DE2746504A1

DE2746504A1 - Stromversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE2746504A1
Application number: DE19772746504
Authority: DE
Inventors: Albert M Heyman
Original assignee: Honeywell Information Systems Italia SpA
Current assignee: Bull HN Information Systems Italia SpA
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1977-10-17
Publication date: 1978-04-20
Also published as: GB1578593A; AU2930477A; AU507104B2; FR2368173A1; CA1085917A; FR2368173B1; JPS5350456A; US4128867A

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Die meisten elektronischen Einrichtungen werden entweder aus einer Wechselspannungsquelle mit 110 V und 60 Hz oder aus einer Wechselspannungsquelle mit 220 V und 50 Hz betrieben. Die Umwandlung der zunächst durch Gleichrichtung der Netzwechselspannung erzeugten Gleichspannung wird vielfach mit Hilfe eines Abwaärtstransformators durchgeführt, dessen Primärwicklung die durch Gleichrichtung der Netzwechselspannung erzeugte Gleichspannung relativ hohen Pegels mit hoher Frequenz zugeführt wird, um auf diese Weise Umfang und Gewicht des Transformators verringern zu können. Dabei kann sich jedoch bei relativ kleinen Transformatorkernen eine magnetische Sättigung einstellen, sofern nicht die magnetische Energie im Kern durch einen entgegengesetzten Magnetfluß abgeführt wird. Man regelt deshalb die Hochfrequenzzufuhr der Gleichspannung höheren Pegels in engen Grenzen, um eine Sättigung zu vermeiden. Bei einer aus der US-PS 39 24 172 bekannten Stromversorgungseinrichtung dieser Art ist ein Schalttransistor zum wahlweisen Anlegen der Gleichspannung höheren Pegels an die Primärwicklung vorgesehen. Hierdurch ergeben sich im Anschluß an den Schaltvorgang relativ hohe Spannungsspitzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der einerseits eine Sättigung des Kerns des Abwärtstransformators mit Sicherheit vermieden und andererseits das Auftreten von Spannungsspitzen verhindert wird. Darüberhinaus soll die erzeugte Niedervolt-Gleichspannung durch eine entsprechende Regelung unabhängig von der Belastung auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt

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Fig. 1 das Gesamtschaltbild der Stromversorgungseinrichtung und

Fig. 2 die Steuerschaltung für den Gleichspannungswandler, der aus der gleichgerichteten Netzwechsolspannung die Niedervoltgleichspannung ableitet.

Die Stromversorgungseinrichtung besteht gemäß Fig. 1 aus einem Gleichrichterteil 6 sowie einem Gleichspannungswandler 8. Dem Gleichrichterteil 6 wird an den Klemmen 210 und 212 die Netzwechselspannung, z.B. 110 V, 60 Hz bzw. 220 V, 50 Hz zugeleitet. An eine Gleichrichterbrückenschaltung mit den Dioden 14, 16, 18, 20 ist über einen Widerstand 2 die Reihenschaltung zweier Ladekondensatoren 24 und 26 angeschlossen, deren Verbindungspunkt über sinen Schalter 28 an den einen Brückenspeisepunkt angeschaltet werden kann. Bei Speisung der Brückenschaltung mit 110 V ist der Schalter 28 geschlossen. Je nach Halbwelle wird entweder der Kondensator 24 oder der Kondensator 26 aufgeladen, so daß die Ausgangsspannung des Gleichrichterteils 6 der Summe der Spannungen an den beiden Kondensatoren 24 und 26 und damit dem doppelten Spitzenweit der Wechselspannung an den Leitungen 210 und 21 2 entspricht. Diese Gleichspannung von etwa 300 V gelangt dann zum Gleichspannungswandler 8.

Ist eine 220 V-Netz vorhanden, so wird der Schalter 28 geöffnet, so daß die beiden Kondensatoren 24 und 26 in bekannter Weise gleichzeitig auf den Spitzenwert der Netzwechselspannung aufgeladen werden und am Ausgang des Gleichrichterteils 6 eine Gleichspannung von etwa 30QV steht. Unabhängig davon, ob die Stromversorgungseinrichtung an ein amerikanisches Netz mit etwa 120 V, 60 Hz oder an ein europäisches Netz mit 220 V, 50 Hz angeschlossen wird, liefert der Gleichrichterteil 6 eine Gleichspannung von etwa 300 V an den Gleichspannungswandler 8.

Zu erwähnen ist, daß Im Gleichrichterteil herkömmliche Dioden Verwendung finden, während der Widerstand 22 zugleich als Strombegrenzungswiderstand für den anfänglichen Ladestromstoß dient.

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Die Kondensatoren 24 und 26 sind so aufeinander abgestimmt, daß sie bei geschlossenem Schalter 28 jeweils die anliegende Halbwelle speichern.

Der Gleichspannungswandler 8 weist zwei Transistoren 30 und 32 auf, deren Kollektor-Emitter-Strecken mit der Primärwicklung eines Transformators in Reihe geschaltet sind. Je nach Schaltzustand der Transistoren 30 und 32 wird die an den Kondensatoren 24 und 26 stehende Gleichspannung der Primärwicklung 34 zugeführt oder nicht. Im Leitzustand der Transistoren 30 und 32 treten nur geringe Spannungsverluste bei der übertragung dieser Gleichspannung höheren Pegels an die Primärwicklung 34 auf. Entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ergibt sich an der Sekundärwicklung des Transformators eine der Primärspannung proportionale Sekundärspannung/ der Transformatorkern 38 ist mit einem Luftspalt versehen. Auf ihm können mehrere Sekundärwicklungen 36 angeordnet sein, wie dies später noch anhand von Fig. 2 erläutert wird. An die Sekundärwicklung 36 sind zwei Dioden 40 und 42 angeschlossen, welche die Spannung an der Sekundärwicklung 36 gleichrichten, so daß am Schaltungspunkt 43 eine zwar noch wellige Niedervolt-Gleichspannung entsteht, die anschließend durch ein Siebgleid, bestehend aus einer Spule 44 und einem Kondensator 46 geglättet wird. Sie steht sowohl an den Eingangsklemmen der Last 48 als auch an den Eingangsklemmen der Steuerschaltung 50.

Die Steuerschaltung 50 ist mit zwei weiteren Eingangsklemmen außerdem an die Wechselspannungseingangsklemmen 210 und 212 sowie mit einem dritten Eingang an den Schaltungspunkt 43 angeschlossen. Die Steuerschaltung 50 soll einen Impuls erzeugen, sobald die der Last 48 zugeführte Ausgangsspannung unter einen vorgegebenen Bezugswert absinkt. Dieser Bezugswert wird auf den Mittelwert der gewünschten Speisespannung für die Last 48 eingestellt. Der bei Unterschreiten des Gleichspannungs-Sollwerts erzeugte Impuls gelangt zur Primärwicklung 52 eines Steuertransformators und erzeugt in dessen Kern 54 ein Magnetfeld, welches in den Sekundärwicklungen 56 und 58 entsprechende Ströme induziert. Diese Ströme fließen als Basisstromstoß durch die

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Tansistoren 30 und 32, so daß letztere durchgeschaltet werden und die Verbindung der Primärwicklung 34 des Abwärtstransformators mit dem Gleichrichterteil 6 herstellen. Gleichzeitig setzt ein Stromfluß durch die Wicklung 59 ein, so daß infolge der Transformatorwirkung Ströme in den Wicklungen 56 und 58 induziert werden, welche die anfangs durch den Steuerimpuls induzierten Ströme unterstützen. Auf diese Weise wird der Basisstrom durch die Transistoren 30 und 32 aufrechterhalten und diese bleiben solange durchgeschaltet, bis die Steuerschaltung 50 erneut wirksam wird.

Sobald die Steuerschaltung feststellt, daß die Zufuhr der Gleichspannung an die Primärwicklung 34 unterbrochen werden sollte, erzeugt sie einen zweiten Impuls an der Wicklung 52. Hierdurch entstehen negative Spannungen in den Sekundärwicklungen 56 und 58, wodurch die Schalttransistoren 30 und 32 gesperrt werden und bleiben, so daß sich die im Kern 38 gespeicherte magnetische Energie abbauen kann. Die Steuerschaltung hält die Transistoren 30 und 32 für eine Zeitspanreim Sperrzustand, welche wenigstens der Einschaltzeit entspricht. Der mit einem Luftspalt versehene Kern 38 befindet sich so mit wenigstens die gleiche Anzahl von Voltsekunden im Sperrzustand wie im Einschaltzustand. Die Anzahl der Voltsekunden während der Einschaltzeit ist derart gewählt, daß keine Sättigung eintreten kann.

Fig. 2 zeigt die Steuerschaltung im einzelnen. Sie weist zusätzliche Sekundärwicklungen 36" und 36" mit entsprechenden Laststromkreisen auf. Die Steuerschaltung 50 ist mittels der Leitungen 64 und 66 an die Last .48 angeschlossen. Die Leitung 64 liegt an der positiven Seite der Last und die Leitung 66 an der negativen Seite. Die Leitung 66 wird als Masseleitung innerhalb der Steuerschaltung 50 benutzt. An die Leitunoen 64 und sind in Reihe ein Widerstand 68, ein Potentiometer 'sowie ein weiterer Widerstand 72 angeschlossen. Der Schleifer des Potentiometers 70 liegt am Anschluß 4 des Fehlerverstärkers 74. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen integrierten Schaltkreis

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vom Typ AMU 723. Einzelheiten eines solchen integrierten Verstärkers befinden sich in "Linear Integrated Circuit Data Book, 1976" der Fairchild Semiconductor Co., Mountainview,California. Ein Widerstand 76 ist mit dem Anschluß 5 sowie der Masseleitung 66 verbunden. Zwischen den Anschlüssen 5 und 6 liegt ein Widerstand 78. Anschluß 7 liegt an Masse.

Der Fehlerverstärker 74 vergleicht die Spannung am Anschluß mit derjenigen am Anschluß 5. Letztere ergibt sich entsprechend dem Teilerverhältnis der Widerstände 78 und 76 aus der Spannung am Anschluß 6. Die Spannung am Anschluß 5 dient als Bezugsspanaung, der gegenüber jegliche Änderungen der Spannung an der Last 48 gemessen werden. Der Fehlerverstärker 74 vergleicht die Spannungen an den Anschlüssen 5 und 6 und liefert ein verstärktes Differenzsignal am Ausgang 10. Die Anschlüsse 11 und 12 des Verstärkers 74 sind an die eine Belegung eines Kondensators 80 angeschlossen, dessen andere Belegung an Masse 66 liegt. Er dient als Störungs- oder Rauschfilter. Ein Rückkopplungswiderstand ist vom Anschluß 10 zum Anschluß 4 geschaltet, während zur Frequenzkompensation ein Kondensator 84 vom Anschluß 13 nach Masse gelegt ist.

Ein Widerstand 86 verbindet den Anschluß 10 des Differenzverstärkers 74 mit dem Eingang 7 eines Zeitgebers 88. Auch hier handelt es sich um einen herkömmlichen integrierten Schaltkreis, beispielsweise vom Typ NEE 555, der im einzelnen in "Digital Linear MOS Data Book, 1974" der Signetics Corp., Menlo Park, California beschrieben ist. Vom Anschluß 5 des Zeitgebers 88 sind ein Kondensator 90 und ein Widerstand 91 nach Masse geschaltet. Vom Anschluß 6 ist ein Kondensator 92 nach Masse gelegt, während ein Widerstand 94 zwischen den Anschlüssen 6 und 7 liegt. Ein weiterer Kondensator 96 ist zwischen Anschluß 8 und Masse 66 eingeschaltet.

Am Zeitgeber 88 sind einerseits die Anschlüsse 2 und 6 und andererseits die Anschlüsse 4 und 8 miteinander verbunden. Der Anschluß 1 liegt an Masse, während der Anschluß4 mit dem

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Anschluß 12 des Differenzverstärkers 74 in Verbindung steht. Ein Widerstand 98 sowie ein Kondensator 1OO liegen parallel zwischen dem Anschluß 3 des Zeitgebers 88 und der Basis eines Transistors 102. Diese Basis wird mit Hilfe eines Widerstandes 104 von Masse her mit einer Vorspannung versehen, während der Kollektor des Transistors 102 mit dem positiven Ende der Wicklung 52 und der Emitter mit Masse verbunden ist. Eine Diode 103 verhindert, daß das negative Ende der Wicklung 52 eine Spannung unterhalb Massepotential annimmt.

Die Betriebsweise von Zeitgeber 88 und Differenzverstärker 74 ergibt sich hieraus folgendermaßen. Strom aus der Aus gang sklemire 10 des Differenzverstärkers 74 fließt über die Widerstände 86 und 94 und lädt den Kondensator 92 auf. Die Spannung am Stift 6 jenseits des Kondensators 92 steigt mit der Aufladung des Kondensators 92 an. Erreicht sie den Wert der Spannung am Anschluß 5, so schaltet der Zeitgeber um, so daß sein Anschluß 3 auf eine niedrige Spannung abfällt und der Anschluß 7 auf Massepotential geht. Der Spannungsabfall am Anschluß 3 verursacht das Sperren des Transistors 102. Der Spannungsrückgang am Anschluß 7 hat zur Folge, daß der Kondensator 72 anfängt, sich über den Widerstand 94 zum Anschluß 7 hin zu entladen. Diese Entladung geht solange vonstatten, bis die Spannung am Anschluß auf den halben Betrag der Spannung am Anschluß 5 abgeklungen ist. Zu dieser Zeit ändert der Zeitgeber 88 erneut seinen Schaltzustand, so daß der Anschluß 3 auf einen hohen Signalpegel umschaltet,während der Anschluß 7 geöffnet wird. Die Spannungsänderung am Anschluß schaltet den Transistor 102 durch, so daß erneut Strom durch die Wicklung 52 fließt.

Die Einschaltzeit des Transistors 102 wird durch die Ladezeit des Kondensators 92 über die Widerstände 86 und 94 bestimmt. Diese Ladezeit wird ihrerseits durch die veränderbare Spannung am Anschluß 10 des Differenzverstärkers und seiner Beschaltung beeinflußt. Sie ändert sich entsprechend der zugeführten Veränderbaren Spannung aber ist immer größer als die Ertladezeit des

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Kondensators 92. Die minimale Ladezeit ist nämlich eine Funktion der RC-Zeitkonstanten, die sich aus den Widerständen 86 und 94 in Reihe mit dem Kondensator 92 ergibt. Die Abschaltzeit des Transistors 102 wird durch die Entladezeit des Kondensators 92 bestimmt. Diese ist durch die RC-Zeitkonstante des Kondensators 92 mit dem Widerstand 94 gegeben. Da die Zeitkonstante sich nicht ändert, bleibt auch die Sperrzeit des Transistors 102 konstant. Die Spannung am Schaltungspunkt 106 bestimmt den Stromfluß durch die Wicklung 52 und damit über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 102 nach Masse, sobald der Transistor 102 durchgeschaltet ist. Dieser Stromfluß hört auf, sobald der Transistor 102 sperrt. Die Wicklung 52 ist Teil des Steuertransformators ir.it dem Magnetkern 54 und den weiteren Wicklungen 56, 58 und 59. Die Wicklungen 56 und 58 liegen im Basissteuerkreis der Transistoren 30 und 32. Letzere werden anfänglich durch einen Basisstromstoß eingeschaltet, welcher durch den in den Wicklungen 56 und 58 induzierten Strom gegeben ist. Dieser Strom wiederum ist die Folge eines von der Steuerschaltung 50 in die Wicklung 52 eingespeisten Impulses. Der Impuls wird durch eine Stromunterbrechung in der Wicklung 52 erzeugt, welche sich aus der Sperrung des Transistors 102 durch die Steuerschaltung 50 ergibt. Später wird der Stromzustand der Wicklung 52 erneut durch die Steuerschaltung 50 geändert, indem ein zweiter Impuls die Transistoren 30 und 32 abschaltet. Dieser zweite Impuls entspricht der Durchschaltung des Transistors 102, wodurch ein beträchtlicher Stromfluß vom Schaltungspunkt 106 durch die Wicklung 102 bedingt ist.

Bei durchgeschaltetem Transistor 102 sind die Transistoren 30 und 32 gesperrt und umgekehrt. Der Leitzustand des Transistors J02 hängt seinerseits vom Ausgangssignal des Zeitgebers 88 am Anschluß 3 ab. Der Transistor 102 wird eingeschaltet, wenn am Anschluß 3 des Zeitgebers 88 ein Signal hohen Pegels liegt und wird abgeschaltet, wenn ein Signal niedrigen Pegels dort vorhanden ist. Der Spannungspegel am Anschluß hängt von der Lade- bzw. Entladezeit des Kondensators 92 ab. Dieserwird zunächst in Abhängigkeit vom Fehlersignal am Anschluß 10 des Differenzverstärkers 74

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geladen. Während dieser Zeit ist das Ausgangssignal des Zeitgebers 88 auf einem hohen Pegel. Anschließend nimmt es einen niedrigen Pegel an, sobald die Spannung am Anschluß 6 des Zeitgebers 88 einen vorgegebenen Wert erreicht. Diese Spannung wird am Anschluß 5 des Zeitgebers 88 eingestellt. Der Kondensator 92 entlädt sich anschließend über den Anschluß 7 des Zeitgebers 88, bis die Spannung am Anschluß 6 gerade den halben Wert der Spannung am Anschluß 5 des Zeitgebers 88 erreicht hat. Zu dieser Zeit ändert der Zeitgeber 88 erneut seinen Zustand, wodurch das Signal am Anschluß 3 einen hohen Pegel annimmt. Damit wird der Transistor 102 erneut durchgeschaltet. Somit bestimmt die Entladezeit des Kondensators 92 die Sperrzeit des Transistors and damit die Durchschaltzeit der Transistoren 30 und 32. Die Entladezeit des Kondensators 92 legt die Zeitspanne fest, in welcher die Gleichspannung an der Primärwicklung 34 liegt. An diese Zeitspanne schließt sich die Sperrzeit der Transistoren 30 und 32 an. Sofern noch ein Fehlersignal am Anschluß 10 des Differenzverstärkers 74 steht, lädt sich der Kondensator 92 erneut auf einen Wert auf, der einen Abfall der Ausgangsspannung des Zeitgebers 88 bedingt. Hierdurch wird wiederum der Transistor 102 gesperrt, während die Transistoren 30 und 32 durchschalten. Dieses abwechselnde Einschalten der Transistoren 30 und 32 hält solange an, bis das Fehlerausgangssignal des Differenzverstärkers 34 unter den vorgegebenen Spannungswert am Anschluß 5 des Zeitgebers 55 absinkt.

Der Stromflußzustand in der Wicklung 52 hängt auch von der Spannung am Schaltungspunkt 106 ab. Diese Spannung wiederum wird beeinflußt durch die Spannung an den Kondensatoren 108 und 110. Der Kondensator 108 ist über eine Diode 112 und einen Widerstand 114 an den Schaltungspunkt 43 angeschlossen. Die andere Belegung des Kondensators 108 liegt an Masse. Der Schaltungspunkt 43 liegt während der Durchschaltzeit der Transistoren 30 und 32 auf genügend hohem Potential gegenüber Masse, so daß der Kondensator aufgeladen wird. Die Ladegeschwindigkeit hängt vom Wert des Widerstands 114 ab. Somit entsteht am Schaltungspunkt 116 jenseits des

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Kondensators 108 eine merkliche Spannung. Dieser Schaltungspunkt ist über eine Diode 118 mit dem Schaltungspunkt 106 verbunden, so daß nur positive Stromanteile zum Schaltungspunkt 106 gelangen.

Die zweite Spannungsquelle für den Schaltungspunkt 106 ist der Kondensator 110, welcher über einen Widerstand 120 an den Schaltungspunkt 106 angeschlossen ist. Dieser Strompfad über den Widerstand 120 liefert einen begrenzten Strom zusätzlich zur Gleichspannung am Kondensator 110. Diese Einspeisung aus dem Kondensator 110 ist gegenüber seiner Hauptfunktion von sekundärer Bedeutung. Die Hauptfunktion liegt darin, den Bauelementen der Steuerschaltung 50 die erforderliche Gleichspannung zur Verfügung zu stellen. Sie wird am Kondensator 110 mit Hilfe einer Leistungsumformung aus der Wechselspannung an den Eingangsklemmen 210 und 212 abgeleitet. Die Eingangswechselspannung liegt je nacli Stellung des Schalters 126 entweder an der Wicklung 124 oder an der Reihenschaltung der Wicklungen 122 und 124. In der bezeichneten Schalterstellung gemäß Fig. 2 hat die Eingangsspannung beispielsweise einen Wert von 220 V, 50 Hz. Die Wicklungen und 124 sind in Reihe geschaltet. Bei einer Netzwechselspannung von 120 V, 60 Hz nimmt der Schalter 126 die andere Schaltlage ein. Das Windungsverhältnis der Wicklungen 122 und 124 in Bezug auf die Sekundärwicklung 128 sorgt für eine Spannungsherabsetzung. An die Sekundärwicklung 128 ist ein Brückengleichrichter 130 angeschlossen, der den Kondensator 110 speist. Die Spannung am Kondensator 110 bildet die Kollektorspannung für den Transistor 132. Eine Zenerdiode 134 liegt zwischen der Basis des Transistors 132 und Masse 66. Zwischen Basis und Kollektor ist ein Widerstand 136 eingeschaltet. Der Emitter des Transistors 132 steht mit dem Anschluß 4 des Zeitgebers 88 sowie mit den Anschlüssen 11 und 12 des Differenzverstärkers 74 in Verbindung. Der Transistor 132 regelt die vom Kondensator 110 sowohl dem Zeitgeber 88 als auch dem Differenzverstärker 74 zugeführte Gleichspannung. 80 9816/0947

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Hauptfaktor beim Betrieb der Hochschalttransistoren 30 und 32 sind die Stromflüsse in den Basisstromkreisen. Die Transformatorwicklungen 56,- 58 und 59 bilden einen Stromtransformator, der das Einschalten und Ausschalten der Transistoren 30 und 32 steuert. Sie werden durch den Transistor 102 angesteuert. Während der Einschaltzeit dieses Transistors, welche der Sperrzeit der Schalttransistoren 30 und 32 entspricht, halten ein durch den Widerstand 12O begrenzter Strom sowie die in der Wicklung gespeicherte Restenergie den Kern 54 gesättigt. Die Transistoren 30 und 32 werden durch Sperren des Transistors 102 zur geeigneten Zeit durchgeschaltet. Die in der Streuinduktivität der Wicklung 52 gespeicherte Energie wird in die Wicklungen 56 und 58 übertragen, so daß entsprechende Basisströme den Einschaltzustand der Transistoren 30 und 32 aufrechterhalten. Der Emitterstrom der Transistoren 30 und 32 wird von der Wicklung 59 erfaßt. Die Sekundärwicklungen 56 und 58 speisen in die Basiselektroden der Transistoren 30 und 32 einen Strom entsprechend dem halben übersetzungsverhältnis der Wicklung 59 zur Wicklung 58 multipliziert mit dem Emitterstrom des Transistors 32. Die Rückkopplung dieses linearen Stromtransformators hält die Transistoren 30 und 32 durchgeschaltet.

Während der Sperrzeit des Transistors 102 sind die Transistoren 30 und 32 durchgeschaltet, so daß Strom von der Wicklung 36 über die Diode 4O₁ den Widerstand 114 und die Diode 112ifnd den Kondensator 108 etwa bis zum vorgegebenen Spannungswert auflädt. Am Ende des Stromimpulses wird der Transistor 102 durchgeschaltet. Ein Vorstrom über den Widerstand 120 sowie die über die Diode aus dem Kondensator 108 zugeführte Energie übersteuert den erzwungenen Treiberstrom und bildet eine aktive Gegen-Vorspannung für die Transistoren 30 und 32 während des gesamten Sperrintervalls, wenn der Transistor 102 durchgeschaltet ist. Diese Gegenspannung zieht die in der Basiszone der Transistoren 30 und 32 gespeicherte Ladung ab und vermindert damit die Leistungsabgabe

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während der Abschaltzeit. Der Stromkreis zum schnellen Einschalten besteht aus den Dioden 118 und 112, einem Widerstand 114 und einem Kondensator 108. Er dient als sekundäre Energiequelle zum Sperren der Schalttransistoren. Die Einschaltzeit der Schalttransistoren, gegeben durch die Zeitkonstante des Kondensators 92 in Verbindung mit den Widerständen 94 und 140, ist immer geringer als die Sperrzeit, so daß der mit einem Luftspalt versehene Kern 38 sein Magnetfeld abbauen kann und somit keine Aufstockung magnetischer Restfelder stattfindet. Für die Dimensionierung der Schaltungen nach den Figuren 1 und 2 haben sich folgende Werte der einzelnen Bauelemente als günstig erwiesen:

Kondensator	/ " 2000
24	2000
26	6 5000
46	1
80	100 pF
84	0.01
90	0.01
92	1.8
96	0.015
100	200
110	0.22
108	Typ
Gleichrichter	IN 3909
40	IN 3909
42	IN 4936
60	IN 4936
62	IN 4933
102	IN 4933
11-8	IM 4933
112	β/oft?³³
103 80981

Widerstand

Ohm

22	0.25
68	1.6K
72	1.8K
76	2.7K
78	4.7K
82	500K
86	1 .8K
94	1.5K
98	240
104	2K
136	620
120	1000
111	15
140	9.1K
Spule
44	35
Transistor	Typ
30	2N 6308
32	2N 6308
102	D 44C7
132	D 44C7
Zenerdioden	Typ
134	IN 827A
142	IN 755

Die hochfrequente Umschaltung der die gleichgerichtete Spannung impulsweise an die Primärwicklung 3 4 des Abwärtstransformators anschaltenden Schalttransistoren 30 und 32 in Abhängigkeit vom Wert der erzeugten Niedervolt-Ausgangsspannung sorgt für eine lastunabhängige Versorgungsspannung für mit der Niedervolt-Gleichspannung zu betreibende elektronische Schaltungen und vermeidet darüberhinaus eine Sättigung des Transformatorkerns.

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Claims

HONEYWELL INFORMATION SYSTEMS INC. 17, Okt. 1977

Smith Street V 7 Z₁ R 5 O A 5101602 Ge

Waltham, Mass., USA

Stromversorgungseinrichtung

Patentansprüche:

/ 1. !stromversorgungseinrichtung zum Umwandeln wenigstens einer ν—yNetzwechselspannung in eine Niedervolt-Gleichspannung, v/obei die Netzwechselspannung zunächst gleichgerichtet und diese Gleichspannung in eine Niedervolt-Gleichspanmmg umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungswandler (8) einen Transformator (34,36,38) aufweist, an dessen eines Ende der Primärwicklung (3 4) ein erster elektronischer Schalter (30) und an dessen anderes Ende der Primärwicklung ein zweiter elektronischer Schalter (327 angeschlossen ist,

daß die beiden elektronischen Schalter an die Ausgänge des Netzgleichrichterteils (6) angeschlossen sind und daß an die Sekundärwicklung (36) eine Niedervolt-Gleichrichterschaltung (40 bis 46) und an diese außer der Last (48) eine die elektronischen Schalter (30,32) steuernde Steuereinrichtung (50,54) angeschlossen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Steuertransformator (54) mit einer Primärwicklung (52) und wenigstens zwei Sekundärwicklungen (56,58) sowie eine der Primärwicklung (52) impulsförmige Signale zuführende Steuerschaltung (50) aufweist.

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3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichnet, daß die Sekundärwicklungen (56, 58) des Steuertransformators (54) an die Steuerelektroden der beiden elektronischen Schalter (30,32) angeschlossen sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Sekundärwicklung (59) des Steuertransformators (54) mit gleichsinnig gepolten Wicklungsenden der beiden anderen Sekundärwicklungen (56,58) in Verbindung steht.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden der beiden elektronischen Schalter (30,32) an gleichsinnig gepolte Wicklungsenden der beiden Sekundärwicklungen (56,58) des Steuertransformators (54) angeschlossen sind.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronische Schalter zwei Transistoren (30,32) mit ihrer Basis jeweils an eine der beiden Sekundärwicklungen (56,58) angeschlossen sind.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzgleichrichterschaltung (6) einen Umschalter (28) für unterschiedliche Netzwechselspannungen aufweist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzgleichrichterschaltung (6) als Brückengleichrichter (14 bis 20) ausgebildet ist, zwei Kondensatoren (24,26) in Reihe an die beiden nicht mit den Wechselspannungseingangsklemmen (210, 212) verbundenen Itüdcendiagonalpunkte angeschlossen sind und der Umschalter (28) zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren und dem einen Brückenspeisepunkt liegt.

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9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (50) eine Vergleichsschaltung (74) zum Vergleich der Niedervolt-Ausgangsspannung mit einer Bezugsspannung sowie einen Zeitgeber (88) aufweist, der beim Auftreten einer vorgegebenen Spannungsdifferenz zunächst für eine erste Zeitspanne ein Signal eines ersten Pegels und dann für eine zweite, größere Zeitspanne ein Signal eines zweiten Pegels liefert.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (74) als Differenzverstärker ausgebildet ist.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzei chnet, daß die Steuerschaltung (50) einen an den negativen Anschluß der Primärwicklung (52) des Steuertransformators (54) angeschlossenen Steuertransistor (102) umfaßt, der durch den ersten Signalpegel des Zeitgebers (88) gesperrt wird.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Sperrzustand des Steuertransistor (102) in der Primärwicklung (52) des Steuertransformators (54) ein die elektronischen Schalter (30,32) durchschaltendes Signal erzeugt wird.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (50) eine an einen Schaltungspunkt (43) zwischen Sekundärwicklung (36) des Transformators (34,36,38) und Last (48) angeschlossene Schaltung (112 bis 118) zur Erzeugung eines Spannungspegels vor der Primärwicklung (52) des Steuertransformators (54) auf v/eist.

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