DE2017659A1 - Gleichspannungssperrwandler, selbst anschwingend - Google Patents

Description

• Gleich.spannungsaperrwandler, selbstsnschwingend" B e s c h r e i b u n g .
• Ein selbstanschwingender Gleichspannungssperrwandler wird mit Vorteil immer dort eingesetzt, wo ein Kondensator auf eine bestimmte Spannung aufgeladen werden soll, um bei Bedarf seine Energie impulsmäßig abzugeben, z.B. bei Elektronenblitzgeräten.
• Die Erfindung besteht darin, den Ladungstransport in den Kondensator bei Erreichen der Sollspannung auf eine neue Weise zu stoppen.
• Angewandt werden bisher vorzugsweise 3 Verfahren: 1. Verhinderung neuer Energieaufnahme in die Wandlerinduktivität 2. Sättigung der Induktivität durch Gleichstrom 3. Frequenzerhöhung gepaart mit geringerer Beistungsaufnahme und Wirkungsgradverschlechterung.
• Zu 1 Eine neue Energieaufnahme wird verhindert durch Unterbrechung des Rückkoppelmechanismusses 1.1. durch Kurzschluß einer Wandlerwicklung 1.2. durch Auftrennen des Rückkoppelzweiges.
• Das Verfahren erfordert einen relativ hohen elektronischen Aufwand bei gutem Wirkungsgrad.
• Zu 2 Um einen möglichst guten Wirkungsgrad zu erreichen, wird das Eisen der Wandlerinduktivität über eine hohe Windungszahl gesättigt (kleiner Strom).
• Nachteilig ist dabei, daE die elektronischen Bauelemente für eine sehr hohe Spannung ausgelegt sein müssen, um im normalen Wandlerbetrieb nicht zerstört zu werden.
• Zu 3 Bei diesem Verfahren wird die aufgenommene Enèrgie der Wandlerinduktivität bei Erreichen der Soll spannung in Wärme umgesetzt - sehleehter Wirkungsgrad.
• Das neue Verfahren In einem neuen, diese Erfindung betreffenden Verfahren, wird ein bisher nicht benutzter physikalischer Effekt einer Induktivität ausgenutzt. Es wird v e r h i n d e r t , daß die einmal aufgenommene Energie aus der Induktivität a b g e g e b e n wird durch Kurzschluß ohne angelegte äußere Spannung (wie z.B. durch Sättigung in Verfahren 2).
• Beim Sperrwandler steht die Energie, die in die Wandler induktivität aufgenommen wurde, stets zur Verfügung, um einen Kondensator aufzuladen. Sobald die Sollspannung am Kondensator erreicht ist, wird eine Wandlerwicklung kurzgeschlossen. Die Restenergie wird innerhalb des Kurzschlußkreises langsam abgebaut.
• Der Nachladungsversuch setzt u n a b h ä n g i g von der Spannungshöhe am Ladekondensator dann ein, wenn der Magnetisierungsstrom in der kurzgeschlossenen Induktivität zu Null geworden ist.
• Der besondere Vorteil dieser Methode besteht darin, daß der Verbrauch der magnetischen Energie durch einen Wicklungskurzschluß sehr viel Zeit beansprucht, wodurch die Nachladefrequenz erheblich herabgesetzt und damit ein sehr guter Wirkungsgrad erreicht wird. Außerdem ist der elektronische Aufwand gering, da der Wandler im Gegensatz zu den Verfahren 1 bis 3 bewußt nicht daran gehindert wird weiterzuschwingen.
• Zur Verdeutlichung ist ein Prinzipschaltbild beigefügt, aus dem man erkennt, daß für den gurzschluE ein Thyristor (Th) verwendet wird und daß der Kurzschlußstrom an der Diode -(D) eine Sperrspannung für den Wandlertransistor erzeugt.
• Ein weiterer Unterschied zu den Verfahren 1 bis 3 besteht darin, daß diese als 'Spannungszweipunktregler arbeiten, da(3 also die Nachladung des Kondensators bei Unterschreiten einer bestimmt-en Kondensatorepannungtsschwell-e einsetzt.
• Bein neuen Verfahren wird die Spannung nur während der htonden-sat-ore-uSiadéphate mit dem S-ollwert verglichen (getastete Regelung).
• Während dieser Aufladephase steht an jeder Teilwicklung des Wandlers die getastete Regelspannung transformatorisch untersetzt niederohmig zur Verfügung, so daE sie bei berschreiten der Vergleichsapannung unmittelbar zur Zündung des Thyristors - ohne weitere Verstärkung - herangezogen werden kann.
• Weiterhin darf dank Einsatzes eines Thyristors die getastete Regelspannung nach erfolgtem Kurzschluß verschwinden, muß also nicht gespeichert werden, da unabhängig von dieser Regelspannung eine neue Energieaufnahme injdie Wandlerinduktivitst selbsttätig erfolgt. Außerdem ist vorteilhaft-, daß der Thyristor selbsttätig löscht, wenn entweder sein Haltestrom unterschritten wird, oder der Wandler anschwingt.

Claims (2)

1. Patentanspruch.

   0elbstanschwingender Gleichspannungssperrwandler, dadurch gekennzeichnet,daß bei Überschreiten der gewünschten Kondensatorspannung eine Wicklung des Wandlers kurzgeschlossen wird, wobei wesen-tlich ist, daß die in der Wandlerinduktivität befindliche Restenergie an den Widerständen im Kurzschlußkreis langsam abgebaut wird, daß der Nachladeversuch selbsttatig unternommen wird, sobald der Kurzschlußstrom zu Null geworden ist, und daß nicht verhindert wird, daß der Wandler weiterschwingt, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsvergleich getastet erfolgt während der Aufladephase des Kondensators, und schließlich dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußstrom eine Diode durchfließt, deren Durchlaßspannung als Sperrspannung für den Wandlertransistor dient, wodurch ein sicheres Sperren des Transistors ohne zusätzliche Hilfsspannung gewahrleistet ist.
2. 2. Schaltungstechnik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getastete Regelung einen Spannungsvergleich an einer Teilwicklung erlaubt, insbesondere dadurch, daß die an dieser Teilwicklung induzierte getastete Regelspannung transformatorisch untersetzt niederohmig zur Verfügung steht und somit unmittelbar, ohne weitere Verstärkung, zum AuSlösen des Kurzschlusses herangezogen werden kann, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschluß einer Wandlerwicklung mit Hilfe eines Thyristors erfolgt, wobei wesentlich ist, daM nach der Zündung des Thyristors die getastete Regelspannung nicht gespeichert werden muß, da der Wandler unabhängig von der Regelspannung selbsttatig anschwingt und daß der Thyristor selbsttätig löscht, wenn entweder der Kurzschlußstrom den Haltestrom des Thyristors unterschreitet oder der Wandler anschwint.