folge. Bei den anderen bekamuen Kollektor-Emit^r-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 Tran-

grad begrenzt und der Transistoraustausch mit einer sistor K ist über die Primärwicklung T₁ des Transfor-

tinjustierung verbunden. mators an eine Spannungsquelle E angeschlossen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe Eine erste Sekundärwicklung 7Y des Transformators

zugrunde, auch innerhalb eines Temperaturbereichs 60 Hegt über eine Diode Z) an einem Kondensator C, der

von —40° C bis + 70° C den einwandfreien Rp.trieb 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 T.," des Transformators. In diesem Rückkopplungs-

der eingangs genannten Art dadurch, daß ein ein- kreis liegt erfindungsgemäß ein monostabiler Flip-

gangsseitig 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

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 ein Signal aus dem des Transistors gibt, um den Oszillator ziim Schwin- Flip-Flop MV erhält. Die Dauer dieses Öffnungsgen zu bringen. Die Art der Schwingung des Oszilia- signals aus dem Flip-Flop-Kreis MV ist so gewählt, tors unterscheidet sich jedoch von der Art der 5 daß der Transistor während einer kürzeren Zeit Schwingung in einem herkömmlichen Gleichspan- stromdurchlässig bleibt gegenüber der Zeitdauer, die nungs-Sperrwandler, bei dem der Transistor gesperrt erforderlich wäre, um den Transistor durch seine wird, wenn der Transformatorkern oder der Tran- eigene Sättigung oder die Sättigung des Transforsistor in dec gesättigten Zustand kommt. Dagegen mators zu sperren. Hört also der Stromfluß durch erfolgt die Sperrung erfindungsgemäß mit Hilfe des io Sperrung des Transistors auf, dann wird die in dem monostabilen Flip-Flop-Kreises MV. Transformator gespeicherte Energie auf den Konden-

Beim Übergang des Betriebszustandes des Tran- sator C übertragen.

sistors V von der Stromdurchlässigkeit zur Sperrung Die F i g. 2 der Zeichnung zeigt an Hand eines wird in dem Transformator T Energie gespeichert. Schaubildes die Abhängigkeit der Kollektor-Emitter-Diese Energie wird über die Diode D auf den Kon- 15 Spannung des Transistors V von der Zeit. In diesem densator C übertragen; sobald der Diodenstrom auf Schaubild bezeichnet Λ, die Zeitdauer, während weiden Wert Null abgenommen hat, tritt die Sperrwir- eher der monostabile Flip-Flop-Kreis MV ein öffkung der Diode ein. In dem Transformator ist nun nungs-Signal auf den Transistor V gibt. Die Zeitüberhaupt keine Energie mehr vorhanden, und die dauer t_r bezeichnet die Zeitdauer, während deren der Spannung an der zweiten Sekundärwicklung T_s" des 20 Transistor V ausgeschaltet ist, wobei diese Zeit bei Transformators ist jetzt auf Null abgesunken. Soweit dem Ausführungsbeispiel der Wiederaufladungszeit unterscheidet sich die Wirkung des Gleichspannungs- für den Transformator entspricht, während welcher Sperrwandlers nach der Erfindung nicht von der Energie in den Kondensator C hinein übertragen Wirkung eines herkömmlichen Gleichspannungs- wird. Die Spannung E ist in dem Schaubild der Sperrwandlcrs. Infolge der Tatsache, daß der mono- 25 Fig. 2 die Speisespannung des Oszillators und die stabile Flip-Flop-Kreis in den Rückkopplungskreis Zeiten, während deren diese Spannung vorhanden ist, des Oszillators gelegt ist, erfolgt in diesem Falle die sind mil A und S bezeichnet; sie dienen als Maß für Rückstellung des Transistors in den Zustand der den Energie-Inhalt in dem Transformator; sie müssen Stromdurchlässigkeit durch die Mitwirkung des während der Speicherung von Energie in dem Transmonostabilen Flip-Flop-Kreises. Die Einstellung des 30 formator T ebenso groß sein wie während der Übermonostabilen Flip-Flop-Kreises wird dann aktiviert, tragung von Energie. In das Schaubild ist mit gestriwenn die .Spannung in der Transformatorwicklung dielten Linien noch die Zeitperiode r/ eingetragen, T₂" auf einen vorbestimmten Wert, der beispielsweise nach welcher der Transistor angeschaltet werden Null sein kann, abgesunken ist. Durch die Einschai- muß, wenn die Sättigung des Transformators die tung des monostabilen Flip-Flop-Kreises wird der 35 Ausschaltung bewirken würde. Die Zeitdauer l_r ist in Transistor V geöffnet, so daß der Oszillator zum diesen beiden Fällen gleich groß.

Hierzu 1 Rlatt Zeichnungen

Claims (1)

1. und diesen steuernder monostabiler Flip-Flop-Kreis Patentansoruch- derart vorgesehen und bemessen ist, daß er einge-

   ratentansprucn. schaltet wird und seinerseits den Transistor leitend

   Gleichspannungs-Sperrwandler mit einem Os- schaltet, wenn die S^mgan ·|«lf

   zillator-Transistor und einem primärseitig in 5 wicklung des Ί ran sf°nn«itors m End, ^

   Reihe mit dessen Kollektor-Emitter-Strecke lie- phase einen vorbesünunten Wert.unten.chre.tet, und

   genden Transformator, der sekundärseitig eine daß die EmschaHzeit des FI.p-Flop-Kre.ses kurzer

   Ausgangswicklung mit einem nachgeschalteten als die für die Sat igung des T ransformulors oder

   Gleichrichter und eine Rückkopplungswicklung Transistors erforderliche Zeit ist.

   aufweist, die in einem mit der Basis des Tran- io Durch die erfmdungsgemaße Lösung w.rd demnach

   sistors verbundenen Rückkopplungskreis liegt, durch em Signal vom Fhp-Hop-Kreis bei genauer

   dadurch gekennzeichnet, daß ein ein- Einhaltung der Pulsbrate der Transistor.η der Weise

   gangsseitig mit der Rückkopplungswicklung (T,") gesteuert, daß der durch den Primarkreis fließende

   und; ausgfngsseitig mit der Basis des Transistors Strom durch eine Ruckkopplungswicklung des Trans-

   (K) verbundener und diesen steuernder monosla- 15 formators vor Erreichen von dessen Satigung und vor

   biler FHp-Fiop-Kreis (MV) derart vorgesehen und Erreichen der Sättigung des Transistors unterbrochen

   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 (7".,") des Transformators (T) am Ende jeder 20 Wert begrenzt wird, der unterhalb des Sattigungs-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 (MK) kurzer als die für die Sättigung des sistors durch einen Widerstand entsprechend auf Transformators (T) oder Transistors (K) 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