DE2712941C2 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen der Versorgungsspannung eines elektronischen Gerätes - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Erzeugen der Versorgungsspannung eines elektronischen GerätesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zum Erzeugen der Versorgungsspannung eines elektronischen Gerätes aus einer Netz-Wechsel- oder
Gleichspannung mit Hilfe eines schwingenden transistorisierten Spannungswandlers, der mittels einer auf einen
Starttransistor wirkenden Starteinrichtung in Betrieb setzbar ist und dessen Ausgangsspannung nach ihrer
Gleichrichtung und Siebung die Versorgungsspannung ist. Die Höhe der Versorgungsspannung soll hierbei
auch ohne Spannungsregelungsschaltung bei vorgegebenem Belastungsstrom von beispielsweise 1.5 A einen
innerhalb vorgegebener Toleranzen liegenden Wert von beispielsweise 20 V einhalten wobei als Wechselspannungsquelle
eine der üblichen verwendbar sein soll, beispielsweise mit einer Spannung von 115 oder 220 V
und einer Frequenz, die zwischen z. B. 50 und 400 Hz
vorgegeben sein kann. Für die Anpassung an die verschiedenen Wechseispannungshöhen sind nur einfache
Umschaltmaßnahmen erforderlich.
Eine solche Schaltungsanordnung ermöglicht den Einsatz des von ihr spannungsversorgten elektronischen
Gerätes vielerorts und kurzfristig. Derartige Schaltungsanordnunge/i,
wie sie beispielsweise aus »Design of Solid State Power Supplies« Seiten 30 bis 33.
E. R. Hnatek. 1971 bekannt sind, setzen den Spannungswandler
entweder durch manuelle Betätigung eines Schalters in Betrieb, oder statisch durch Arbeitspunkt
Verschiebung mittels Spannungsteiler bzw dynamisch durch Arbeitspunktverschiebung mittels kapazitiver
Spannungseinkopplung, wobei nachteilig ist.
a) ständiger Leistungsverbrauch oder kein automati
scher Anlauf bei statischer Lösung
b) Gefahr, durch Unsymmetrie einen Transistor zu überlasten oder Wandlertrafes zu sättigen
c) bei Nichtanschwingen Überlastmöglichkeit eines
Transistors (des Starttransistors)
d) GAnkopplung verlangt eine Mindest-Ansliegsge^ schwindigkeit für U0, d.h. vor Ableitung der
Slartsf>ärinung muß ein Schaltvorgärig stattfinden
(Netz muß ζ. Β. geschaltet werden).
Aus der DE-OS 25 14 331 ist eine Schaltungsanordnung
zum Erzeugen einer Versorgungsspannung aus einer Netzwechselspannung bekannt, bei der zunächst
eine Gleichrichtung eine halbleitergesteuerte Umformung in eine Wechselspannung höherer Frequenz und
darauf eine weitere Gleichrichtung der Ausgangsspannung vorgenommen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen automatischen Start des Spannungswandlers einer
Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art für Wandler mi. Gleichspannungs- oder Wechselspannungseingang
zu ermöglichen, wobei der Leistungsverbrauch der Starteinrichtung vernachlässigbar sein soll,
keine Unsymmetrie des Wandlers weder vorausgesetzt noch herbeigeführt wird, keine Arbeitspunkt-Verlagerung
oder Arbeitspunkt-Beeinflussung an den Wandlertransistoren während des Betriebes auftritt, und
möglichst preisgünstige Bauelemente für die Starteinrichtung verwendbar sein sollen.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen sind den Patentansprüchen entnehmbar.
Die Abbildungen dienen der zeichnerischen Erläuterung
des nunmehr beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung
nach der Erfindung. Die Netz-Spannungsquelle ist hier mit Netzeingang bezeichnet und gibt eine
Spannung von 115 oder 220 V ab: mit VAC ist die Dimension der Wechselspannung bezeichnet. Die
Frequenz dieser Wechselspannung liege bei einem Wert zwischen 50 und 400 Hz. Am Niedervoltausgang der
Schaltungsanordnung soll eine ungeregelte Spannung von beispielsweise 20 V bei einem Belastungsstrom von
1,5 A abgegeben werden (vgl. F i g. 2b. wo VDC die Dimension der abgegebenen Gleichspannung symbolisiert).
Am Ausgang der Schaltung nach Fig. 1 befindet sich
eine Gleichrichterschaltung 1. Ihr folgt ein Spannungswandler
2 mit Gleichspannungseingang und Wechselspannungsausgang in Form einer Halbbrücke. Eine
ausgangsseitige Gleichrichterschaltung mit zugehöriger Siebschaltung 3 richtet die vom Wandler 2 abgegebene
Spannung gleich und stellt an ihren Ausgang die zu erzeugende Versorgungsspannung (Batterieipannung)
zur Verfügung. Grundsätzlich ist anstelle des Wandlers 2 auch ein solcher mit Wechselspannungseingang und
Gleichspannungsausgang verwendbar, wodurch dann die Bausteine 1 und 3 entfallen können. Wesentlich für
die Erfindung ist die Startschaltung 4 zur Schwinganfachung des Spannungswandlers.
Die F i g. 2a und 2b sind an der Schnittstelle des Transformators TX zusammenhängend zu betrachten
und zeigen das Detailschaltbild einer Ausführungsform
der Erfindung. In Fig.2a trennt die senkrechte
strichpunktierte Linie S denjenigen von ihr links befindlichen Teil, der mit dem Block 1 in Fig. 1
vergleichbar ist während ihr rechter Teil mit dem Block 2 der F i g. 1 vergleichbar ist mit der Maßgabe, daß die in
diesem rechts von S befindlichen SchaUungsieil, der
durch dicker gezeichnete Leitungen und Symbole markiert ist, mit der Startschaltung 4 gemäß Fig. 1
vergleichbar ist. Fig. 2b entspricht dem Block 3 in Fig. 1.
Mit Ut ist in Fig. 2a die Netz-Wechselspannung
bezeichnet, während 2U„ die von der Gleichrichterschaltung mit der Gleichrichterbrücke CR 1 abgegebene,
dem Spannungswandler zugeführte Gleichspannung ist. Die Dimensionierungsangaben der einzelnen Bauelemente
und die Typenbezeichnungen in Fig. 2a und
2b sind praktisch bewährte Richtwerte, ohne dieses Ausführungsbeispiel dieser Erfindung darauf einzu
schränken.
Soweit nicht die Startschaltung als solche betroffen ist und soweu nicht die Merkmale des Unteranspruchs 5
betroffen sind, ist die Schaltung nac' ? i g. 2a und 2b an
sich im Prinzip bckanrii. so daß sst keiner werteren
Erläuterung beaarf: daher dürften die folgenden Ausführungen genügen:
Bei Anliegen der Netzspannung wird diese gleichgerichtet: *s steht über R 5 und C3 die Spannung LA, (ca.
150 V bei 220 V = £,,)-
C3 lädt sich auf bis zum Schwellwert der Triggerdiode
CR 5 (ca. 30 V).
Bei Erreichen des Schwellwertes schaltet CR 5 durch und der Kondensator C 3 wird über CR 5. CRb. R 10
und die Basis-Emuter-Strecke des Transistors Ql
entladen.
Transistor Q 2 schaltet dabei durch, entlädt Cl über
die Diode CR 4 vollends und wird durch die Rückkopplung, gegeben durch Vl und T2. weiter
durchgesteuert. Damit schwingt der Wandler und ist somit gestar'et.
Bei schwingendem Wandler wird C3 pe.-iodis;h von
Q 2 über CR 4 entladen, bevor es zum Ansprechen des Startkreises kommt, da R 5 ■ C3 τ Periodendauer 7"der
Wa.idlerfrequenz ist.
Bleibt der Wandler stehen oder schwingt er nicht an (z. B. durch ausgangsseitigen Kurzschluß), so erfolgen
periodisch .Startimpulse mit einer Wiederholfrequenz,
gegeben durch die Zeitkonstante R 5 ■ C"i. Schwellspannung
t/n?» Betriebsspannung U„ und Wandlerfrequenz.
Da die Wiederholfrequenz und die Impulsbreite der Startimpulse klein gewählt werden können, wird die
wandlereigene Kurzschlußfestigkeil durch die periodisch erfolgenden Startversuche dieser Erfindung nicht
aufgehoben.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen der Versorgungsspannung
(Batteriespannung) eines elektronischen Gerätes aus einer Netz-Wechsel- oder Gleichspannung, deren Höhe (beispielsweise 115
oder 220 V) und/oder deren Frequenz (beispielsweise zwischen etwa 50 und 400 Hz liegend) in
Abhängigkeit von der jeweilig benutzten Wechselspannungsquelle von Einsatzfall zu Einsatzfall der
Schaltungsanordnung unterschiedlich sein können, mit Hilfe eines schwingenden transistorisierten
Spannungswandlers, der mittels einer auf seinen Starttransistor wirkenden Starteinrichtung in Betrieb
setzbar ist und dessen Ausgangsspannung nach ihrer Gleichrichtung und Siebung die Versorgungsspannung ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Starteinrichtung einerseits einen Speicherkondensator (C3) enthält, der über einen ohmschen
Widerstand (R S) ständig mit einer aus der Netz-Wer! selspannung erzeugten Gleichspannung
(U,,) aufgeladen wird und in Verbindung mit diesem ohmschen Widerstand eine AufladeZeitkonstante
besitzt, welche sehr groß im Vergleich zur Schwingperiode (Periodendauer der Wandlerschwingungen)
des Spannungswandler gewählt ist, und andererseits eine Schwellwertschaltung (CR 5),
die die augenblickliche Kondensatorspannung bei deren Überschreiten des Schwellwertes zum Starttransistor
(Q 2) durchschauet, so daß der Spannungswandler anschwingt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch
gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (CZ) zusätzlich an einer Entlades^naltung angeschlossen
ist. die ihn bei schwingendem Wandler, bevor seine Spannung den Schwellwert erreicht, periodisch
entlädt, wobei die Entladesperiode gleich der Schwingperiode ist. und die im Startaugenblick die
Impulsbreite des Startimpulses so verkürzt, daß die Wandlerschaltung auch bei ausgangsseitigem Kurz-Schluß
nicht überlastet wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Entladeschaltung aus der
Arbeitsstromstrecke, z. B. der Kollektor-Emitter-Strecke,
des Starttransistors (Q 2) in Serie mit einer gleichgepolten Diode (CR 4) besteht, wobei diese
Serienschaltung parallel zum Speicherkondensator (( 3) hegt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler
ein Gleichspannungswandler (mit Gleichspan· nungsein- und -ausgang) ist. der die Versorgungsspannung nach Siebung unmittelbar abgibt und
eingangsseitig über eine Gleichrichterschaltung mit
ihr zugehörigem Siebteil (1) an die Wechselspannuiigsquelle
anschließbar ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung eine
Gleichnchterbrücke (CR 1) ist. daß ihr zugehöriger
Siebteil zwei in Serie geschaltete elektrisch gleich 6"
große Siebkondensatoren (CX. C2) enthält, über
deren Serienschallüng die Eingangsspannung (2t/„)
des Gleichspannungswandlers äbgreifbar ist und daß
iti der Wechselspannungszuführungsleitühg der
Gleichrichterbrücke ein nach Maßgabe der Höhe der Wechselspannung austauschbarer Vorwider*
stand (R 1) liegt, während die Verbindung des einen der Wechselspannungsanschlüsse der Gleichrichterbrücke
mit dem gegenseitigen Verbindungspunkt der zwei Siebkondensatoren nach Maßgabe der
Wechselspannungshöhe unterbrechbar ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus dem
Speicherkondensator (C3) mit seinem zu ihm in Reihe liegenden Widerstand (ί-adewiderstand /?5)
parallel zu einem (C2) der Siebkondensatoren geschaltet ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem de- Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerstrecke, z. B. Basis-Emitter-Strecke, des Starttransistors
(Q 2) des Spannungswandlers mittels der Schwellwertschaltung durch deren Durchschaltung
parallel zum Speicherkondensator schaltbar ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung aus
einer Triggerdiode (CR 5), z. B. einer Zenerdiode. besteht.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß zu der Triggerdiode in Serie ein
ohmscher Schutzwiderstand (R 10) und eine gleichsinnig mit der Steuerstrecke des Starttransistors
gepolte Diode (CR 6) liegen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772712941 DE2712941C2 (de) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen der Versorgungsspannung eines elektronischen Gerätes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772712941 DE2712941C2 (de) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen der Versorgungsspannung eines elektronischen Gerätes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2712941A1 DE2712941A1 (de) | 1978-09-28 |
| DE2712941C2 true DE2712941C2 (de) | 1982-09-16 |
Family
ID=6004530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772712941 Expired DE2712941C2 (de) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen der Versorgungsspannung eines elektronischen Gerätes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2712941C2 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4506318A (en) * | 1983-04-22 | 1985-03-19 | Nilssen Ole K | Inverter with controllable RMS output voltage magnitude |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7404518A (nl) * | 1974-04-03 | 1975-10-07 | Nederlandse Gasunie Nv | Intrinsiek veilige stroombron. |
-
1977
- 1977-03-24 DE DE19772712941 patent/DE2712941C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2712941A1 (de) | 1978-09-28 |
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Legal Events
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