DE2903312A1 - Gleichstromversorgungsgeraet - Google Patents
GleichstromversorgungsgeraetInfo
- Publication number
- DE2903312A1 DE2903312A1 DE19792903312 DE2903312A DE2903312A1 DE 2903312 A1 DE2903312 A1 DE 2903312A1 DE 19792903312 DE19792903312 DE 19792903312 DE 2903312 A DE2903312 A DE 2903312A DE 2903312 A1 DE2903312 A1 DE 2903312A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- power supply
- transistor
- supply device
- resistor
- primary winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
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
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/338—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
- H02M3/3385—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 4300 KSSEN 1 · AM SUHRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 412687
' A % η -χ q 1
APPLE COMPUTER, INC. 10260 Bandley Drive, Cupertino, Kalifornien 95104, V.St.A,
GleichstromversorgungsgerMt
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichstromversorgungsgerät mit einem Transformator, der wenigstens eine Primärwicklung
und eine Sekundärwicklung aufweist, wobei eine Leitung der Primärwicklung mit einer Gleichstromquelle verbunden
ist.
Gleichstromversorgungsgeräte, bei denen Transformatoren zum Umsetzen einer ersten Gleichspannung in eine zweite
Gleichspannung verwendet werden, sind bekannt. In "einigen
Fällen sind diese Geräte als unsymmetrische bzw. Eintaktgeräte ausgebildet, d.h. der Magnetfluß wird nur in einer
Richtung im Transformator induziert. Zumeist sind diese Gleichstromversorgungsgeräte von dem "Rücklauf-Typ, d.h.
die Energieübertragung findet nach Beendigung der Leitung in der Primärwicklung statt. Die Regelung der Ausgangsspannung
erfolgt durch Steuerung der im Magnetfeld des Transformators gespeicherten Energiemenge. Dies geschieht
generell durch Steuerung des Spitzenstroms in der Primärwicklung über einen Leistungstransistor·
Bei dem Selbsterregungstyp eines Versorgungsgeräts findet häufig ein Hilfstreiber oder Oszillator zum Auslösen der
909831/0813
Schwingungen Verwendung. Wie sich aus der folgenden Beschreibung ergeben wirds besteht die erfindungsgemäß verwendete
Start/Neustart-Schaltung im wesentlichen aus passiven Schaltungskomponenten, welche besonders zuverlässig sind*
Diese Schaltung gewährleistet einen ausgezeichneten Fehlerschutz.
In Transformatoren verwendenden Rücklaufsystemen bestand ein
Problem darin} daß alle im Magnetfeld des Transformators gespeicherte
Energie verbraucht wurde» Wegen der Streuinduktivität und -kapazität und wegen der unvollständigen
magnetischen Kopplung zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen wird nicht die gesamte in dem Magnetfeld befindliche
Energie von der Primärwicklung zur Sekundärwicklung übertragen. Vielmehr wird ein Teil der im Feld
gespeicherten Energie im Leistungstransistor verbraucht} der den Strom in der Primärtreiberwicklung und in Dämpfungsdiodennetzwerken
usw. steuert® Dadurch werden diese Komponenten in einigen Fällen hohen Beanspruchungen unterworfen. Wenn eine
Fehlerbedingung, z«B. eine offene Sekundärwicklung oder ein
belastungsfreier Zustand auftritt, muß die gesamte9 im
Magnetfeld gespeicherte Energie über die Primärseite abgeleitet bzw· verbraucht werden», Wie sich aus der Beschreibung
der Erfindung ergibt, findet dort eine zusätzliche
Primärwicklung Verwendung,, welche im Ergebnis einen wesentlichen
Teil der nicht zur Sekundärwicklung übertragenen Energie im Magnetfeld zur Primärversorgung zurückführt·
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Gleichstromversoigingsgerät der eingangs genannten Art einen
besonders guten Fehlerschutz zu schaffen und die Beanspruchungen der Komponenten im Belastungsfreien Zustand
herabzusetzen.
£08831/0813
G 2803312
Bei dem erfindungsgemäßen Gleichstromversorgungsgerät, das als Eintaktgerät des Rücklauftyps ausgebildet ist, liegt
die Primärwicklung zwischen einer Gleichspannungsquelle und dem Kollektor eines Leistungstransistors. Zur Auslösung
der Schwingungen im Versorgungsgerät ist eine Startschaltung vorgesehen. Diese ist an den Emitter des
Leistungstransistors angeschaltet und erregt dadurch Schwingungen, daß sie einen relativ geringen Stromfluß
durch den Emitter des Leistungstransistors hervorruft. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Startschaltung
eine Reihenschaltung mit einem Kondensator und einem Widerstand auf, welche so angeordnet sind, daß sie
den negativen Anteil des Netzstroms aufnehmen. Tritt ein Fehler auf, der die Schwingungen im Stromversorgungsgerät
unterbricht, so sucht die Startschaltung die Schwingungen neu aufzubauen. Selbst wenn die Fehlerbedingung bleibt,
so beeinträchtigen die Startversuche das Stromversorgungsgerät nicht, da der von der Startschaltung gezogene Emitter
strom gering ist»
In der Zeichnung ist ein schematisches Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt.
Das beschriebene Gleichstromversorgungsgerät ist von der allgemeinen Art, bei der Energie aus einer ersten (Primär-)
Gleichstromversorgung in magnetische Energie umgesetzt und danach diese magnetische Energie in eine zweite (Ausgangs-)
Gleichspannung umgesetzt wird. Bei dem beschriebenen Ausführung sbeispiel wird ein doppelt gewickelter Transformator
verwendet und die Energie während der Rücklaufphase zu den
Sekundärwicklungen übertragen, d.h. wenn die Primärtreiberwicklung aufgehört hat zu leiten., Die Ausgangsgleichspannung
wird durch Steuerung des Spitzenstroms in der Primärtreiberwicklung gesteuert·
909831/0813
Gemäß der Zeichnung weist der Transformator 12 mehrere Primärwicklungen 14, 15, 16 und 17 und mehrere Sekundärwicklungen
19, 20, 21, 22 und 23 auf. Die Primärtreiberwicklung überträgt Energie aus der primären Gleichstromquelle
in die magnetische Energie des Transformators. Die Nebenwicklung 15 hat die gleiche Anzahl von Windungen
wie die Wicklung 14, und zwar aus Gründen, die nachfolgend noch genauer beschrieben werden. Die Wicklung 16 liefert
ein Steuerpotential zur Steuerung des durch die Treiberwicklung 14 fließenden Stroms. Eine Rückkopplungswicklung
17 liefert ein positives Rückkopplungssignal für den Leistungstransistor 10. Die Sekundärwicklungen 19 bis 23
weisen eine Gleichrichterschaltung auf, die dafür sorgt,
daß der Strom in den Sekundärwicklungen nur während der Rücklaufperioden fließt, um Gleichstrom-Ausgangssignale
zu entwickeln» Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Luftspalt-Transformator mit einer Luftspaltweite
von angenähert 0,071 mm verwendet. Bei diesem Luftspalt wird praktisch die gesamte, dem Magnetfeld zugeordnete
Energie im Luftspalt und nicht im ferromagnetischen Kern des Transformators gespeichert.
Die primäre Gleichstromversorgung wird aus einem Wechselstromnetz
abgeleitet. Dieses Netz liegt über ein Leitungsfilter an einer Diodenbrücke 27. Der Ausgang dieser Dioden—
brücke gibt ein positives Gleichstrompotential auf die Leitung 23. Dieses Gleichstrompotential wird an eine
Leitung der Primärtreiberwicklung 14 angelegt. Die andere Leitung dieser Wicklung ist mit dem Kollektoranschluß des
Transistors 10 verbunden. Wie noch genauer beschrieben werden wird, wird der Transistor 10 zur Steuerung das die
Treiberwicklung 14 durchfließenden Stroms verwendet«, Die
Leitung 28 ist außerdem über einen Widerstand 34 und einen Kondensator 38 mit dem Kollektor des Transistors 10 gekoppelt»
9088 3 1/0813
Die Nebenwicklung 15, die bei einem Ausführungsbeispiel mit der Primärwicklung 14 bifilar geführt sein kann, ist
mit einem Anschluß über eine Diode 65 an die Leitung 28 angeschaltet. Dieser Anschluß ist auch über einen Kondensator
61 und einen Widerstand 60 mit dem Kollektoranschluß des Transistors 10 verbunden. Der andere Anschluß der Wicklung
15 ist mit Erde 30 verbunden.
Eine Startschaltung dient zum Auslösen der Schwingungen
für die Stromversorgung. (Der Begriff "Schwingungen" bezieht sich auf wiederholtes Aufbauen und Abfallen der
magnetischen Energie im Transformator 12 und zugehöriger Ströme). Diese Startschaltung enthält einen Widerstand 35
von relativ hohem Widerstandswert, der in Reihe mit einem
Kondensator 36 zwischen dem Emitteranschluß des Transistors 10 und Erde 30 liegt. Der Kondensator 36 wird vom negativen
Teil der Wechselstromversorgung über eine Ladeschaltung geladen. Die Kopplung zur Wechselstromversorgung erfolgt über
einen Kondensator 57 und einen Widerstand 58. Ein Anschluß des Widerstands 58 ist über die Diode 62 mit der Erdleitung
30 verbunden. Der Widerstand 58 ist außerdem über einen Widerstand 59 mit dem Emitteranschluß des Transistors 10
gekoppelt. Der Emitteranschluß des Transistors 10 ist über einen relativ kleinen Kondensator 37, der, wie noch beschrieben
werden wird, einen Hochfrequenzbeipaß bildet, mit dem Erdanschluß 30 gekoppelt. Während der normalen
(starken) Schwingungen verläuft der Hauptemitterstrompfad
über die Diode 31, den Strom-Begrenzungswiderstand 32 und den Widerstand 33, die insgesamt in Reihe zwischen dem
Emitteranschluß des Transistors 10 und Erde 30 liegen.
Die Regelung der Ausgangsgleichspannung wird durch Störung der Abschaltung des Transistors 10 über eine aktive Unterbrecherschaltung gewonnen, welche Transistoren 39, 40 und
9098 3 1/0813
41 enthält. Eine positive Rückkopplung von der Wicklung wird über die Leitung 42 und die Parallelkombination aus
einem Widerstand und einer Diode zum Basisanschluß des Transistors 10 gekoppelt. Der Basisanschluß des Transistors
10 ist über eine Diode, mit dem Emitteranschluß des Transistors 39 verbunden. Dieser Basisanschluß des Transistors 10 ist
ebenfalls über eine andere Diode und einen Widerstand mit dem Kollektoranschluß des Transistors 40 verbunden™ Der Emitteranschluß
des Transistors 40 und der Kollektoranschluß des Transistors 39 sind an die Erdleitung 30 gelegt.
Der Basisanschluß des Transistors 40 ist mit der Leitung 43 verbunden. Diese Leitung ist über einen Widerstand mit
dem Kollektoranschluß eines lichtempfindlichen Transistors 41 verbunden® Der Emitteranschluß des Transistors 41 ist
mit der Leitung 51 verbunden, ebenso der Basisanschluß dieses Transistors, und zwar über einen Kondensator. Der
Erdanschluß 30 ist über einen Kondensator 55 mit der Leitung 51 gekoppelt. Die Leitung 51 liegt über eine Diode
und einen Widerstand 53 an einem Anschluß der Primärwicklung 16. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 56 und dem
Widerstand 53 ist über eine Diode 52 mit einem Anschluß eines Kondensators 50 gekoppelt» Der andere Anschluß dieses
Kondensators und der andere Anschluß der Wicklung 16 liegen an Erde 30# Der Kondensator 50 ist über eine Zenerdiode
mit Widerständen 46 und 47 verbunden«, Der Widerstand 47 ist mit Erde 30 verbunden, während der Widerstand 46 an die
Leitung 43 angeschaltet ist. Letztere ist ferner über einen Widerstand 45 an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen
32 und 33 angeschaltet,und an diesen Verbindungspunkt ist außerdem ein Anschluß der Rückkopplungswicklung
17 angeschlossen» Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel liefert die Stromversorgung + 12 Volt auf der Leitung
68 und + 5 Volt auf der Leitung 69» Die Wicklungen 22 und
9038 3 1 /0813
-Λ -
23 sind mit der Gleichrichtereinrichtung verbunden, um die Ausgangspotentiale von - 5 V und - 12V zu erzeugen. Diese
Gleichrichtereinrichtung ist bekannter Ausführung und daher in der Zeichnung nicht genauer dargestellt. Die Wicklungen
19, 20 und 21 sind über Dioden gekoppelt, um auf den Leitungen 68 und 69 mit Bezug auf die Erdleitung 70 positive
Potentiale zu entwickeln. Kondensatoren und Induktivitäten dienen in bekannter Weise zur Filterung dieser DC Potentiale
(vgl. Zeichnung). ,
Ein Transistor 80, der als Komparator dient, ist mit seinem Kollektoranschluß über einen Widerstand 84 und die Serienschaltung
aus einem Widerstand 83 und einer lichtemittierenden Diode 82 an die Leitung 68 angeschaltet. Eine lichtemittierende
Diode 82 ist optisch mit dem lichtempfindlichen Transistor 41 gekoppelt, wie dies durch die unterbrochene
Linie 86 schematisch dargestellt ist. Der Emitter— anschluß des Transistors 80 ist über einen Widerstand mit
der Leitung 69 verbunden. Der Basisanschluß dieses Transistors ist mit einem Potentiometer 78 gekoppelt. Dieses Potentiometer
ist über die Dioden 75 und 76 geschaltet. Die Dioden 75 und 76 sind über den Widerstand 74 mit der Leitung 68
und über die Zenerdiode 77 mit Erde verbunden. Die Zenerdiode 77 liefert ein Bezugspotential für die Basis des
Transistors 80. Diese Zenerdiode ist durch die Dioden 75 und 76 temperaturkompensiert. Ein Überspannungsschutz wird
über einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (SCR) 88 geschaffen. Dieser SCR liegt zwischen den Leitungen 68 und 70·
Ein Auslösepotential für die Steuerelektrode dieses Bauelements
wird von der Zenerdiode 90 abgeleitet, welche in Reihe mit dem Widerstand 91 zwischen Leitung 68 und Erde
liegt. Wie zu erkennen ist, wird die Zenerdiode 90 leitend und triggert den SCR 88, wenn das Potential auf der Leitung
68 einen vorgegebenen Wert (überspannung) übersteigt» Wenn
SCR 88 getriggert ist, ist die Leitung 68 direkt mit der
909831 /0813
-M-
Leitung 70 verbunden, wodurch die Überspannungsbedingung beseitigt wird.
Wi-e oben gesagt, ist die Stromversorgung selbsterregend
und erfordert daher Mittel zum Auslösen der Schwingungen® Ein Teil des Wechselstromsignals wird über den Kondensator
57 an den Emitteranschluß des Transistors 10 angelegt«, Wegen der Diode 62 und den Widerständen 58 und 59 wird
nur ein Teil des negativen Potentials zum Emitteranschluß gekoppelt. Die Diode 31 verhindert, daß dieses negative
Potential nach Erde 30 abgeleitet wird.» Wenn sich negative Ladung am Kondensator 36 sammelt, wird das Emitterpotential
eventuell auf etwa 0,6 Volt gesenkt, und zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom von angenähert 15 mA über den Emitter
des Transistors 10. Bei fehlerfreier Arbeitsweise hat der Transistor 10 eine beträchtliche Leistungsverstärkung.
(Das Gleichstrompotential ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel auf der Leitung 28 angenähert 140 bis
Volt). Die positivere Kopplung zum Emitter des Transistors 10 von der Wicklung 17 bewirkt zusammen mit der Ableitung
von HochfrequenzSignalen über den Kondensator 37 den Beginn
einer raschen Schwingungserzeugung» Während dieser Schwingungen fließt Strom über die Wicklung 14, durch den Transistor
10, die Diode 31 und die Widerstände 32 und 33 nach Erde 30. Nach der Auslösung werden diese Schwingungen durch
bekannte Phänomene aufrechterhalten. Diese Schwingungen beruhen bekanntlich auf Streukapazitäten und -induktivitäten
sowie der Wirkung des unterkritisch gedämpften Systems zur Neuauslösung der Leitung im Transistor 10 nach dem Rücklaufteil
des Schwingungszyklus. Während dieser Schwingungen
spielen die Kapazitäten 36 und 37 für die Funktion der Schaltung im wesentlichen keine RoIIe5, und tatsächlich
wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Emitteranschluß des Transistors 10 auf ein Potential von etwa
2,4 Volt angehoben·
909831/0813
Sobald starke Schwingungen entwickelt sind und Leistung zu den Sekundärwicklungen übertragen wird, wird der Abschaltpunkt
des Transistors 10 von den Transistoren 39 und 40 gesteuert. Diese Transistoren shunten den Basisstrom
vom Transistor 10 und wirken als aktive Sperrschaltung.
Die Transistoren 39 und 40 sind so angeordnet, daß sie sowohl das Wechselstrom-Leitungspotential als auch das
Gleichstrom-Ausgängspotential abtasten. Eine örtliche Schleifenregelung wird durch die Wicklung 16 und die
Spannung am Kondensator 50 geschaffen. Bedingungen, wie starke Belastungen, beeinflussen die Spannung am Kondensator
50. Die Spannung an diesem Kondensator steuert, da der Kondensator mit der Basis des Transistors 40 gekoppelt
ist, teilweise den Abschaltpunkt des Transistors 10. ■ „
An der Ausgangsseite des Stromversorgungsgeräts vergleicht ein Transistor 80 das von der Zenerdiode 77 gelieferte
Bezugspotential mit dem Emitterpotential des Transistors, Das Emitterpotential ist eine Funktion des
Ausgangspotentials auf der Leitung 69. Aufgrund dieses Vergleichs wird die Stärke des die lichtemittierende
Diode 82 durchströmenden Stroms bestimmt. Die Stärke des diese Diode durchströmenden Stroms steuert die
Charakteristiken des Transistors 41. Dieser Transistor steuert den Abschaltpunkt des Transistors 10, da der
Transistor 41 über die Transistoren 39 und 40 mit der Basis des Transistors 10 gekoppelt ist.
Wenn das Potential auf der Leitung 69 beispielsweise absinkt, bewirkt dies, daß ein größerer Strom durch die
lichtemittierende Diode 82 fließt. Die dadurch von dieser Diode ausgehende zusätzliche Lichtmenge macht den Transistor
41 stärker leitend. Diese erhöhte Leitfähigkeit des Transistors 41 senkt das an die Basis des Transistors 40 ange-
909831 /0813
legte Potential» Dadurch wird der Transistor 40 weniger
leitend, und dementsprechend wird ein kleinerer Basisstrom für den Transistor 10 über diesen Transistor abgeleitet»
Daher erreicht den Transistor 10 eine stärkere positivere Kopplung über die Leitung 42, wodurch der durch die Treiberwicklung
14 fließende maximale Strom erhöht wird.. Dieser zusätzliche Strom führt su einer stärkeren Energieübertragung
zu den Sekundärwicklungen, wodurch das Potential auf der Leitung 69 erhöht wird. Die anderen Gleichstrom-Ausgangspotentiale
folgen dieser Regelschleife»
Es-sei zur Erläuterung angenommen, daß eine Fehlerbedingungy
z.B. ein Kurzschluß am Ausgang des Stromversorgungsgeräts oder ein durch den leitenden Zustand des SCR 88 bewirkter
Kurzschluß auftritt. Diese Fehlerbedingung reduziert die Leistungsverstärkung durch den Transistor 10 beträchtlich
und führt zu einer Unterbrechung der starken Schwingungen«, Der Strom durch den Strombegrensungsifiderstand 32 wird ebenfalls
unterbrochen. Dadurch kann der Kondensator 30 wieder langsam negativ aufgeladen werden. Die diesem Ladevorgang
zugeordnete Zeitkonstante wird relativ lang gemacht,
um Zeit zur Fehlerkorrektur verfügbar zu machen. Wenn das
Postential am Emitter des Transistors 10 negativ wird9 wird
der relativ kleine Emitterstrom wieder gezogen und die
Schaltung macht einen Schwingungsversuche Ist der Fehler beseitigt, so treten starke Schwingungen auf und Leistung
wird wieder zu den Sekundärwicklungen übertragene Wenn der Fehler dagegen fortbesteht9 so macht die Schaltung trotz—
dem einen Startversuch. Diese fortgesetzten Startversuche beeinträchtigen die Schaltung nicht9 da der Emitterstrom
relativ gering ist (12 mA bei dem beschriebenen Ausführungs-
beispiel) o Daher bietet die Startschaltung einen zuverlässigen
Schutz gegen Fehler oder Störbedingungens -da erfolglose
j, fortgesetzte Startversuch© das Stromversorgungs—
1/0813
dem
Wie oben erwähnt,besteht ein/System des Rücklauf- bzw. Ablenktyps anhaftendes Problem darin, daß nicht die gesamte, im Magnetfeld gespeicherte Energie zu den Sekundärwicklungen gekoppelt wird, und daher muß ein Teil dieser Energie über die Primärseite des Stromversorgungsgeräts, insbesondere im Leistungstransistor und in anderen Schaltungskomponenten auf der Primärseite verbraucht werden. Dieses Problem wird während eines lastfreien Zustandes noch bedeutend erschwert, wenn die gesamte im Transformator ge-"
Wie oben erwähnt,besteht ein/System des Rücklauf- bzw. Ablenktyps anhaftendes Problem darin, daß nicht die gesamte, im Magnetfeld gespeicherte Energie zu den Sekundärwicklungen gekoppelt wird, und daher muß ein Teil dieser Energie über die Primärseite des Stromversorgungsgeräts, insbesondere im Leistungstransistor und in anderen Schaltungskomponenten auf der Primärseite verbraucht werden. Dieses Problem wird während eines lastfreien Zustandes noch bedeutend erschwert, wenn die gesamte im Transformator ge-"
speicherte Energie auf der Primärseite verbraucht werden muß. Wegen der Wicklung 15 und deren Verbindung mit der
primäen Gleichstromversorgung wird ein wesentlicher Teil
dieser nicht-übertragenen Energie in die primäre Gleichstromversorgung bzw. das Gleichstrom-Netzgerät zurückgeführt.
Zur Erläuterung sei angenommen, daß die Sekundärwicklungen offen sind. Wenn der Transistor 10 gesperrt
wird, so wird eine beträchtliche Energiemenge im Magnetfeld des Transformators gespeichertβ Im Moment der Unterbrechung
des Leitungszustandes steigt das Potential am Kollektoranschluß des Transistors 10 rasch an. Gleichzeitig
steigt das Potential am nicht—geerdeten Anschluß der Wicklung 15 in positiver Richtung. Dieses Potential
ist gleich dem Potential am Kollektoranschluß des Transistors, abzüglich der Gleichstromkomponente auf der
Leitung 28. Wenn das Potential am Kollektor des Transistors 10 den zweifachen Wert des Potentials an der Gleichstromversorgung
erreicht, entspricht das Potential am ungeerdeten Anschluß der Leitung 15 angenähert dem Potential
auf der Leitung 28 und macht die Diode 65 leitend. Der Strom durch diese Diode ist angenähert gleich dem vom
Transistor 10 in der Einschaltphase dieses Transistors gezogenen Spitzenstrom. Dieser Strom führt im wesentlichen
die gesamte Energie aus dem Magnetfeld zurück in die primäre Gleichstromversorgung. Ohne die Nebenwicklung 15 würde diese
Energie in der Stromversorgung verbraucht und könnte den
009831/0813
Transistor 10 zerstören» In der Praxis wird jedoch^
wegen Kupfer- und Eisenverlusten, Verlusten im Transistor und wegen fehlender perfekter Kopplung zwischen den
Wicklungen 14 und 15 nicht die gesamte Energie zur Gleichstromversorgung zurückgeführte Ferner ist die Nebenwicklung
16 in der Praxis wirtschaftlicher herzustellen, wenn sie mit einer getrennten Wicklung anstatt in einer Bifilarwicklung
gewickelt ist. Dadurch erhöht sich die Streüinduktivität® Um dies zu kompensieren, sind die beiden
Wicklungen über den Kondensator 61 und den Widerstand 60 verkoppelt» Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird schätzungsweise etwa 1/10 der Energie, die anderenfalls zur primären Gleichstromversorgung zurückgeführt
würde, über die Widerstände 34 und 60 verbraucht.
Vorstehend wurde ein Gleichstromversorgungsgerät des Eintakt-Rücklauftyps
beschriebene Die Startschaltung für die Stromversorgung gewährleistet Schutz gegen Fehler und
Störungen«, Eine zusätzliche Primärwicklung, welche mit
der Treiberwicklung gekoppelt ist, ermöglicht die Rückführung
von nicht-übertragener Energie zur primären Gleichstromversorgung» Durch dieses Merkmal wird die Belastung
der Komponenten unter lastfreien Bedingungen ©«,dgl©
reduziert«
809831/Ό813
-ήί-
Leerseite
Claims (11)
1. Gleichstromversorgungsgerät mit einem wenigstens eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweisenden
Transformatorj wobei ein Anschluß der Primärwicklung mit
einer Gleichstromquelle verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet , daß der Kollektoranschluß eines den Stromfluß in der wenigstens einen Primärwicklung
(14) steuernden Transistors (10) mit dem anderen Anschluß der Primärwicklung (14) verbunden ist,'daß eine Schwingungen
zur Energieübertragung von der Primärwicklung (14) zur Sekundärwicklung (19 ... 21) des Transformators (12) auslösende
Startschaltung (35, 36, 57, 58, 59, 62, 31) mit
dem Emitter des Transistors (10) gekoppelt ist und den Emitterstrom derart steuert,, daß die Schwingungen ohne
Beschädigung des Transistors angeregt werden, und daß eine Gleichrichterschaltung zur Entwicklung einer Gleichspannung
am Ausgang des Gleichstromversorgungsgeräts mit der Sekundärwicklung (19 .»«21) gekoppelt ist«
2. Gleichstromversorgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Startschaltung einen ersten Widerstand (35) j, einen ersten Kondensator (36) und eine Ladeschaltung
(31, 57 ... 59, 62) zum Laden des ersten Kondensators· (36) über den ersten Widerstand (35) aufweist.
3· Stromversorgungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Widerstand (32) zur Begrenzung des Emitterstroms des Transistors (10) vorgesehen ist.
z/ko. 809831/0813
2^03312
4. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (31), welche das Aufladen des
ersten Kondensators (36) ohne Ableitung von Strom über den zweiten Widerstand (32) ermöglicht, mit dem zweiten
Widerstand (32) in Reihe geschaltet ist.
5. Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gleichrichter— schaltung (27), welche die Gleichstromquelle für die Primärwicklung
(14) bildet, an eine Wechselstromquelle angeschaltet ist.
6. Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeschaltung (57 ..'. 59, 62) so ausgebildet ist, daß sie einen Teil des von der Wechselstromquelle
gelieferten Stroms zur Aufladung des ersten Kondensators (36) an den ersten Widerstand (35) anlegt.
7. Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Emitteranschluß des Transistors (10) ein zweiter Kondensator (37) angeschaltet
ist, der einen Hochfrequenzbeipaß zur Unterstützung der Anregung der Schwingungen bildet.
8. Gleichstromversorgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Startschaltung nach der Anregung der Schwingungen vom Emitteranschluß wirksam entkoppelt ist«.
9. Gleichstromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Primärwicklung
(15) derart mit der ersten Primärwicklung (14) gekoppelt ist, daß im Feld des Transformators 012) gespeicherte Energie von
der zweiten Primärwicklung (15) zur Gleichstromquelle (27) hin abfließen kann.
909831 /0813
10. Gleichstromversorgungsgerät nach Anspruch 9«, dadurch
gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Primärwicklungen (14 und 15) angenähert gleiche Windungszahlen haben»
11. Gleichstromversorgungsgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Primärwicklungen (14 und 15) über eine Diode (65) gekoppelt sind.
309831/0813
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/874,124 US4130862A (en) | 1978-02-01 | 1978-02-01 | DC Power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2903312A1 true DE2903312A1 (de) | 1979-08-02 |
Family
ID=25363030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792903312 Withdrawn DE2903312A1 (de) | 1978-02-01 | 1979-01-29 | Gleichstromversorgungsgeraet |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4130862A (de) |
JP (2) | JPS54111618A (de) |
DE (1) | DE2903312A1 (de) |
GB (1) | GB2013995B (de) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS607907B2 (ja) * | 1977-07-25 | 1985-02-27 | ソニー株式会社 | スイツチングレギユレータ |
US4195335A (en) * | 1978-07-20 | 1980-03-25 | The Boeing Company | Switching power supply having a wide range input capability |
JPS5838071B2 (ja) * | 1978-08-25 | 1983-08-20 | 東光株式会社 | スイツチングレギユレ−タ |
US4225913A (en) * | 1978-09-19 | 1980-09-30 | Texas Instruments Incorporated | Self-referencing power converter |
JPS5932992B2 (ja) * | 1980-04-11 | 1984-08-13 | 三洋電機株式会社 | スイッチング制御型電源回路 |
US4323961A (en) * | 1980-09-12 | 1982-04-06 | Astec Components, Ltd. | Free-running flyback DC power supply |
FR2499783A1 (fr) * | 1981-02-10 | 1982-08-13 | Thomson Csf | Alimentation a decoupage regulee |
DE3150398C2 (de) * | 1981-12-16 | 1985-08-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Eigensichere Stromversorgungseinrichtung mit einem im Primärkreis eines Transformators angeordneten steuerbaren Halbleiter |
US4481564A (en) * | 1982-09-09 | 1984-11-06 | Zenith Electronics Corporation | Switched-mode power supply |
US4499531A (en) * | 1982-11-03 | 1985-02-12 | 501 Gateway Technology, Inc. | Power converter |
JPS61102167A (ja) * | 1984-10-23 | 1986-05-20 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Dc/dcコンバ−タ |
DE3507172A1 (de) * | 1985-03-01 | 1986-09-04 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh, 7730 Villingen-Schwenningen | Spannungswandler |
US4716510A (en) * | 1986-05-05 | 1987-12-29 | Motorola, Inc. | Automatic restart circuit for a switching power supply |
US4891740A (en) * | 1987-06-02 | 1990-01-02 | Compaq Computer Corporation | DC power supply with digitally controlled power switch |
US5032970A (en) * | 1989-03-02 | 1991-07-16 | Mark Telefus | Switching mode power supply start-up circuit |
US4928218A (en) * | 1989-03-06 | 1990-05-22 | Ncr Corporation | Switch mode power supply start-up circuit |
US5506764A (en) * | 1994-01-31 | 1996-04-09 | Astec International, Ltd. | Electrical power converter with step-gapped transformer |
KR100229507B1 (ko) * | 1997-02-21 | 1999-11-15 | 윤종용 | 이상전압 보호기능을 갖는 스위칭 모드 전원공급기 |
EP1130751B1 (de) * | 2000-03-02 | 2016-06-22 | THOMSON multimedia S.A. | Schaltnetzteil mit einer Schutzschaltung gegen Überspannung |
JP3391774B2 (ja) | 2000-10-20 | 2003-03-31 | Smk株式会社 | 間欠動作型スイッチング電源回路 |
CN101577481B (zh) * | 2009-03-27 | 2012-06-27 | Bcd半导体制造有限公司 | 一种开关电源的零电流启动电路及方法 |
WO2012064871A2 (en) | 2010-11-09 | 2012-05-18 | California Institute Of Technology | Ferromagnetic cores of amorphouse ferromagnetic metal alloys and electonic devices having the same |
GB2509982B (en) | 2013-01-22 | 2015-05-27 | Tdk Lambda Uk Ltd | Converter |
US9178434B2 (en) * | 2013-04-30 | 2015-11-03 | Texas Instruments Incorporated | Integrated primary startup bias and MOSFET driver |
GB2523386B (en) | 2014-02-24 | 2016-07-06 | Tdk-Lambda Uk Ltd | Snubber |
CN106329928B (zh) * | 2015-06-26 | 2018-11-02 | 光宝科技股份有限公司 | 谐振转换器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2462211B2 (de) * | 1974-04-10 | 1977-12-29 | Ausscheidung aus: 24 17 628 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zum anlaufen eines schaltnetzteils mit strombegrenzung und spannungsstabilisierung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB778543A (en) * | 1956-01-27 | 1957-07-10 | Mullard Radio Valve Co Ltd | Improvements in or relating to direct current converters |
US3504263A (en) * | 1967-12-04 | 1970-03-31 | Technipower Inc | Self-oscillating switching type power supply |
US3523235A (en) * | 1968-03-01 | 1970-08-04 | Technipower Inc | Self-oscillating switching type power supply |
US4063307A (en) * | 1976-06-28 | 1977-12-13 | Teletype Corporation | Direct current power converter with start-up and protection circuits |
-
1978
- 1978-02-01 US US05/874,124 patent/US4130862A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-11-14 GB GB7844427A patent/GB2013995B/en not_active Expired
- 1978-12-29 JP JP16461078A patent/JPS54111618A/ja active Pending
-
1979
- 1979-01-29 DE DE19792903312 patent/DE2903312A1/de not_active Withdrawn
-
1984
- 1984-04-16 JP JP1984054850U patent/JPS59189486U/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2462211B2 (de) * | 1974-04-10 | 1977-12-29 | Ausscheidung aus: 24 17 628 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zum anlaufen eines schaltnetzteils mit strombegrenzung und spannungsstabilisierung |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z.: elektronik-industrie 10-1974, S.209/210 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2013995A (en) | 1979-08-15 |
US4130862A (en) | 1978-12-19 |
JPS59189486U (ja) | 1984-12-15 |
GB2013995B (en) | 1982-08-04 |
JPS54111618A (en) | 1979-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2903312A1 (de) | Gleichstromversorgungsgeraet | |
DE68916995T2 (de) | Schaltleistungsversorgung. | |
DE69117008T2 (de) | Wechselrichteranordnung | |
DE2728608A1 (de) | Gleichspannungswandler | |
DE19855615A1 (de) | Schaltnetzteil | |
DE19546287B4 (de) | Leistungsschaltkreis | |
DE2935811A1 (de) | Geschalteter spannungswandler | |
DE2656603C2 (de) | Geregelte Stromversorgung | |
DE69733679T2 (de) | Schaltnetzteil | |
EP0124734B1 (de) | Sperrwandler-Schaltnetzteil | |
DE2220176A1 (de) | Transistorschaltregler | |
DE2532045A1 (de) | Gleichstrom-versorgungsschaltung | |
DE2639944B2 (de) | Gleichspannungswandler | |
DE2650002A1 (de) | Wechselrichter | |
DE3330039A1 (de) | Sperrwandler-schaltnetzteil | |
DE4421249C2 (de) | Schaltstromversorgungsgerät mit Snubber-Schaltung | |
DE2246505A1 (de) | Netzgespeistes gleichstromversorgungsgeraet mit vernachlaessigbarer restwelligkeit | |
DE3429488A1 (de) | Elektronische schaltvorrichtung | |
DE4316945A1 (de) | Spannungsversorgung vom Inverter-Typ | |
DE2706611A1 (de) | Ueberspannungsschutz fuer fernsehempfaenger | |
DE3431705A1 (de) | Schaltungsanordnung zum betrieb einer gasentladungslampe | |
DE19830758B4 (de) | Schaltnetzteil | |
AT505534B1 (de) | Resonante einschaltentlastung | |
EP0279335B1 (de) | Schaltnetzteil | |
DE2649858A1 (de) | Vorrichtung fuer die energieversorgung einer arbeitsmaschine, wie eine funkenerosionsmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |