DE2336092C3 - Circuit arrangement operating according to the switching process for stabilizing a direct voltage - Google Patents
Circuit arrangement operating according to the switching process for stabilizing a direct voltageInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine nach dem Schaltverfahren arbeitende Schaltungsanordnung zur Stabilisierung einer Gleichspannung mit einem Schalttransistor, einer Drossel und einei.i ersten Widerstand im Längszweig und einer Freilaufdiode im Querzweig un mit einer Steuerschaltung, die den Schalttransistor derart beeinflußt, daß er abwechselnd leitend oder gesperrt ist.The invention relates to a circuit arrangement operating according to the switching method for Stabilization of a direct voltage with a switching transistor, a choke and a first resistor in the series branch and a freewheeling diode in the shunt branch un with a control circuit that the Switching transistor influenced in such a way that it is alternately conductive or blocked.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der DE-AS 1 563682 bekannt. Die Steuerschaltung dieser Stabilisierungsschaltung enthält einen Transistorwechselrichter als Taktgeber und erzeugt durch die Überlagerung einer dreieckförmigen Hüfsspannung mit einer der Ausgangsspannung der Stabilisierungsschaltung proportionalen Meßspannung eine rechteckförmige Steuerschwingung konstanter Periodendauer und mit in Abhängigkeit von Schwankungen der Ausgangsspunnung veränderbarem Tastverhältnis. Such a circuit arrangement is known from DE-AS 1 563682. The control circuit of this Stabilization circuit contains a transistor inverter as a clock generator and generated by the Superposition of a triangular hip tension with a measuring voltage proportional to the output voltage of the stabilization circuit, a square wave Control oscillation of constant period and with depending on fluctuations the output voltage variable duty cycle.
Eine weitere Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 1 438211 bekannt, die Steuerschaltung dieser Schaltungsanordnung enthält einen induktiv nickgekoppelten Impulsgenerator, dessen Ausgangsspannung die Dauer von Durchschalt- und Sperrzeit des Schalttransistors bestimmt. Die Durchschaltzeit ist konstant und nur durch die Dimensionierung der sie bestimmenden Bauelemente des Impulsgenerators vorgegeben. Die Sperrzeit dagegen ist von der Ausgangsspannung und von dem Aus^angsstrom abhängig. Wegen der Siebkette im Ausgang der Schaltungsanordnung handelt es sich sowohl bei der Ausgangsspannung als auch bei dem Ausgangsstrom um einen zeitlichen Mittelwert. Aufgrund der konstanten Durchschaltzeit ist die Speicherdrossel so zu dimensionieren, daß sic bei der größten zulässigen Eingangsspannung nicht in die Sättigung gelangt. In den Fällen, in denen die Eingangsspannung kleiner als die größte zulässige Eingangsspannung ist, also in der Mehrzahl der Fälle, ist die Speicherdrosscl überdimensioniert. Der zeitliche Mittelwert des über die Speicherdrossel fließenden Stromes bildet den geglätteten Ausgangsstrom, jedoch unterscheiden sich die Augenblickswerte der beiden Ströme aufgrund der Glättung durch die im Ausgang der Schaltungsanordnung liegende Siebkette. Ist die Hingangsspannung kleiner als die größte zulässige Eingangsspannung, so steigt der durch die Speicher-Another circuit arrangement of the type mentioned is known from DE-AS 1 438211, the control circuit of this circuit arrangement contains an inductively nick-coupled pulse generator, whose output voltage determines the duration of the turn-on and turn-off time of the switching transistor. The switching time is constant and only through the dimensioning of the components that determine it specified by the pulse generator. The blocking time, on the other hand, depends on the output voltage and the Off ^ angsstrom dependent. Because of the sieve chain in the output of the circuit arrangement, it is both both the output voltage and the output current around a time average. Because of the constant switching time, the storage choke is to be dimensioned so that sic at the maximum permissible input voltage does not reach saturation. In those cases in which the input voltage is lower than the highest permissible input voltage, i.e. in the majority of cases, this is Storage throttle oversized. The time average of the current flowing through the storage choke forms the smoothed output current, but the instantaneous values of the two differ Currents due to the smoothing through the filter chain located at the output of the circuit arrangement. Is the If the input voltage is less than the largest permissible input voltage, the
drossel fließende Strom langsamer an als beim Anliegen der größten zulässigen Eingangsspannung, so daß die Drossel ihren maximalen Strom zum Ende der konstanten Durchschaltzeit noch nicht erreicht hat. Um die Ausgangsspannung in ihrer Höhe zu halten, ist ein erneutes Durchschalten des Schalttransistors nach einer möglichst kurzen Sperrzeit erforderlich. Der durch die Drossel fließende Strom darf jedoch während der Sperrzeit nicht zu weit abfallen, da der zeitliche Mittelwert des durch die Drossel fließenden Stromes durch den Ausgangsstrom vorgegeben ist. Die Folge ist eine hohe Urnschaltfrequenz des Schalttransistors, wobei jeder Umschaltvorgang zusätzliche Verluste mit sich bringt.current flowing through the choke slower than when the highest permissible input voltage is applied, so that the choke has not yet reached its maximum current at the end of the constant switching time. To keep the output voltage at its level, the switching transistor must be switched through again required after the shortest possible blocking period. However, the current flowing through the choke is allowed Do not drop too far during the blocking time, since the time average of the value flowing through the throttle Current is given by the output current. The consequence is a high switching frequency of the switching transistor, each switching process entails additional losses.
Eine weitere Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist aus der Fig. 1 der DE-OS 1 763 746 bekannt. In dieser Schaltungsanordnung wird nicht der durch die Speicherdrossel fließende Strom, sondern ein in einem Glättungskreis gebildeter zeitlicher Mittelwert erfaßt. Sowohl der Aufbau als a'ich die Funktionsweise der Steuerschaltung sind offengelassen. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 der DT-OS 1 763 746 dient zur Stromerfassung kein ohmscher Widerstand im Längszweig, sondern ein induktiver Übertrager mit mehreren Wicklungen. Dieser Übertrager erfaßt zwar den durch die Speicherdrossel fließenden Strom; durch die nachgeschalteten Spitzengleichrichterschaltungen wird jedoch nur der Spitzenwert des durch die Speicherdrossel fließenden Stromes als Maß für seinen Mittelwert ausgewertet und zur Beeinflussung der Steuerschaltung verwendet. Wie der in Fig. 3a der DE-OS 1 763746 dargestellte zeitliche Verlauf des durch die Speicherdrossel fließenden Stromes zeigt, schwankt dieser um den Wert des Ausgangsstromes ohne dabei den Wert Null zu erreichen. Weitere Einzelheiten sowohl hinsichtlich des Aufbaus als auch hinsichtlich der Funktionsweise der Steuerschaltung lassen sich dieser Druckschrift nicht entnehmen.Another circuit arrangement of the type mentioned above is shown in FIG. 1 of DE-OS 1,763,746 known. In this circuit arrangement, it is not the current flowing through the storage choke, but rather the current a time average formed in a smoothing circle is detected. Both the structure and the The functionality of the control circuit is left open. In the circuit arrangement according to FIG. 2 of the DT-OS 1 763 746 does not use an ohmic resistor in the series branch for current measurement, but an inductive one Transformer with multiple windings. Although this transformer detects the through the storage choke flowing stream; through the downstream peak rectifier circuits however, only the peak value of the current flowing through the storage choke is evaluated as a measure of its mean value and used to influence the control circuit. Like that shown in Fig. 3a of DE-OS 1,763,746 shows the time course of the current flowing through the storage choke, it fluctuates around the value of the output current without reaching the value zero. Further details regarding both the structure as well as the functioning of the control circuit can be found in this document do not remove.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nach dem Schaltvcrfahrcn (aus als »Speiche· drosselverfahrcn« bekannt) arbeitende Schaltungsanordnung zur Stabilisierung einer Gleichspannung zu schaffen, die keinen zusätzlichen Taktgeber für die Steuerschaltung benötigt, ein Minimum an Aufwand erfordert und trotzdem eine gute Stabilisierung der Ausgangsspannung ermöglicht und dafür sorgt, daß nur geringe Umschaltverluste auftreten.The invention is based on the object of providing a circuit according to the switching process (from as "spoke throttle process" known) working circuit arrangement for stabilizing a DC voltage create, which does not require an additional clock for the control circuit, a minimum of effort requires and still enables a good stabilization of the output voltage and ensures that only small switching losses occur.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Steuerschaltung den Schalttransistor nur dann in den leitenden Zustand schaltet, wenn der durch die Drossel fließende Strom auf den Wert Null abgesunken ist und gleichzeitig die Ausgangsspannung der Stabilisierungsschaltung kleiner als ein vorherbestimmter Wert ist und daß die Steuereinrichtung den Schalttransistor von dem leitenden Zustand in den gesperrten Zustand umschaltet, wenn der durch die Drossel fließende Strom einen oberen Grenzwert überschreitet. Auf diese Weise erfolgt gleichzeitig mit der Stabilisierung der Ausgangsspannung eine Begrenzung des maximalen Ausgangsstromes, so daß die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, ohne daß zusätzliche Maßnahmen eiforderüch sind, auch kurzschlußfest ist Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der durch die Drossel fließende Strom in jeder Schaltperiode stets von dem Wert Null aus bis zum Wert lmm ansteigt und anschließend bis auf den Wert Null wieder abfällt. Die aktiven Bauelemente sowie die Drossel werden so optimal ausgenutzt und es entstehen nur minimale Umschaltverluste.This object is achieved in a circuit arrangement of the type mentioned in that the control circuit only switches the switching transistor into the conductive state when the current flowing through the choke has dropped to the value zero and at the same time the output voltage of the stabilization circuit is less than a predetermined value and that the control device switches the switching transistor from the conductive state to the blocked state when the current flowing through the choke exceeds an upper limit value. In this way, the maximum output current is limited simultaneously with the stabilization of the output voltage, so that the circuit arrangement according to the invention is also short-circuit-proof without additional measures being required always increases from the value zero to the value 1 mm and then drops again to the value zero. The active components as well as the choke are optimally used and there are only minimal switching losses.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt parallel zu dem Ausgang der Stabilisierungsschaltung die Reihenschaltung eines zweiten Widerstandes, einer Zenerdiode und eines dritten Widerstandes, ist der gemeinsame Schaltungspunkt des dritten Widerstandes und der Zenerdiode über die Emittei-Kollektor-Strecke eines zweiten Transistors ist der Basis des Schalttransistors verbunden, liegt parallel zu dem Ausgang der Stabilsierungsschaltung die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke eines dritten Transistors, eines vierten Widerstandes und eines fünften Widerstandes, ist der gemeinsame Schaltungspunkt des zweiten Widerstandes und der Zenerdiode über einen sechsten Widerstand mit der Basis des dritten Transistors verbunden, ist der eine Anschluß der Drossel mit dem gemeinsamen An-Schlußpunkt des zweiten Widerstandes ur .d des Emitters des dritten Transistors verbunden und der andere Anschluß der Drossel mit dem Kollektor des Schalttransistors und dem einen Anschluß der Freilaufdiode, ist der gemeinsame Schaltungspunkt des dritten und des fünften Widerstandes über den ersten Widerstand mit dem anderen Anschluß der Freilaufdiode verbunden, liegt parallel zu der Freilaufdiode die Reihenschaltung eines siebten Widerstandes und der Kollektor-Emitter-Strecke eines vierten Transistors, dessen Basis mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt des vierten und fünften Widerstandes verbunden ist, ist der gemeinsame Anschlußpunkt des siebten Widerstandes und des Kollektors des vierten Transistors mit der Basis des zweiten Transistors verbunden, ist die Basis des zweiten Transistors über einen achten Widerstand mit dem Emitter des Schalttransistors und über mindestens eine zweite Diode mit dem gemeinsamen Anschluß des ersten, dritten und fünften Widerstandes verbunden und der Emitter des vierten Transistors und cer Emitter des Schalttransistors bilden jeweils eine der beiden Eingangsklemmen der Stabilisierungsschaltung. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß nur vier Transistoren benötigt weiden, also ein ganz geringer Aufwand an aktiven Bauelementen erforderlich ist.In a preferred embodiment of the invention, the series connection of a second resistor is parallel to the output of the stabilization circuit, a zener diode and a third resistor is the common node of the third resistor and the Zener diode via the emitter-collector path of a second transistor is connected to the base of the switching transistor, is parallel to the output of the stabilization circuit the series connection of the emitter-collector path of a third transistor, a fourth resistor and a fifth resistor, is the common node of the second resistor and the Zener diode connected to the base of the third transistor via a sixth resistor is one of them Connection of the choke with the common connection point of the second resistor ur .d of the emitter of the third transistor and the other connection of the choke to the collector of the switching transistor and one connection of the freewheeling diode is the common connection point of the third and of the fifth resistor connected to the other terminal of the freewheeling diode via the first resistor, the series connection of a seventh resistor and the collector-emitter path is parallel to the freewheeling diode a fourth transistor whose base is connected to the common connection point of the fourth and fifth resistor is connected, is the common connection point of the seventh resistor and the collector of the fourth transistor is connected to the base of the second transistor, the base is of the second transistor via an eighth resistor to the emitter of the switching transistor and via at least a second diode to the common connection of the first, third and fifth resistors connected and the emitter of the fourth transistor and cer emitter of the switching transistor form, respectively one of the two input terminals of the stabilization circuit. This configuration has the advantage that only four transistors are required, so a very small amount of active components is required is.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung vor, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.Further refinements of the invention emerge from the subclaims and from the following description with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown.
Die Zeichnung zeigt den Stromlaufplan einer Schaltungsanordnung der Erfindung. Die Schaltungspunkte 1 and 2 bilden die Eingangsklemmen der Stabilisierungsschaltung. In dem obeicn Teil des Längszweiges liegen cir Schalttransistor 3 unti eine Drossel 4. In dem unteren Teil des Längszweiges liegt ein Widerstand 5. Die an dem Widerstand 5 abfüllende Spannung isi ein Maß für den durch die Drossel 4 fließenden Strom /, wobei davon ausgegangen werden kann, daß die über die einzelnen Querzweige fließenden Ströme in üblicher Weise vernachläsi'igbar klein gegenüber dem über die Drossel 4 fließenden Strom sind. Die Schaltungspunkte 7 und 8 bilden die Ausgangsklemmen der Stabiiisicrungsschaitung. Ein Kondensator 9 liegt /.wischen den Schallungspunkten 7 und 8 und dient als Glättungskondensator bzw. dynamischer Kurzschluß für die Schaltfrequenz.. Die Diode 10 in einem der Querzweige dient als Freilauftliode bei gesperrtem Schalttransistor 3.The drawing shows the circuit diagram of a circuit arrangement of the invention. The circuit points 1 and 2 form the input terminals of the stabilization circuit. In the upper part of the series branch there are cir switching transistor 3 undi one Throttle 4. In the lower part of the series branch there is a resistor 5. The one filling the resistor 5 Voltage is a measure of the current / flowing through the choke 4, assuming this it can be that the currents flowing over the individual shunt branches can be neglected in the usual way are small compared to the current flowing through the choke 4. The circuit points 7 and 8 form the Output terminals of the stabilization circuit. A capacitor 9 is located between the sounding points 7 and 8 and serves as a smoothing capacitor or dynamic short circuit for the switching frequency .. The Diode 10 in one of the shunt branches serves as a free-wheeling diode when the switching transistor 3 is blocked.
Für die Erläuterung der Wukungsweise der Stabiiisicrungsschaltung wird von eiuem Betriebszsutand ausgegangen, bei dem der durch die Drossel 4 fließende Strom / den Wert Null besitzt und die an den Schaltungspunkten 7 und 8 anstehende Ausgangsspannung Ua eine Bezugsspannung (Jrrf unterschreitet, deren Höhe durch die Zenerdiode 11 vorgegeben ist. Unter diesen Voraussetzungen wird die Basis des Schalttransistors 3 über die Fmitter-Kollcktor-Strecke des Transistors 12 in den leitenden Zustand gesteuert. Die Freilaufdiode 10 ist gesperrt und es fließt, ausgehend von dem Schaltungspunkt 1 über den Widerstand 5, den Kondensator 9, die Drossel 4 und den Schalttransistor 3 ein linear mit der Zeit ansteigender Strom. Wenn der Spannungsabfall, den dieser Strom über dem Widerstand 5 verursacht,For the explanation of the manner in which the stabilization circuit works, it is assumed that the operating state is in which the current flowing through the choke 4 / has the value zero and the output voltage U a present at the circuit points 7 and 8 falls below a reference voltage (J rrf, the level of which is determined by the Zener diode 11. Under these conditions, the base of the switching transistor 3 is switched to the conductive state via the transmitter-collector path of the transistor 12. The freewheeling diode 10 is blocked and it flows, starting from the circuit point 1 via the resistor 5, the Capacitor 9, inductor 4 and switching transistor 3 produce a current that increases linearly with time.
„l~:~l—ι—η—:- π; :·»— c 1-- -τ- :-. « ι“L ~: ~ l — ι— η -: - π; : · »- c 1-- -τ-: -. «Ι
gi^iLii uvi Lfciaia-L->fιιιιιν-ι -kjpaniiuitg vn-Λ ι ιαιι.ιιηιι/[Λ 1** ist, wird dieser Transistor, der ursprünglich gesperrt ist, leitend und zieht dem Transistor 12 den Basisstrom weg. Dadurch erhält der Schaltungstransistor 3 zumindest keine zunehmende Ansteuerung mehr und die Spannung am Schaltungspunkt 14 beginnt zusammenzubrechen, da die Drossel 4 den Stromfluß über den Lastwiderstand 6 aufrecht/uhalten versucht. Dieser Vorgang vollzieht sich schlagartig, da auch über den Widerstand 15 die Ansteuerung de« Transistors 12 im Sinne einer positiven Rückkopplung (Mitkopplung) verringert wird. Da der Schalttransistor 3 gesperrt ist, fließt der Strom / über die Freilaufdiode 10 und nimmt linear mit der Zeit ab. Solange durch die Drossel 4 noch Strom fließt, liegt die Spannung an dem Punkt 14 um den Wert der Durchlaßspannung der Freilaufdiode 10 (cirka + 0,7 Volt) unter der Spannung am Schaltungspunkt 1; damit erhält die Basis des Transistors 12 für diese Zeitspanne über den Widerstand 15 ebenfalls keine Ansteuerung. Der Transistor 13 ist zu Anlang des Zeitabschnittes, in dem der Schalttransistor 3 gesperrt ist, leitend; später im ei gc!>pciri. Aus dem vorgenannten Grund ist dies jedoch bereits ohne Einfluß.gi ^ iLii uvi Lfciaia-L-> fιιιιιν-ι -kjpaniiuitg vn-Λ ι ιαιι.ιιηιι / [Λ 1 **, this transistor, which is originally blocked, becomes conductive and pulls the base current away from transistor 12. As a result, the switching transistor 3 at least no longer receives an increasing control and the voltage at the switching point 14 begins to collapse, since the choke 4 tries to maintain the flow of current via the load resistor 6. This process takes place suddenly, since the control of the transistor 12 is also reduced via the resistor 15 in the sense of a positive feedback (positive feedback). Since the switching transistor 3 is blocked, the current flows through the freewheeling diode 10 and decreases linearly with time. As long as current still flows through the choke 4, the voltage at the point 14 is the value of the forward voltage of the freewheeling diode 10 (approximately + 0.7 volts) below the voltage at the circuit point 1; thus the base of the transistor 12 is likewise not triggered via the resistor 15 for this period of time. The transistor 13 is conductive at the beginning of the period in which the switching transistor 3 is blocked; later in the egg gc!> pciri. For the aforementioned reason, however, this is already ineffective.
Ist der Strom durch die Drossel 4, der als Gegenspannung die Ausgangsspannung Ila vorfindet, auf den Wert Null abgesunken, so ist die Spannung am Schaltungspunkt 14 gleich der Ausgangsspannung Ua. In diesem Zustand ergeben sich zwei Möglichkeiten:If the current through the choke 4, which finds the output voltage Il a as the counter voltage, has dropped to the value zero, the voltage at the switching point 14 is equal to the output voltage U a . In this state there are two possibilities:
1. Die Spannung Ua ist so groß, daß die Zenerdiode 11 leitend ist. Der Transistor 16 wird über den Widerstand 17 in den leitenden Zustand gesteuert. Dies hat zur Folge, daß der Transistor 13 ebenfalls leitend ist und damit der Transistor 12 und der Schalttransistor 3 gesperrt sind. Das bedeutet, daß ein Wiedereinschalten des Schalttransistors 3 solange verhindert wird, wie die Ausgangsspannung Ua größer als die durch die Zenerdiode 9 vorgegebene Bezugsspannung Un ist. Die Regelphase liegt somit vorteilhaft in dem Zeitabschnitt, in dem der Schalttransistor 3 gesperrt ist.1. The voltage U a is so great that the Zener diode 11 is conductive. The transistor 16 is switched to the conductive state via the resistor 17. This has the consequence that the transistor 13 is also conductive and thus the transistor 12 and the switching transistor 3 are blocked. This means that the switching transistor 3 is prevented from being switched on again as long as the output voltage U a is greater than the reference voltage U n specified by the Zener diode 9. The control phase is therefore advantageously in the time segment in which the switching transistor 3 is blocked.
2. Die Spannung Ua ist nicht so groß, daß die Zenerdiode 11 leitend ist. Die Transistoren 13 und 16 sind dann gesperrt und der Transistor 12 wird leitend. Dies geschieht vorwiegend über den an den Schaltungspunkt 14 angeschlossenen Widerstand 15. Der Schaltungspunkt 14 liegt mindestens auf dem Wert der Ausgangsspannung Ua. Wenn der Transistor 12 leitend ist, wird auch der Schalttransistor 3 in den leitenden Zustand gesteuert. Auch beim Einschaltvorgang des Schaittransisiors 3 in den leitenden Zustand ergibt sich eine positive Rückkopplung über den Widerstand 15 und den Transistor 12. Der durch die Drossel 4 fließende Strom / beginnt wieder linear mit der Zeit anzusteigen, bis die über dem Widerstand 5 abfallende Spannung die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 13 überschreitet. 2. The voltage U a is not so great that the Zener diode 11 is conductive. The transistors 13 and 16 are then blocked and the transistor 12 becomes conductive. This takes place predominantly via the resistor 15 connected to the circuit point 14. The circuit point 14 is at least at the value of the output voltage U a . When the transistor 12 is conductive, the switching transistor 3 is also controlled in the conductive state. Even when switching the switching transistor 3 into the conductive state, there is positive feedback via the resistor 15 and the transistor 12. The current flowing through the choke 4 begins to rise again linearly with time until the voltage drop across the resistor 5 reaches the base -Emitter voltage of transistor 13 exceeds.
Der Widerstand 18 bestimmt den ArHeifrfunkt tür die Zenerdiode 11. Werden nur geringe Anforderungen an die Rcgelgenauigkeit gestellt, so kann dieser Widerstand auch entfallen.The resistor 18 determines the working function door the Zener diode 11. If only low requirements are placed on the control accuracy, this can Resistance is also eliminated.
Damit während der Einschaltphase die Zenerdiode 11 nicht leitend werden kann, wird die Spannung an der Zenerdiode 11 dadurch vermindert, daß der Steuerstrom für den Schalttransistor 3 vom Transistoi ! .So that the Zener diode 11 cannot become conductive during the switch-on phase, the voltage on the Zener diode 11 is reduced in that the control current for the switching transistor 3 is supplied by the transistor ! .
tiu\.i.,tunutiu \ .i., tunu
-iii\-u ui-i iiiit-l ii-ll ijpunι -iii \ -u ui-i iiiit-l ii-ll ijpunι
abfall erzeugt, der sich aus der Summe der Durchlaßspannungen der Dioden 20 und 21, vermindert um den Wti ι der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 12, ergibt. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß der Schalttransistor 3 aus dem leitenden Zustand in ucn gesperrten Zustand umgeschaltet wird, bevor der durch die Drossel 4 fließende Strom / den durch die Basis-Emitk'r Spannung des Transistors 13 vorgegebe». in Maximalwert /mat erreicht, der als Kriterium für das Umschalten des Schalttransistors 3 vom leitenden in den gesperrten Zustand dient.generated drop, which results from the sum of the forward voltages of the diodes 20 and 21, reduced by the Wti ι the base-emitter voltage of the transistor 12, results. This measure prevents the switching transistor 3 from being switched from the conductive state to the blocked state before the current flowing through the choke 4 / the voltage through the base-emitter of the transistor 13 is given. reached in maximum value / mat , which serves as a criterion for switching the switching transistor 3 from the conductive to the blocked state.
Der Einfluß, der von dem Emittr--rt'-om des Transistors 12 über den Widerstand 19 dulden Widerstand 5 ausgeübt wird, kann hier unberücksichtigt bleiben, da dieser Strom den Steuerstrom des Schalttransistors 3 bildet und somit um die Stromverstärkung, also ca. eine Größenordnung kleiner als der Ausgangsstrom / der Stabilisierungsschaltung ist. Die Diode 20 und 21 sorgen in Verbindung mit dem Widerstand 19 für einen annähernd eingeprägten Steuerstrom für den Schalttransistor 3. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß bei stark schwankender Versorgungsspannung Ur ein unnötig hoher Steuerstrom auftritt, der den Wirkungsgrad der StabiJisierungsschaltung vermindert. Der Widerstand 22 dient nur zum Starten der Stabilisierungsschaltung und ist im eingeschwungenen Zustand nicht mehr erforderlich. Er wird daher so hochohmig wie möglich gewählt.The influence exerted by the emitter - r t'-om of the transistor 12 via the resistor 19 tolerate resistor 5 can be disregarded here, since this current forms the control current of the switching transistor 3 and thus increases the current gain, i.e. approx. is an order of magnitude smaller than the output current / stabilization circuit. The diodes 20 and 21 in conjunction with the resistor 19 ensure an approximately impressed control current for the switching transistor 3. This measure prevents an unnecessarily high control current from occurring when the supply voltage U r fluctuates, which reduces the efficiency of the stabilization circuit. The resistor 22 is only used to start the stabilization circuit and is no longer required in the steady state. It is therefore chosen to be as high-resistance as possible.
Der Widerstand 23 dient zur Begrenzung des Kollektorstromes des Transistors 16. Der Widerstand 24 verbindet den Widerstand 5 mit der Basis des Transistors 13. Weiterhin sorgt er dafür, daß der KoIL .:torstrom des Transistors 16 zum Transistor 13 nicht kurzgeschlossen wird. Es findet über die Widerstände 23 und 24 an der Basis des Transistors 13 eine Stromaddition statt:The resistor 23 serves to limit the collector current of the transistor 16. The resistor 24 connects the resistor 5 to the base of the transistor 13. It also ensures that the KoIL.: gate current of transistor 16 is not short-circuited to transistor 13. It takes place over the resistances 23 and 24 at the base of transistor 13 a current addition instead of:
Durch die Reihenschaltung eines Widerstandes 25 und einer Diode 26, die zwischen den Kollektor des Schalttransistors 3 und die Basis des Transistors 16 geschaltet ist, läßt sich der Umschaltvorgang von dem leitenden Zustand des Schalttransistors 3 in den gesperrten Zustand beschleunigen. Hierbei handelt es sich um eine zusätzliche Unterstützungsmaßnahme. Fällt die Spannung am Schaltungspunkt 14 unter den Wert der Ausgangsspannung Ua, so wird der Transistor 16 leitend und steuert seinerseits den TransistorBy connecting a resistor 25 and a diode 26 in series, which is connected between the collector of the switching transistor 3 and the base of the transistor 16, the switching process from the conductive state of the switching transistor 3 to the blocked state can be accelerated. This is an additional support measure. If the voltage at the node 14 falls below the value of the output voltage U a , the transistor 16 becomes conductive and in turn controls the transistor
den 25, 17 und 18 sowie der Diode 26 aufgebaute Spannungsteiler ist so dimensioniert, daß die Basis des Transistors 16 stromlos wird, wenn der Strom / durch die Drossel 4 zu Null wird. In diesem Fall nimmt diethe 25, 17 and 18 and the diode 26 constructed voltage divider is dimensioned so that the base of the Transistor 16 is de-energized when the current / through the choke 4 becomes zero. In this case, the
Spannung am Schaltungspunkt 14 einen Wert zwisehen Null und der Ausgangsspannung U11 an. Um eine unkritische Dimensionierung zu erreichen, legt man den Spannungsteiler zweckmäßig so aus, daß die Basis des Transistors 16 etwa bei der halben Ausgangsspannung J1 stromlos wird.Voltage at node 14 has a value between zero and the output voltage U 11 . In order to achieve uncritical dimensioning, the voltage divider is expediently designed so that the base of transistor 16 is de-energized at approximately half the output voltage J 1.
Der Widerstand 27 nimmt den Leckstrom des Schalttransistors 3 und des Transistors 12 auf und räumt so die Basrs des Schalttransistors 3 schneller aus.The resistor 27 absorbs the leakage current of the switching transistor 3 and the transistor 12 and clears the Basrs of the switching transistor 3 faster.
Die Stabilisierungsschaltung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß die Drossel 4 maximal ausgenutztThe stabilization circuit according to the invention has the advantage that the throttle 4 is used to the maximum
werden kann, d. h. bei vorgegebener Leistung und vorgegebener Frequenz kann das kleinstmögliche Volumen der Drossel gewählt werden. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß jede Schaltperiode stets voll ausgeführt wird. Bei zu hoher Ausgangsspannung verlängert sich der Zeitraum, in dem der Schalttransistor 3 gesperrt ist. Dadurch ergeben sich auch geringe Umschaltverluste im Schalttransistor 3 und in der Freilaufdiode 10. Die Schaltfrequenz ein» '. bevozugten Stabilisierungsschaltang nach der Erfindung liegt in der Größenordnung von 25 kHz.can be, d. H. with a given power and a given frequency, the smallest possible volume the throttle can be selected. Furthermore, there is the advantage that each switching period is always fully executed will. If the output voltage is too high, the period in which the switching transistor 3 Is blocked. This also results in low switching losses in the switching transistor 3 and in the freewheeling diode 10. The switching frequency on »'. Preferred stabilization gear according to the invention is in of the order of 25 kHz.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732336092 DE2336092C3 (en) | 1973-07-16 | 1973-07-16 | Circuit arrangement operating according to the switching process for stabilizing a direct voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732336092 DE2336092C3 (en) | 1973-07-16 | 1973-07-16 | Circuit arrangement operating according to the switching process for stabilizing a direct voltage |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2336092A1 DE2336092A1 (en) | 1975-02-06 |
| DE2336092B2 DE2336092B2 (en) | 1978-10-12 |
| DE2336092C3 true DE2336092C3 (en) | 1979-09-06 |
Family
ID=5887059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19732336092 Expired DE2336092C3 (en) | 1973-07-16 | 1973-07-16 | Circuit arrangement operating according to the switching process for stabilizing a direct voltage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2336092C3 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3429488A1 (en) * | 1984-08-10 | 1986-02-20 | Danfoss A/S, Nordborg | ELECTRONIC SWITCHING DEVICE |
-
1973
- 1973-07-16 DE DE19732336092 patent/DE2336092C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2336092B2 (en) | 1978-10-12 |
| DE2336092A1 (en) | 1975-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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