DE2417628C3 - Schaltungsanordnung für ein Schaltnetzteil mit Strombegrenzung und Spannungsstabilisierung - Google Patents

Description

Darüber hinaus hängt der Zeitpunkt der Zündung noch von der Spannung ab, die vom l.nststrom des Schaltiransistors an dem von ihm durchflosscnen ohmschcn Widerstand erzeugt wird. Übersteigt dieser Laststrom einen vorbestimmten Wert, dann wird der Thyristor ebenfalls gezündet. Der Zündzeitpunkt wird also sowohl von der Höhe des l.aststromr, des Schaiiiransistors als auch von der Ausgangsspannung des Sper/wanillcrs bestimmt. Das Rcgclprinzip für die Ausgangsspannung beruht auf einem vorzeitigen Abschauen des Schalttransislors und bewirkt außer di/r Regelung einen Schutz für den Schalttransistor gegen überhöhten Ausganpsstrom.

Der genaue Ablauf im Regclmechanismus ergibt sich aus Folgenden:

Bei dem Thyristor in der bekannten Schaltungsanordnung handelt es sich um eincThyristortcirode mit z.wei Steuerclektroden: eine anodenseitigc (Anodengate) und eine kathodenseitige (Kaihodengate). Die Steuerung erfolgt über die zwischen dem Anoclengaie und der Anode stehende Spannung. Zur Beeinflussung dieser Spannung, d. h. zum Steuern des Zündzcitpiinkts, wenn diese Spannung die Zündspannung erreicht, stehen die zwei Möglichkeiten zur Verfugung: zum einen kann das Potential am Anodengate verändert werden - bei zu großer Ausgangsspannung des Spcrrwandlcrs wird es abgesenkt —, zum andern kann das Potential an der Anode verändert werden — bei zu hohem Strom des Schalttransistors steigt das Anodenpotential. Das Zusammenwirken der beiden die Zündung auslösenden Kriterien — zu hoher Strom des Schalttransistors, zu hohe Ausgangsspannung — besteht als in einer gegensinnigen Steuerung der beiden Potentiale, deren Differenz die Zündung auslösen. Diese Differenz wird in beiden genannten Fällen größer, und der Zündzeitpunkt erfolgt früher.

Das Kathodengatc hat im eingeschwungenen Zustand der Schaltung keine Funktion. Damit jedoch der Thyristor beim Anlaufen der Schaltung nicht zündet, muß das Kathodengate negativ vorgespannt werden.

Fällt bei der bekannten Schaltung die Spannungsregelung aus, d. h. kann eine zu große Ausgangsspannung des Sperrwandlers eine Potentialsenkung am Anodengate des Thyristors nicht mehr bewirken, oder bewirkt eine zu niedrige Ausgangsspannung eine erhebliche Anhebung des Anodengatepotentials, dann kann eine für die Strombegrenzung erforderliche Zündung des Thyristors nur noch durch eine verstärkte Anhebung dss Anodenpotentials erfolgen. Dann kann aber der dazu erforderliche Strom durch den Schalttransistor unzulässig hoch werden. ^;

Die Sperreinrichtung besteht bei der bekannten Schaltungsanordnung aus einem im Steuerkreis des Schalttransistors gelegenen Kondensator, der über eine Diode aus einer zusätzlichen Transformatorwicklung gespeist ist. I η dem Moment, wo der Thyristor gezündet ist, liegt dieser Kondensator an der Steuerstrecke des Schalttransistors und sperrt diesen zuverlässig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Zusammenspiel der beiden die Zündung des Thyristors auslösenden Kriterien — zu hoher Strom des Schalttransistors, zu hohe Ausgangsspannung des Sperrwandlcrs — zu verbessern. Die beiden Kriterien sollen sich in ihrer Auswirkung unterstützen können, ohne daß sich ihre Austösemechanismen für die Thyristorzündung nachteilig beeinflussen können. Der schaltungstcchnischc Aufwand für die Sperreinrichtung soll dabei möglichst gering gehalten werden.

ι,s

40

45

55

6o Diese Aufgabe wild bei einer .Schallungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Rückkopplungswicklung aiiUer /ur Rückkopplung gleich/eilig sowohl zur Speisung des an die Steuerstrecke des Schalttransistors angeschlossenen Kondensators der Sperreinrichtung als auch zur Speisung eines weiteren Kondensators über eine weitere Diode dieni, wobei die an diesem weiteren Kondensator stehende Spannung eine die Zimdstrcckc des Thyristors sperrende Vorspannung liefert, welcher eine von der Vergleichsschaltung gelieferte Spannung und die an dem vom Laststrom durchflosscnen ohnischcn Widerstand erzeugte Spannung bis- zum Erreichen der Zündspannung des Thyristors entgegenwirken.

Zur Realisierung der beiden obengenannien die Zündung des Thyristors auslösenden Mechanismen ist bei einer Schaltungsanordnung, die bis auf die bei ihr fehlende Sperreinrichtung für den Schalttransistor der eingangs genannten Schaltungsanordnung entspricht, bereits vorgeschlagen worden (I)T-I¹S 2JJOlIO). den vom l.nstslrom des "**' ^cTililuriiiisistors durchflossenen ohmschen Widerstand /wischen den Kmitlcr des Schnliir;msistors und die Kathode lies Thyristors zu legen und den am Kollektor des Vcrgleichstransistors liegenden ohmschen Widerstand zwischen die Zündelektrode des Thyristors und den Emitter des Schalttransistors. Dadurch kommen die beiden Widerstände in Reihe zwischen die Zündelektrode und die Kathode des Thyristors zu liegen, wobei die an ihnen stehenden Spannungen, die die Zündung des Thyristors auslösen sollen, gleiche Polung haben und für die Zündung addiert werden. Zum Unterschied zu der bekannten Vergleichsschaltung wird der Kollektorstrom des Vergleichstransistors bei zu hoher Ausgangsspannung des Sperrwandlers größer und damit das Potential an der Steuerelektrode des Thyristors höher. Das bedeutet, daß beim Ausfall der Spannungsregelung dem Auslösemechanismus des anderen Kriteriums — der zu hohe Strom des Schalttransistors — nicht entgegengewirkt wird.

In Verbindung mit diesem Vorschlag ist weiter vorgeschlagen worden, der Zündstrecke des Thyristors eine der Zündung entgegenwirkende Vorspannung zu geben. Diese zusätzliche Vorspannung wird dem Transformator des Sperrwandlcrs entnommen, stabilisiert und in entgegengesetzter Polung an den Kollektorwiderstand des Vergleichstransistors gelegt. Die Zündung des Thyristors ist dann nur in dem Fall möglich, wenn die die Zündung auslösende Spannung diese sperrende Spannung übersteigt. Durch das Vorsehen der zusätzlichen Vorspannung ist im Falle einer zu niedrigen Ausgangsspannung des Sperrwandlers die auf Grund der zu niedrigen Spannung gegen die Strombegrenzung gerichtete Wirkung begrenzt. Die beiden Auslösemechanismen unterstützen sich wie bei der bekannten Schaltungsanordnung, können sich aber gegenseitig nicht nachteilig beeinflussen. Der Maximalstrom durch den Schaltlransistor ist unabhängig von der Spannungsregelung festlegbar. Außerdem läßt sich durch das Vorsehen der zusätzlichen Vorspannung der Einsatzpunkt der Regelung und damit der Zündzeitpunkt genauer als bei der bekannten Schaltungsanordnung festlegen.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Sperreinrichtung vereint den vorteilhaften Regelmcchanismus des früheren, eine Schaltungsanordnung ohne Sperreinrichtung betreffenden, Vorschlags mit

■ -ν i

dem Vorteil, daß eine einzige Wicklung des Transformators drei Funktionen erfüllt: Sie dient zur Erzeugung der Sperrspannung für den Schalttransistor, der Rückkopplungsspannung und der der Zündung des Thyristors entgegenwirkenden Vorspannung an der Zündstrecke des Thyristors. Das bedeutet zum einen einen verhältnismäOig geringen Aufwand für den Transformator. Zum andern ist es für das einwandfreie Verhalten des Sperrwandlernctzteiles im Kurzschlußfall und im Leerlauf wichtig, daß diese drei Spannungen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Nach dem Stand der Technik bzw. nach dem früheren Vorschlag werden diese Spannungen aus unterschiedlichen Wicklungen aufgenommen und unterliegen deswegen nicht ganz denselben Proportionalitätsbedingungen in bezug n auf die Ausgangsspannung des Sperrwandlers. Durch das erfindungsgemäße Erzeugen dieser drei Spannungen aus einer einzigen Wicklung des Transformators ist eine enge Toleranz der drei Spannungen zueinander und zur Ausgangsspannung des Sperrwandlcrs gegeben, jo

An sich ist es aus der DT-AS 12 46 097 bekannt, bei einem spannungstabilisierlen Sperrwandler die Rückkopplungswicklung nicht nur zur Rückkopplung, sondern gleichzeitig auch zur Speisung eines Kondensators über eine Diode zwecks Erzeugung einer in der Regeleinrichtung benötigten Gleichspannung zu verwenden. Es wird aus der Rückkopplungswicklung eine Regelspannung abgeleitet, mit der über eine Regelung des im Rückkopplungszweig liegenden Widerstandes der Strom durch den Schaltiransistor begrenzt und die 30' Ausgangsspannung des Sperrwandlers konstant gehalten werden. Diese Regelfunktion ist jedoch eine ganz andere als die Regelung bei ιίί,τ erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung über eine Thyristorabschaltung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemä- jj Ben Schaltungsanordnung betrifft die Vcrgleichseinrichtung. Diese Ausgestaltung ist zwar bei dem obengenannten früheren Vorschlag schon vorhanden, gilt aber in gleicher Weise für die vorliegende Erfindung.

Diese Ausgestaltung der Vergleichseinrichtung be- ₍₀ steht zum einen darin, daß die die Zündstrecke des Thyristors sperrende Vorspannung an einem Teilerwiderstand eines zu dem diese Vorspannung liefernden Kondensator parallelgeschaltetcn ohmschcn Spannungsteilers steht und daß der Ausgangsstrom des Vergieichstransistors den Teilwiderstand in einer solchen Richtung durchfließt, daß die dadurch erzeugte Spannung der sperrenden Vorspannung entgegengesetzt gerichtet ist. Zum andern ist dies konkret dergestalt realisiert, daß der Teilwiderstand parallel zu der Reihenschaltung aus der Zündstreckc des Thyristors und aus dem vom Laststrom des Schalttransistors durchflossenen ohmschen Widerstand liegt.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausftihrungsbeispicls einer erfindungsgemäßen Schal- << tungsanordnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Ein Schaltiransistor 1 vom npn-Typ ist mit seinem Kollektor an dem einen Anschluß einer Arbeitswicklung 2 eines Transformators 3 angeschlossen. Der andere ^ Anschluß dieser Arbeitswicklung 2 führt zu einer Eingangsklcmme 4 Der limitier des Schalttransistors t ist mi' einem Anschluß einer Wicklung 5 des Transformalors 3 verbunden und liegt auf einem Potential. <!;"> im folgenden Bc/.upspotcntial genannt wird. Der andere Anschluß der Wicklung 5 führt über eine DifKJe 6 /11 einem Kondensator 7. dessen anderer Anschluß auf Ikvugspotcntial liegt. Der Transformator 3 trägt eine weitere Wicklung8 als Rückkopplungswicklung, deren eistcr Anschluß mit der Basis des Schalttransistors 1 verbunden ist. Deren zweiter Anschluß führt über die Parallelschaltung eines Kondensators 9 mit zwei antiparallclgeschaltcten Dioden 10 und 11 und über einen dazu in Reihe geschalteten ohmschen Widerstand 12 zum Bezugspotentiil. Außerdem führt der zweite Anschluß der Rückkopplungswicklung 8 über eine Diode 13 zur Anode eines Thyristors 14 und über die Reihenschaltung dieser Diode 13 mit einem Kondensator 15 zur Basis des Schalttransislors I. Die Kathode des Thyristors 14 ist mit einer Eingangsklcmme 16 und über einen ohmschen Widerstand 17 mit dem Bezugspotential verbunden. Die Zündelektrode des Thyristors 14 liegt am Abgriff eines aus zwei ohmschen Widerständen 18 und 19 bestehenden Spannungsteilers, der von dem Bezugspotential ausgehend über eine Diode 20 zum ersten Anschluß der Rückkopplungswicklung 8 führt, Außerdem liegt parallel zu dem Spannungsteiler 18,19 ein Kondensator 21.

Mit dem Teilerpunkt des ohmschen Spannungsteilers 18,19 Ί'Λ weiterhin über einen ohmschen Widerstand 22 der Kollektor eines Vergleichst! ansistors 23 vom pnp-Typ verbunden. Dessen Basis liegt am Abgriffeines ohmschen Spannungsteilers, der parallel zu dem Kondensator 7 liegt und aus drei hintereinandcrgeschaltctcn ohmschcn Widerständen 24, 25 und 26 besteht, wobei der mittlere ohmsche Widerstand 25 als einstellbarer ohmscher Spannungsteiler gebildet ist. Parallel zum Kondensator 7 liegt außerdem die Reihenschaltung einer Z-Diode 27 mit einem ohmschen Widerstand 28, wobei der ohmsche Widerstand 28 zwischen den Emitter des Vergleichstransistors 23 und das Bezugspotential zu liegen kommt Zwischen die Basis und den Emitter des Vergleichstransistors 23 ist ein Kondensator 29 geschaltet.

Eine weitere Eingangsklcmme 30 ist über die Reihenschaltung einer Diode 3i mit einem Kondensator 32 und mit einem ohmschen Widerstand 33 mit der Basis des Schalttransistors 1 verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt der Diode 31 mit dem Kondensator 32 und der Eingangsklemme 16 liegt außerdem ein ohmscher Widerstand 34.

Parallel zum ohmschen Widerstand 17 ist noch ein Kondensator 35 geschaltet. Zwischen dem Kollektor des Schalttransistors 1 und dem Bezugspotential befindet sich die Reihenschaltung aus drei Kondensatoren 36,37 und 38 mit einem ohmschen Widerstand 39.

Der Transformator 3 besitzt als weitere Wicklung ίο eine Ausgangswicklung 40, die mit einer Seite auf Masse liegt und vier Abgriffe hat. Diese Abgriffe führen jeweils über eine von vier Dioden 41 bis 44 zu einer von vier Ausgangsklemmen 45 bis 48, wobei die Ausgangsklemmen 45 bis 48 über je einen von vier Kondensatoren ^ bis 52 mit Masse verbunden sind. Parallel zum Kondensator 49 ist noch ein ohmscher Widerstand geschaltet.

Die bisher geschilderte Schaltungsanordnung ist gestrichelt umrandet gezeichnet und bildet bis dahin ein ho als Modul realisierbares Netzteil mit den Eingangsklemmcn4,16 und 30 und den Ausgangsklemmen 45 bis 48.

An die Eingangsklemmcn 4 und 16 ist angeschlossen der Ausgang eines aus vier Dioden bestehenden Gractz-Gleichrichters 65 und dazu parallel ein Glät- ι_Λ lungskondcnsator 66. ein ohmscher Widerstand 53 und ein weiterer Kondensator 54. Die Eingangsanschlüsse des Gractz-Gleichrichters 65 sind jeweils über eine Drossel 55, 56 mit einer der beiden Klemmen einer

Io

Netzwechselspannungsqtielle 57 verbunden. Zwischen

der einen Klemme der Netiwechselspannungsquelle 57 »ni der Drossel 55 liegt eine Sicherung 58. Außerdem sind die netzscitigen Anschlüsse der beiden Drosseln 55 und 56 über einen Kondensator 59 und die beiden s anderen Anschlüsse über einen Kondensator 60 miteinander verbunden. Parallel zum Kondensator 60 li.'gt die Reihenschaltung zweier Kondensatoren 61 und 62, wobei deren Verbindungspunkt am Massepotential angeschlossen ist. Der eine Pol des Wcchselspannungs anschlusses des Graetz-Gleichrichters 65 ist mit der

F.ingangsklemmc 30 verbunden. Zwischen dem anderen

und der Drossel 56 liegt ein ohmscher Widerstand 63. Der Lastkreis des Schalttransistors 1 besteht nun aus

der Reihenschaltung der Arbeitswicklung 2. seiner

Kollektor-Emitterstrecke, des ohmschen Widerstandes

17 und des Gleichstromeingangs mit den beiden

Eingangsklemmcn 4 und 16. Der eigentliche Steuerkreis

besteht aus der Reihenschaltung der Basis-Emitterstrek ke des Schalt!ransistors 1, des ohmschen Widerstandes 12, der Parallelschaltung mit den Dioden 10 und mit dem

Kondensator9 und der RCckkopplungswicklung 8. Die Regeleinrichtung mit dem Vergleichstransistor 23

erhält eine Verglcichsspannung aus der Wicklung 5, die

gleichgerichtet über die Diode 6 an dem Kondensator 7 25 intermittierenden Betrieb..über. In diesem Betriebsfall

steht. Diese Vergleichsspannung wird über den Span- wird die kontinuierliche Folge der Laststromimpulse nungstcilcr 24. 25 und 26 an die Basis des Vergleichs- abgelöst durch kurze Impulse im Takt der Netzwechseltransistors 23 gelegt und mit einer durch die Z-Diodc Spannungsfrequenz. Gleichzeitig wird die Kollektor- 27 gebildeten Referenzspannung verglichen. Der sich spannung des Schalttransistors 1 stark reduziert, so daß bei diesem Vergleich ergebende Kollektorstrom des 30 garantiert ist, daß auch im Kurzschlußfall der Schalt-

Vergleichstransistors 23 fließt durch den ohmschen transistor 1 keinen Schaden nimmt. Auch dürfen die

Ausgangskurzschlußströme nicht höher sein als die für die einzelnen Dioden zulässigen Ströme, damit eine Zerstörung der Dioden vermieden wird. Diese Kurz-35 schlußströme werden bestimmt von der in diesem Betriebzustand in dem Transformator 3 eingespeicher-

Eine Anlaufschallung ist gebildet aus der Eingangsklemme 3073er Diode 31, dem Kondensator 32 und aus den beiden ohmschen Widerständen 33 und 34. Dabei ist die Eingangsklemme 30 mit der NctzwcchscUpannung verbunden und liefert über die Diode 31 und das ÄC-Glicd 32,33 mit Netzfrequenz impulse an die Basis des Schalttransistors 1. , ,·

An den Ausgangsklemmen 45 bis 48 werden Gleichspannungen in unterschiedlicher Höhe abgenommen. Das vorliegende Ausführungsbeispiel sieht entsprechend der Zeichnung eine vollkommene Netztrennung der Ausgangsseite des Transformators~T~vor. Diese Netztrennung kann selbstverständlich, falls diese Forderung nicht gestellt wird, auch unterbleiben.

Im Normalbetrieb ist der Kondensator IS über die Wicklung 8 und über die Diode 13 auf eine um die Fluöspannung der Diode 13 verminderte Spannung aufgeladen. Nach Sperren des Schalttransistors 1 wird in der Wicklung 8 eine umgepolte Spannung induziert, die über den Kondensator 15 mit seiner kleineren entgegengesetzten Spannung an der Arbeitsstrecke des Thyristors 14 steht und diesen löscht.

Bei einem Kurzschluß an einem der Ausgänge 45 bis 48^gefit däs^^izteir_vöm™^ormä(betrieb in einen

Widerstand 18.

An diesem ohmschen Widerstand 18 steht außerdem entsprechend dem Teilerverhältnis des Spannungsteilers 18, 19 ein Teil der am Kondensator 21 stehenden Spannung. Dieser Kondensator 21 ertiält seine Spannung über die Diode 20 und über die Rückkopplungswicklung 8.

Die Sperreinrichtung wird gebildet aus der Rück

ten Energie.

Bei einem Spitzenstrom

Kurzschluß am Ausgang steigt der des Schalttransistors 1 stark an. Das

koppkingswicklung 8, aus der Diode 13 und aus dem 40 bewirkt ein Zünden des -Thyristors 14 und ein Kondensator 15. Dieser Kondensator 15 bildet die Abschalten des Schalttransistors 1. Der Schalttransistor Betricbsspannungsquellc für den Thyristor 14 und sperrt im Falle des durchgeschalteten Thyristors 14 die Steuerstrecke zwischen der Basis und dem Emitter des Schalttransistors 1.

Der Kondensator 21 ist mit einer solchen Polarität aufgeladen, daß die entsprechende an dem ohmschen Widerstand 18 stehende Spannung die Zündstrecke des Thyristors 14 sperrt. Dabei liegt diese Sperrspannung an der Reihenschaltung aus der Zündstrecke und aus dem ohmschen Widerstand 17. der vom Laststrom des Schalltransistors1 durchflossen ist. Der Kollektorstrom des Vergleichstransistors 23. der durch den ohmschen Widerstand 18 fließt, erzeugt eine Spannung, die der vom Kondensator 21 herrührenden entgegengesetzi geric htet ist. Ebenfalls entgegengesetzt gerichtet ist die Spannung, die durch den Laststrom am ohmschen Widersland 17 erzeugt wird. Die die Zündung des Thyristors 14 sperrende Vorspannung am ohmschen Widerstand 18 kann nun sowohl durch einen entsprechend großen Kollekiorstrom des Vergleichstransistors 23 — ausgelöst durch eine zu große Ausgangsspannung des Transformators 3 — als auch durch einen zu großen Laststrom durch den ohmschen Widerstand 17 so weit kompensiert werden, daß der Thyristor 14 gezündet wird. Dies ist also dann der Fall, wenn entweder der Lasistrom des Schalitransistors 1 oder die Ausgangsspannung des Transformators 3 zu groß werden.

erst dann wieder durchschalten, wenn zum einen der Thyristor 14 wieder gelöscht ist durch Entladung des Kondensators 15 und zum anderen ein Anlaufimpuls an die Basis des Schalttransistors 1 gegeben wird Damit wird die Anzahl der Kollektorstromimpulse pro Zeiteinheit, die in den Transformator 3 eingespeist werden, stark reduziert, so daß die Energie nicht den Wert erreichen kann, der den Ausgangsdioden 41 bis 44 gefährlich werden kann. Mit Hilfe der Diode 31, der beiden ohmschen Widerstände 33 und 34 und des Kondensators 32 werden aus der Netzwechselspannung Impulse von etwa 5 ms Dauer geformt. Kollektorstromimpulse des Schalttransistors 1 sind also nur möglich während dieses Zeitraumes von etwa 5 ms. Diese Maßnajhme reduziert den Kurzschlußstrom erheblich. Der Einfluß des Haltestromes des Thyristors 14 ist dann nur noch gering. Es ergeben sich Impulsgruppen von einzelnen Kollektorstromimpulsen, die im Abstand von 20 ms aufeinander folgen.

Eine Besonderheit ist noch die Begrenzung des Kollektorspitzenstroms des Schalll-ansistois 1 im Falle von Überlast an einem der Ausgänge 45 bis 48. Die die Zündung sperrende Vorspannung an der Zündelektrode

6<j des Thyristors 14 wird mit der Diode 20 in der Spcrrphnsc des Spcrrwandlers gewonnen, d.h. diese Spannung ist ausgangsproportional. Bei starker Überlast sinken die Ausgangspannungen ab, womit sich auch

709B09/330

55

die Sperrspannung für die Zündstrecke des Thyristors 14 reduziert. Daraus ergibt sich ein Zünden des Thyristors 14 schon bei kleinen Kollektorspitzcnströ· men und damit eine Verminderung der Ausgangsströme bei Überlast.

'i!LJi£^^y?]J ^i^Entjastung an den Ausgängen sKigt di_e Arbeiisfrequcnz des Netzteils stark an. Wird eine MinimaliasTünterechrrtTelirsorwirdi^Periodendauer der Schallfrequenz kleiner als die Freiwerdezeit des Thyristors \i. Der Thyristor 14 bleibt dann über mehrere Perioden durchgezündet, so daß die Schwingung des Sperrwandlers abreißt. Ein erneutes An-

schwingen kann erst mit dem nächsten Anlaufimpuls erfolgen. So ergeben sich auch im Leerlauf Impulsgruppen im Abstand von 20 ms. Der ohmsche Widerstand 64 Jbildet eine Vorlast für ~Sen'"'~ltälttfteTt\tb"~and verhindert ein zu starkes Ansteigen der Ausgangsspannungen bei Entlastung des Netzteils.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung läßt sich ein Schaitnctzteil verwirklichen mit Strombegrenzung und Spannungsstabilisierung sowohl für die beiden Extremfälle Kurzschluß und Leerlauf als auch bei Überlastung. Der schaltungstechnische Aufwand hierzu ist verhältnismäßig gering.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Palcniansprtichc:

1. Schaltungsanordnung für ein Schaltnctztcil mil Strombegrenzung und Spannungsstabilisierung mit einem Eingang für eine gleichgerichtete Netzwcchselxpannung und mit einem selbstschwingcndcn Spcrrwandlcr. der einen Schalttransistor, einen Transformator, eine Regeleinrichtung und eine Sperreinrichtung enthält und aus der gleichgerichteten Nctzwechsclspannung eine Wechselspannung erzeugt, wobei eine Wicklung des Transformators als Arbeitswicklung in Reihe mit dem Eingang im Lastkreis des Schalttransisiors und eine Wicklung des Transformators als Rückkopplungswicklung im Steuerkreis des Schalttransistors liegen, wobei ferner die Regeleinrichtung einen Thyristor, dessen Arbeitsstrecke parallel zur Reihenschaltung aus der Steuerstrecke des Schalttransistors, aus einem vom Lastsirom des Schalttransistors durchflossener ohmschcn Widerstand und aus einem zur Sperreinrichtung gehörigen Kondensator liegt, und eine an die Zündelektrode des Thyristors angeschlossene Vergleichsschaltung enthält, derart, daß bei einer Sollwertübcrschreitung einer dem Transformator entnommenen und gleichgerichteten Vergleichsspannung über einen Vergleich mit einer Referenzgleichspannung der Schalttransistor durch Zünden des Thyristors gesperrt wird, wobei weiterhin die Sperreinrichtung eine Diode enthält, über die der Kondensator an eine Transformatorwicklung angeschlossen und in einer solchen Polung aufladbar ist, daß seine Spannung bei gezündetem Thyristor den Schalttransistoi sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungswicklung (8) auller zur Rückkopplung gleichzeitig sowohl zur Speisung des an die Steuerstrecke des Schalttransistors (1) angeschlossenen Kondensators (15) der Sperreinrichtung als auch zur Speisung eines weiteren Kondensators (21) über eine weitere Diode (20) dient, wobei die an diesem weiteren Kondensator (21) stehende Spannung eine die Zündstreckc des Thyristors (14) sperrende Vorspannung liefert, welcher eine von der Vergleichsschaltung gelieferte Spannung und die an dem vom Laststrom durchflossenen ohmschen Widerstand (17) erzeugte Spannung bis zum Erreichen der Zündspannung des Thyristors (14) entgegenwirken.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit einem Vergleichstransistor in der Vergleichsschaltung, dadurch gekennzeiehnet, daß die die Zündstrecke des Thyristors (14) sperrende Vorspannung an einem Teilwiderstand (18) eines zu dem diese Vorspannung liefernden Kondensator (21) parallelgeschalteten ohmschen Spannungsteilers (18, 19) steht und daß der Ausgangsstrom des Vergleichstransistors (23) den Teilwidersland (18) in einer solchen Richtung durchfließt, daß die dadurch erzeugte Spannung der sperrenden Vorspannung entgegengesetzt gerichtet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilwiderstand (18) parallel zu der Reihenschaltung aus der Zündstrecke des Thyristors (14) und aus dem vom Laststrom des Schalttransistors (1) durchflossenen ohmschen Widerstand (17) liegt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit .Strombegrenzung und Spannungsstabilisicrung mit einem Eingang für eine gleichgerichtete Ncizwechsclspannung und mit einem selnstschwingenden Sperrwandler, der einen Schalttransistor, einen Transformator, eine Regeleinrichtung und eine Sperreinrichtung enthält und aus der gleichgerichteten Net/wcchselspannung eine Wechselspannung erzeugt, wobei eine Wicklung des Transformators als Arbeus wicklung in Reihe mit dem Eingang im Lastkreis des Schalttransistors und eine Wicklung des Transformators als Rückkopplungswicklung im Stcuerkreis des Schalttransistors liegen, wobei ferner die Regeleinrichtung einen Thyristor, dessen Arbeitsstrecke parallel zur

ij Reihenschaltung aus der Steuerstrecke des Schaltt.ansistors, aus einem vom Laststrom des Schalttransistors durchflossenen ohmschen Widerstand und aus einem zur Sperreinrichtung gehörigen Kondensator liegt, und eine an die Zündelektrode des Thyristors angeschlosse· ne Vergleichsschaltung enthält, derart, daß bei einer Sollwertüberschreitung einer dem Transformator ent nommenen und gleichgerichteten Vergleichsspannung über einen Vergleich mit einer Referenzgleichspannung der Schalttransistor durch Zünden des Thyristors

2j gesperrt wird, wobei weiterhin die Sperreinrichtung eine Diode enthält, über die der Kondensator an eine Transformatorwicklung angeschlossen und in einer solchen Polung aufladbar ist, daß seine Spannung bei gezündetem Thyristor den Schalttransistor sperrt

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt. Sie ist beispielsweise in der DT-OS 21 60 659 beschrieben. Eine weitere Beschreibung findet sich in der Zeitschrift »Funk-Technik« 1971, Nr. 20, S. 782 und 784. Die Funktion der Schaltung ist dort mit »sclbstschwingen-

der Sperrwandler mit getriggerter Abschaltung« bezeichnet. Diese getriggerte Abschaltung ergibt ein günstiges Schaltvcrhalten des Schalttransistors. Ohne eine solche Abschaltung würdejder Schalttransistor. aUein durch die Rückkopplung gesteuert, nur auf Grund des geringer werdenden Basisstromes »ausgehungert«. Dil_Abschältung mit dem Thyristor durch Kurzschließender RückkoppiuigswTcklung ergibt jedoch nicht nur ein definiertes und klares Abschaltverhalten des Schälttransistors, sondern auch eine gute Regelmöglich· keit.

~Ober den Zündzeitpunkt des Thyristors läßt sich die Ausgangsspannung des Sperrwandlers mit Hilfe der Regeleinrichtung gut regeln. Durch Vergleichen einer Vergleichsspannung, die repräsentativ ist für die Ausgangsspannung des Sperrwandlers, mit einer stabilisierten Referenzspannung und dies mit Hilfe eines gleichzeitig als Regelverstärker fungierenden Vergleichstransistors läßt sich der Zündzeitpunkt des Thyristors beeinflussen. Die Vergleichsspannung wird bei der bekannten Schaltungsanordnung über einen Spannungsteiler an die Basis und über einen Spannungsteiler mit Z-Diode an den Emitter des Vergleichstransistors gelegt. Der Kollektor ist mit der Zündelektrode des Thyristors verbunden. Er besitzt außerdem einen ohmschen Kollektorwidcrstand, an dem der Kollektorstrom eine Spannung erzeugt. Unterschreitet diese Spannung einen Schwellenwert, dann wird der Thyristor gezündet. Der Zündzeitpunkt ist damit abhängig von der Höhe der Ausgangsspannung des Sperrwandlers.

Dadurch, daß bei Zünder, des Thyristors der Schalttran· sisior gesperrt wird und sein Ausgarigsstrom nicht mehr ansteigen kann, ist die Höhe der Ausgengsspannung des Sperrwandlers stabilisiert.