DE2624567C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler ent­ sprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Gleichspannungswandler gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 ist durch die im Bescheid vom 3. Oktober 1985 genannte DE-Firmenschrift VALVO Berichte, Bd. XVIII Heft 1/2, 1974, S. 143 bis 154 bekannt. Bei diesem Gleich­ spannungswandler sind als Entstörungsmaßnahmen zwei ge­ sonderte Abschirmungen für die Primär- und Sekundärwick­ lung des Transformators vorgesehen, die elektrisch mit dem Primär- bzw. Sekundärkreis verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleich­ spannungswandler entsprechend dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 so auszubilden, daß mit geringem Aufwand eine wirksame Entstörung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Schaltbild eines bekannten Gleichspannungs­ wandlers,

Fig. 2a und 2b Ersatzschaltbilder des Gleichspannungswandlers gemäß Fig. 1,

Fig. 2c ein Ersatzschaltbild des erfindungsgemäßen Gleichspannungswandlers,

Fig. 3 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Gleich­ spannungswandlers,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungs­ beispieles der isolierten Anordnung des Tran­ sistors des Gleichspannungswandlers gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren Aus­ führungsbeispieles der isolierten Anordnung des Transistors.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst an­ hand der Fig. 1, 2A und 2B ein bekannter Gleichspannungs­ wandler erläutert.

Die Spannung einer Wechselstromquelle 1 wird in einem Gleichrichterkreis 2 gleichgerichtet. Die Ausgangs- Gleichspannung wird der Reihenschaltung von Kondensatoren 11 und 12 zugeführt. Parallel zu dieser Reihenschaltung der Kondensatoren 11 und 12 ist die Reihenschaltung zwei­ er Schalttransistoren 21, 22 angeordnet. Wicklungen 31, 32 eines Transformators 30 sind zwischen Basis und Emitter der Transistoren 21, 22 geschaltet. Der Emitter des Transistors 21 und der Kollektor des Transistors 22 sind über eine Wicklung 33 des Transformators 30 und über die Primärwicklung 41 eines Leistungstransformators 40 an den Verbindungspunkt der Kondensatoren 11 und 12 ange­ schlossen.

Weiterhin ist eine Rückkopplungswicklung 43 des Trans­ formators 40 über einen Widerstand 3 mit einer Wicklung 34 des Transformators 30 verbunden. Die Sekundärwick­ lung 42 des Transformators 40 ist mit einem Gleichrich­ terkreis 4 verbunden, an den eine Glättungsschaltung 5 angeschlossen ist, die Ausgangsanschlüsse 6 aufweist.

Wenn bei diesem bekannten Gleichspannungswandler der Fig. 1 die Transistoren 21 und 22 abwechselnd leitend und nichtleitend werden, tritt an der Primärwicklung 41 des Transformators 40 eine Wechselspannung auf, so daß an den Ausgangsanschlüssen 6 eine Gleichspannung abgegeben wird. Da der durch die Primärwicklung 41 flies­ sende Wechselstrom auch durch die Wicklung 33 des Trans­ formators 30 fließt, ergibt sich eine Stromrückkopplung. Über die in der Rückkopplungswicklung 43 des Transfor­ mators 40 induzierte Wechselspannung, die der Wicklung 34 zugeführt wird, ergibt sich ferner eine Spannungs­ rückkopplung.

Fig. 2A zeigt das Ersatzschaltbild des Gleichspannungs­ wandlers gemäß Fig. 1.

Die Transistoren 21 und 22 sowie der Transformator 30 ge­ mäß Fig. 1 sind hierbei durch den Oszillator 7 gemäß Fig. 2A ersetzt. Der Punkt A in Fig. 2A entspricht hierbei dem Kollektor des Transistors 22 in Fig. 1.

Das (nicht dargestellte Chassis) des Transistors 22 liegt üblicherweise an Masse. Zwischen dem Kollektor des Tran­ sistors und dem Chassis besteht eine Kapazität Co, die in Fig. 2A durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist. Da­ mit ergibt sich für das Ersatzschaltbild der Fig. 2A die vereinfachte Form von 2B.

Bei diesem bekannten Gleichspannungswandler ergibt sich infolgedessen die Gefahr, daß die Schwingung des Oszil­ lators 7 (eine Rechteckschwingung hoher Frequenz) über die Wechselstromquelle 1 abgestrahlt wird und hierdurch Störungen in anderen elektronischen Einrichtungen her­ vorgerufen werden.

Anhand des in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung werden nun die er­ findungsgemäß vorgesehenen Entstörungsmaßnahmen näher erläutert. Für gleiche Bauteile sind dabei dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.

Entstörungsmaßnahmen sind für den Transistor 22 getroffen, dessen Kollektorspannung durch Schaltvorgänge verändert wird. Zwischen dem Gehäuse dieses Transistors 22 und dem Chassis 56, auf das er montiert ist, sind eine erste Iso­ lierschicht 51, eine leitende Schicht 52 und eine zweite Isolierschicht 54 angeordnet. Die leitende Schicht 52 besteht dabei aus einem L-förmigen Kühlkörper. Die erste Isolierschicht 51 ist hierbei zwischen der einen Seite der Längsfläche der den Kühlkörper bildenden leitenden Schicht 52 und der Unterseite des Transistorgehäuses an­ geordnet, während der seitliche Teil der L-förmigen lei­ tenden Schicht 52 am Chassis 56 angeordnet ist. Die zwei­ te Isolierschicht 54 ist hierbei unter Verwendung einer isolierenden Kragenhülse 53 und einer Schraube 55 zwischen diesem seitlichen Teil der L-förmigen , den Kühlkörper bildenden leitenden Schicht 52 und dem Chassis 56 ange­ ordnet.

Die leitende Schicht 52 ist galvanisch an den Verbindungs­ punkt angeschlossen, an dem die beiden Kondensatoren 11, 12 und die Primärwicklung 41 des Transformators 40 liegen.

Bei dem Gleichspannungswandler gemäß Fig. 3 entspricht der Kollektor des Transistors 22 (Punkt A in Fig. 3) dem Punkt A in den Ersatzschaltbildern der Fig. 2A und 2B. Wie Fig. 3 zeigt, wird ein Kondensator 8 durch das Ge­ häuse des Transistors 22 bzw. seinen Kollektor und die den Kühlkörper bildende leitende Schicht 52 gebildet, ferner ein Kondensator 9 zwischen der leitenden Schicht 52 und dem Chassis 56 (vgl. das Ersatzschaltbild gemäß Fig. 2C). Der Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren 8 und 9 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Konden­ satoren 11 und 12 verbunden, so daß sich für den Gleich­ spannungswandler gemäß Fig. 3 das Ersatzschaltbild der Fig. 2C ergibt. Der Oszillator 7 wird somit über den Kondensator 8 kurzgeschlossen, so daß vom Oszillator 7 erzeugte Schwingungen nicht über die Wechselstromquelle 1 abgegeben werden können. Die Wechselstromquelle 1 be­ sitzt vielmehr über den Kondensator 9 wechselspannungs­ mäßig gleiches Potential wie das an Masse liegende Chassis 56.

Der auf diese Weise einwandfrei entstörte Gleichspannungs­ wandler besitzt zugleich einen einfachen Aufbau, wobei die Wärmeabstrahlung des Transistors 22 über den durch die leitende Schicht 52 gebildeten Kühlkörper nicht be­ einträchtigt wird.

Bei dem in Fig. 5 veranschaulichten weiteren Ausführungs­ beispiel der Erfindung sind gleiche Bauteile wieder mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 4 bezeichnet. Zwischen dem Gehäuse des Transistors 22 und dem Chassis 56 sind hierbei eine erste Isolierschicht 51′, eine leitende Schicht 57, eine zweite Isolierschicht 58 und ein L-för­ miger Kühlkörper 52′ angeordnet. Der Kühlkörper 52′ ist dabei zwischen der zweiten Isolierschicht 58 und dem Chassis 56 vorgesehen.

Die beiden Isolierschichten 51′, 58 sind zwischen dem Transistorgehäuse und dem Längsteil des L-förmigen Kühl­ körpers 52′ angeordnet, während der seitliche Teil des Kühlkörpers 52′ direkt an dem Chassis 56 befestigt ist. Zur Fixierung des Gehäuses des Transistors 22 am Kühl­ körper 52′ dienen isolierte Schrauben 55′.

Die zweite leitende Schicht 57 ist wieder galvanisch an den Verbindungspunkt angeschlossen, an dem die bei bei­ den Kondensatoren 11, 12 oder die Primärwicklung 41 des Transformators 40 liegen.

Bei dem anhand von Fig. 5 beschriebenen Ausführungsbei­ spiel entspricht der Kollektor des Transistors 22 dem Punkt A im Ersatzschaltbild gemäß Fig. 2C. Der Konden­ sator 8 wird von dem mit dem Kollektor verbundenen Ge­ häuse des Transistors 22 und der leitenden Schicht 57 gebildet, während der Kondensator 9 von der leitenden Schicht 57 und dem Kühlkörper 52′ gebildet wird. Da­ mit ergibt sich auch für das Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 5 das Ersatzschaltbild entsprechend Fig. 2C mit den bereits erläuterten Wirkungen.

Claims (5)

1. Gleichspannungswandler in Halbbrückenschaltung mit Schalttransistoren (21, 22), deren Kollektor am Transistorgehäuse liegt, sowie mit Kondensatoren (11, 12) in den Brückenzweigen, mit einem Transformator (40) in der Wechselspannungsdiagonale der Halbbrücke, wo­ bei für den Transistor (22), dessen Kollektorspannung durch Schaltvorgänge verändert wird, Entstörungsmaß­ nahmen getroffen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse dieses Transistors (22) und dem Chassis (56), auf das er montiert ist, wenig­ stens eine erste Isolierschicht (51; 51′), eine lei­ tende Schicht (52; 57) und eine zweite Isolierschicht (54; 58) angeordnet sind, wobei die leitende Schicht (52; 57) galvanisch an den Verbindungspunkt ange­ schlossen ist, an dem die beiden Brückenkondensatoren (11, 12) und die Primärwicklung (41) des Transforma­ tors (40) liegen.

2. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (52) aus einem Kühlkörper besteht (Fig. 4).

3. Gleichspannungswandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper L-förmig ist, daß die erste Isolierschicht (51) zwischen der einen Seite der Längsfläche des Kühlkörpers und der Unterseite des Transistorgehäuses angeordnet ist, und daß der seit­ liche Teil des Kühlkörpers an dem Chassis (56) ange­ ordnet ist, wobei die zweite Isolierschicht (54) un­ ter Verwendung einer isolierenden Kragenhülse (53) und einer Schraube (55) zwischen diesem seitlichen Teil des Kühlkörpers und dem Chassis (56) angeordnet ist.

4. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlkörper (52′) zwischen der zweiten Isolier­ schicht (58) und dem Chassis (56) angeordnet ist.

5. Gleichspannungswandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (52′) L-förmig ist, daß die beiden Isolierschichten (51′, 58) und die leitende Schicht (57) zwischen dem Transistorgehäuse und dem Längsteil des Kühlkörpers (52′) angeordnet sind, und daß der seit­ liche Teil des Kühlkörpers (52′) direkt an dem Chassis (56) befestigt ist.