DE2543445C3 - Schaltregler - Google Patents

Schaltregler

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DE2543445C3
DE2543445C3 DE19752543445 DE2543445A DE2543445C3 DE 2543445 C3 DE2543445 C3 DE 2543445C3 DE 19752543445 DE19752543445 DE 19752543445 DE 2543445 A DE2543445 A DE 2543445A DE 2543445 C3 DE2543445 C3 DE 2543445C3
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DE
Germany
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actuator
current
switching regulator
diode
output
Prior art date
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Expired
Application number
DE19752543445
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English (en)
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DE2543445B2 (de
DE2543445A1 (de
Inventor
Gerhard Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Schlosser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of DE2543445B2 publication Critical patent/DE2543445B2/de
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltregler mit einem Stellglied, das von einem Regelverstärker steuerbar ist, dem die Ausgangsspannung des Schaltreglers als Istwert zugeführt ist, wobei dem Stellglied eine Drossel nachgeschaltet ist, zu der die Reihenschaltung eines Kondensators und einer Diode parallel geschaltet ist
Solche Schaltregler sind bekannt (DE-AS 18 01 998) und im Handel erhältlich, wobei das Stellglied beispielsweise ein Transistor sein kann. Insbesondere bei hohem Eingangs-Ausgangsspannungs-Verhältnis ist bei diesen Schaltreglern die Einschaltzeit für das Stellglied sehr kurz. Bei extrem kurzen Einschaltzeiten läßt sich jedoch der Stromfluß nicht mehr eindeutig steuern. In diesem Betriebsbereich sind daher solche Schaltregler nicht mehr einzusetzen.
Es besteht die Aufgabe, einen Schaltregler der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch bei hohem Eingangs-Ausgangsspannungs-Vefhältnis der Strom eindeutig zu steuern ist
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Diode an einer Anzapfung der Drossel angeschlossen ist
Bei dem erfindungsgemäßen Schaltregler bleiben auch bei hohem Eingangs-Ausgangsspannungs-Verhältnis die Einschaltzeiten für das Stellglied relativ lang, woraus eine gute Steuerbarkeit des Ausgangsstromes resultiert Außerdem ist der vom Steilglied zu steuernde bzw. zu schaltende Strom und damit die Belastung des Stellgliedes geringer als beim bekannten Schaltregler.
Durch die DE-AS 18 01 998 bzw. die DE-OS 19 39 459 ist es zwar bekannt, die gesamte Speicherinduktivität bei Schaltreglern auf Teilinduktivitäten aufzuteilen; hierbei handelt es sich jedoch jeweils um magnetisch voneinander unabhängige Einzeldrosseln, an deren Verbindung die Diode angeschlossen sein kann.
Im folgenden wird der erfindungsgemäße Schaltregler beispielhaft anhand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert.
F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schaltreglers. Eine Eingangsklemme 1 ist mit dem Eingang eines Stellgliedes 2 verbunden, das im Ausführungsbeispiel ein Transistor ist. Der Ausgang des Stellgliedes 2 ist über eine Drossel 3 an eine Ausgangsklemme 4 geführt Eine zweite Eingangsklemme 5, an der beispielsweise das Bezugspotential liegt, ist direkt mit einer zweiten Ausgangsklemme 6 verbunden. An den beiden Eingangsklemmen 1 und 5 liegt die Eingangsspannung UE und an den beiden Ausgangsklemmen 4 und 6 die Ausgangsspannung Ua- Das Stellglied 2 wird von einem Regelverstärker 7 angesteuert. Der Regelverstärker 7 ist mit einer Addierstufe 8 verbunden, der über die Leitung 9, die Ausgangsspannung Ua als Istwert und über eine Klemme 10 ein Sollwert zugeführt ist Die Ausgangsklemmen 4 und 6 sind von einem Kondensator 11 überbrückt, zu dem eine Diode 12 in Serie geschaltet ist, die an einer Anzapfung 3a der Drossel 3 angeschlossen ist Durch die Anzapfung 3a zerfällt die Drossel 3 in zwei Teilwicklungen 3b und 3c, von denen die Teilwicklung 3b mit dem Stellglied 2 verbunden ist
ι ο und die Windungszahl W\ besitzt und die Teilwicklung 3c an der Ausgangsklemme 4 liegt und die Windungszahl w2 aufweist Zur Teilwicklung 3c sind der Kondensator 11 und die Diode 12 parallel geschaltet Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schaltregiere wird beispielsweise anhand der Fig.2 näher erläutert, in der mit strichpunktierter linie der über das Stellglied fließende Strom /Vn gestrichelt der über die Diode 12 fließende Strom /^ und mit ausgezogener Linie der über die Teilwicklung 3c fließende Strom iL bzw. der Ausgangsstrom iA über der Zeit t aufgetragen sind. Während der Zeitspanne At\ ist das Stellglied oder Schaltelement 2 leitend. Es liegt dann an beiden Teilwicklungen 3b und 3c der idealisiert gedachten Drossel 3 die volle Spannungsdifferenz zwischen Eingangsspannung Ue und Ausgangsspannung UA. Der Strom durch das Stellglied /n-und damit auch der Strom k steigt entsprechend der Drosselinduktivität (z.B. linear) an und ist damit proportional
(»Ι + W2)2·
Am Ende des Zeitabschnittes ^f1 ist der Fluß in der Drossel proportional dem dann fließenden Strom und der Windungszahlsumme W\ + W2 der Drossel 3.
Während des Zeitabschnittes At2 sei das Stellglied 2 gesperrt Damit wird die Teilwicklung 3b stromlos. Um den in der Drossel vorhandenen Fluß aufrechtzuerhalten, steigt der Strom k in der Teilwicklung 3c und der Strom iD durch die Diode 12 sprungartig im Verhältnis der Windungszahlen
W1 + W2
W2
an. Anschließend wird der Strom linear abgebaut Der in der Drossel 3 vorhandene Fluß am Ende des Zeitabschnittes At2 ist schließlich wieder proportional dem dann fließenden Strom und der Windungszahl w2 der Teilwicklung 3c.
Beim erneuten Einschalten des Stellgliedes 2 wird dieser Fluß wieder durch einen Strom in beiden Teilwicklungen 3b und 3c aufrechterhalten, so daß sich dadurch der Strom iL sprungartig erniedrigt und damit
der Schaltzyklus erneut beginnt.
Für die F i g. 2 wurden folgende Werte angenommen:
Ue: Ua- 45; wm W2 ~ 14.
Das Impulspausenverhältnis At\ -.At2 ist unter dieser Voraussetzung 1 :3. Bei einer herkömmlichen Schaltung wäre das Impulspausenverhältnis 1 :44. Bei diesem ungünstigen Impulspausenverhältnis läßt sich zumindest bei höheren Frequenzen der Stromfluß kaum mehr steuern. Mit dem erfindungsgemäßen Schaltregler erhält man hingegen Einschaltzeiten für das Stellglied, die auch bei dem obengenannten hohen Eingangs-Ausgangsspannungs-Verhältnis eine gute Steuerbarkeit gewährleisten.
Außerdem ist F i g. 2 zu entnehmen, daß der an den Ausgangsklemmen 4 und 6 zur Verfügung stehende
Ausgangsstrom iA erheblich größer als der Strom iTr ist, der mit dem Stellglied 2 gesteuert werden muß, was dessen Belastung erheblich senkt
In F i g. 3 ist die Sperrspannung UTr, die das Stellglied bzw. der Transistor 2 aufnehmen muß, über -ier Zeit t 5 beträgt aufgetragen. Neben der Eingangsspannung Ue muß zusätzlich die rücktransformierte Ausgangsspannung
Teilwicklung 3b gesperrt werden, die Ua ■ rr
der
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Schaltregler mit einem Stellglied, das von einem Regelverstärker steuerbar ist, dem die Ausgangsspannung des Schaltreglers als Istwert zugeführt ist, wobei dem Stellglied eine Drossel nachgeschaltet ist, zu der die Reihenschaltung eines Kondensators und einer Diode parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (12) an einer Anzapfung (3a)der Drossel (3) angeschlossen ist
DE19752543445 1975-09-29 1975-09-29 Schaltregler Expired DE2543445C3 (de)

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DE2543445A1 DE2543445A1 (de) 1977-03-31
DE2543445B2 DE2543445B2 (de) 1978-05-03
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US4523265A (en) * 1983-06-29 1985-06-11 Compagnie De Signaux Et D'entreprises Electriques Process and device for eliminating the disturbances related to the fluctuations of the load in chopped power supplies

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Publication number Publication date
DE2543445B2 (de) 1978-05-03
DE2543445A1 (de) 1977-03-31

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