DE2903312A1 - Gleichstromversorgungsgeraet - Google Patents

Gleichstromversorgungsgeraet

Info

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Withdrawn
Application number
DE19792903312
Other languages
English (en)
Inventor
Frederick Rodney Holt
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.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Computer Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apple Computer Inc filed Critical Apple Computer Inc
Publication of DE2903312A1 publication Critical patent/DE2903312A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion 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
    • H02M3/325Conversion 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
    • H02M3/335Conversion 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
    • H02M3/338Conversion 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
    • H02M3/3385Conversion 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency 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
    • H02H7/10Emergency 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
    • H02H7/12Emergency 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 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-"
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)

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 43OO ESSEN' 1 · Aivi RUnRSTElN 1 · TEL.: (02O1) 4126 Seite - >£* - A 5>9 u ο ο ι ι *]i Patentansprüche
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
DE19792903312 1978-02-01 1979-01-29 Gleichstromversorgungsgeraet Withdrawn DE2903312A1 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US9349520B2 (en) 2010-11-09 2016-05-24 California Institute Of Technology Ferromagnetic cores of amorphous ferromagnetic metal alloys and electronic 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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: elektronik-industrie 10-1974, S.209/210 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59189486U (ja) 1984-12-15
GB2013995B (en) 1982-08-04
JPS54111618A (en) 1979-09-01
GB2013995A (en) 1979-08-15
US4130862A (en) 1978-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2903312A1 (de) Gleichstromversorgungsgeraet
DE2728608A1 (de) Gleichspannungswandler
DE2943720A1 (de) Wechselrichter
DE19855615A1 (de) Schaltnetzteil
DE19546287B4 (de) Leistungsschaltkreis
DE2935811A1 (de) Geschalteter spannungswandler
DE2656603C2 (de) Geregelte Stromversorgung
DE69733679T2 (de) Schaltnetzteil
EP0124734B1 (de) Sperrwandler-Schaltnetzteil
EP0046515A2 (de) Sperrschwinger-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