DE2543371A1

DE2543371A1 - Rueckkopplungsgesteuerter eintakt- sperrumrichter

Info

Publication number: DE2543371A1
Application number: DE19752543371
Authority: DE
Inventors: Detlef Ing Grad Kupka; Alfred Ing Grad Oberhuber; Manfred Ing Grad Wriesnik
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1975-09-29
Publication date: 1977-03-31

Description

Rückkopplungsgesteuerter Eintakt-Spernitrichter
Die Erfindung bezieht sich auf einen rückkopplungsgesteuerten Eintakt-Sperrumrichter zur Erzeugung einer geregelten hu.s gangsspannung mit einem Stelltransistor, einem Transformator und einer an eine Sekundärwicklung angeschlossenen Gleichrichterdiode und einem Kondensator.
Eine derartige Schaltung ist bereits bekarnft (Elektronische Rundsshaus Nr. 6, 1963, Seiten 289 und 290, Bild 4). Die Regelung der Ausgangsspannung des Eintakt-Sperrwandlers erfolgt hier durch Steuerung des Rückkopplungskreises mittels einer Transistorkaskade, die in Abhängigkeit von einer Soll-Ver gleichsspannung gesteuert wird. Die Soll-Vergleichsspannung wird durch Gleichrichtung der aus einer zusätzlichen Wicklung des Transformators erhaltenen Spannung gewonnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schaltungsaufwand für die Regelung der Ausgangs spannung des Sperrumrichters wesentlich zu verringern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Reihenschaltung der Basis-Emitterstrecke des Stelltransistors und einem Basiswiderstand ein gesteuerter paralleler Stromzweig für den Rückkopplungsstrom, bestehend aus der Reihenschaltung einer Zenerdiode und dem Kondensator, vorgesehen ist, derart, daß die Kathode der Zenerdiode mit dem Basiswiderstand und der positive Pol des Kondensators mit dem Emitter des Stelltransistors verbunden ist, und daß dem Kondensator ein Entladewiderstand parallel geschaltet ist.
Die Stabilisierung der Ausgangs spannung wird durch eine Zenerdiode erreicht, die einen Regelverstärker ersetzt. Eine damit verbundene geringere Regelgenauigkeit ist in vielen Anwendungsfällen ohne Bedeutung.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in einem weiteren Parallelzweig zur Reihen schaltung von Emitter Basisstrecke des Stelltransistors und Basiswiderstand eine für den Basisstrom in Sperrichtung gepolte Diode angeordnet.
Im Falle der völligen Entlastung des Sperrumrichters wird mit ansteigender Spannung am Ausgangskondensator die Reihenschaltung von Diode und Zenerdiode leitend und steuert den Stelltransistor nicht leitend, da die Durchlaß spannung der Diode als Sperrspannung an der Basis-Emitterstrecke des Stelltransistors liegt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines als Ausftibrungsbeispie1 in der Figur dargestellten Sperrumrichters näher erläutert.
Der geregelte Eintakt-Sperrumrichter besteht in einer besonders einfachen Ausführung im wesentlichen aus einem Stelltransistor Ts, einem Transformator T mit je einer Primär-und Sekundärwicklung, einem Gleichrichterkreis mit Ladekondensator C und einem Regelkreis.
Die Primärwicklung nl des Transformators liegt über die Emitter-Kollektorstrecke des Stelltransistors Ts an einer Eingangsspannung Ue. Die Basis des Stelltransistors ist über einen Anschwingwiderstand R3 mit der positiven Klemme der Eingangs spannung verbunden. Die Sekundärwicklung n2 dient sowohl als Ausgangswicklung, als Rückkopplungswicklung und als Wicklung zur Erzeugung einer Vergleichsspannung. Sie ist über eine Gleichrichterdiode Gr2, die während der Schaltzeit des Stelltransistors Ts gesperrt ist, dem Ladekondensator C parallel geschaltet. Die positive Elektrode des Ladekondensators C, an dem die geregelte Ausgangsspannung Ua abgenommen wird, ist mit der negativen Eingangsklemme für die Eingangsspannung Ue, die vom Emitter des Stelltransistors gebildet wird, verbunden. Der Verbindungspunkt der negativen Elektrode des Ladekondensators mit der Gleichrichterdiode Gr2 ist über eine Reihenschaltung, bestehend aus einer Zenerdiode Z und einem Basiswiderstand R1 an die Basis des Stelltransistors Ts angeschlossen. Der Rückkopplungskreis für den Stelltransistor mit der Sekundärwicklung n2, die mit einem Ende am Emitter des Stelltransistors liegt, schließt sich über einen Widerstand R2, eine Gleichrichterdiode Gr7 und den Basiswiderstand R1. Die Gleichrichterdiode Grl ist einem Kondensator C2 parallel geschaltet. Sie muß so gepolt sein, daß sie während der Schaltzeit des Stelltransistors leitend ist.
Anoden Sperrwandler kann, losgelöst von der Sekundärwicklung n2 ein oder mehrere Verbraucher über eine oder mehrere eigene getrennte weitere Wicklungen des Transformators T über entsprechend gepolte Gleichrichterdioden angeschlossen werden.
Parallel zum Ladekondensator C muß dann ein fest angeschalteter Entladewiderstand Ra vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Schaltung wirkt zusammen mit dem Transformator und der Zenerdiode als Energiesteuerung. Die Differenz aus der Ausgangs spannung Ua und der Zenerspannung Uz bestimmt in der Schaltphase des Stelltransistors Ts den über den Widerstand Rl fließenden, vom Rückkopplungskreis n2, R2, Grl angebotenen öffnenden Steuerstrom für den Stelltransistor. Es ist dabei die Zenerspannung Uz größer als die Ausgangsspannung Ua. Der überschüssige Rückkopplungsstrom fließt-über die Zenerdiode und den Lastkreis ab. Steigt beispielsweise durch Entlastung die Ausgangsspannung Ua an, so bewirkt dieser Anstieg eine Verringerung der Differenzspannung und somit auch eine Reduzierung des über den Basiswiderstand R1 fließenden Basisstromes. Der Stelltransistor schaltet früher ab, vermindert die Energieaufnahme im Transformator T und wirkt damit einer Ausgangsspannungserhöhung entgegen. Der in der Einschaltphase des Stelltransistors aufgeladene Kondensator C2 entlädt sich über den vom Laststrom geöffneten Gleichrichter Gr2, dessen Durchlaßspannung sich zur Spannung am Kondensator C2 addiert und bewirkt damit die Spannungsabsenkung an der Zenerdiode. Die erneute Wiedereinschaltung erfolgt über den Widerstand R3 nach beendigter Entladung des Transformators, wenn der Gleichrichter Gr2 sperrt.
Um bei plötzlicher starker Entlastung des Sperrumrichters ein Überschwingen der Ausgangsspannung zu vermeiden, ist eine Diode D vorgesehen, die in Reihenschaltung mit der Zenerdiode Z dem Ausgang des Sperrumrichters parallel geschaltet ist.
Die Diode ist für die Ausgangs spannung in Durchlaßrichtung gepolt.
4 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

Patentansoruche 1. Rückkopplungsgesteuerter Eintakt-Sperrumrichter zur Erzeugung einer geregelten Ausgangs spannung mit einem Stelltransistor, einem Transformator und einer an eine Sekundärwicklung angeschlossenen Gleichrichterdiode und einem Kondensator, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Reihenschaltung der Basis-Emitterstrecke des Stelltransistors und einem Basiswiderstand (R1) ein gesteuerter paralleler Stromzweig für den Rückkopplungsstrom, bestehend aus der Reihenschaltung von einer Zenerdiode (Z) und dem Kondensator(C) vorgesehen ist, derart, daß die Kathode der Zenerdiode (Z) mit dem Basiswiderstand (R1) und der positive Pol des Kondensators (C) mit dem Emitterdes Stelltransistors (Ts) verbunden ist, und daß dem Kondensator (C) ein Entladewiderstand (Ra) parallel geschaltet ist.
2. Eintakt-Sperrumrichter nach Anspruch 1, d---a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einem weiteren Parallel zweig zur Reihenschaltung von Emitter-Basisstrecke des Stelltransistors (Ts) und Basiswiderstand (R1) eine für den Basisstrom in Sperrichtung gepolte Diode (D) angeordnet ist.
3. Eintakt-Sperrwandler nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Transformator eine Sekundärwicklung aufweist, die gleichzeitig als Ausgangs-und Rückkopplungswicklung wirkt.
4. Eintakt-Sperrwandler nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine von mehreren Ausgangswicklungen zusätzlich als Rückkopplungswicklung dient.