DE3043110A1

DE3043110A1 - Power pack circuit arrangement - uses control transistor connected between two rectifier bridges

Info

Publication number: DE3043110A1
Application number: DE19803043110
Authority: DE
Inventors: Luc Gent Helsmoortel; Freddy de Bredene Vod
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1982-06-24
Also published as: DE3043110C2

Abstract

Circuit arrangement for a power pack with two regulated, independent, negative d.c. output voltages for each of which are provided two secondary windings of a mains transformer together with a series-connected double rectifier bridge and corresp. double control unit, arranged so that the components are designed for only small voltages w.r.t. the d.c. output voltages. The max. voltages occurring throughout the entire circuit between chosen points must be as small as possible. Thus, a drive transistor (T) is provided and has its base connected to the control output (a) of the second control unit (R2), its emitter to one point (B) driving the first regulated d.c. output voltage (U1) and collector to the positive output (D) of the second rectifier bridge (G2).

Description

Schaltungsanordnung für ein Netzgerät mit zwei geregel-Circuit arrangement for a power supply unit with two regulated

ten unabhängigen negativen Ausgangsgleichspannungen.th independent negative DC output voltages.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Netzgerät mit zwei geregelten unabhängigen negativen Ausgangsgleichspannungen, wobei für die erste und die zweite Ausgangsgleichspannung je eine erste und eine zweite Sekundärwicklung eines Netzübertragers mit je einer diesen nachgeschalteten ersten und zweiten Gleichrichterbrücke und eine erste und eine zweite Regeleinrichtung vorgesehen sind.The invention relates to a circuit arrangement for a power supply unit with two regulated independent negative output DC voltages, whereby for the the first and the second DC output voltage each have a first and a second secondary winding a network transformer with a first and a second rectifier bridge connected downstream and a first and a second control device are provided.

Bei solchen Netzgeräten mit getrennten, eigenen Sekundärwicklungen und Gleichrichterbrücken je Ausgangsgleichspannung werden üblicherweise Längsregelungen verwendet, d.h. in die die Ausgangsgleichspannungen führenden Leitungen werden über die Regeleinrichtungen gesteuerte Leistungstransistoren mitter-kollektorseitig geschaltet.With such power supply units with separate, separate secondary windings and rectifier bridges for each output DC voltage are usually series controls is used, i.e. the lines carrying the output DC voltages are via the control devices controlled power transistors switched on the center-collector side.

Damit müßen diese Transistoren einmal die gesamte von den Verbrauchergeräten abgegriffene Leistung übertragen und außerdem für die gesamte, abgegriffene und an ihrer Einbaustelle auftretende Spannung ausgelegt sein.This means that these transistors must once all of the consumer devices transmitted power and also for the entire, tapped and voltage occurring at their installation point.

Geht man davon aus, daß die einzelnen Ausgangsgleichspannungen unabhängig voneinander erzeugt werden und daß für den abzuriegelnden Netz-brumm, die Netzspannungsschwankungen und den Eigenverbrauch der Leistungstransistoren eine relativ hohe Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücken notwendig ist, dann können im Netzgerät zwischen verschiedenen Schaltungspunkten unnötig hohe Spannungen entstehen, für die die Isolation und die Bauelemente der Schaltungsanordnung ausgelegt sein müssen.It is assumed that the individual DC output voltages are independent are generated from each other and that for the mains hum to be sealed off, the mains voltage fluctuations and the internal consumption of the power transistors has a relatively high output voltage the rectifier bridges is necessary, then in the power supply unit between different Switching points unnecessarily high voltages arise for which the insulation and the Components of the circuit arrangement must be designed.

Die Aufgabe der Erfindung soll daher darin bestehen, eine Schaltungsanordnung für ein Netzgerät mit zwei unterschiedlichen, voneinander unabhängigen negativen Ausgangsgleichspannungen zu finden, bei welcher bezogen auf die Ausgangsgleichspannungen die Bauelemente nur für relativ geringe Spannungen ausgelegt sein müssen und wobei die in der Gesamtschaltung auftretenden maximalen Spannungen zwischen beliebigen Punkten möglich gering sein sollen.The object of the invention is therefore to consist in providing a circuit arrangement for a power supply unit with two different, independent negative ones Find DC output voltages at which based on the DC output voltages the components only have to be designed for relatively low voltages and where the maximum voltages occurring in the overall circuit between any Points should be as low as possible.

Dies wird nach dem Gegenstand der Erfindung dadurch erreicht,daB ein Steuertransistor vorgesehen ist, der basisseitig mit einem Steuerausgang der zweiten Regel ein richtung, emitterseitig mit einem die erste geregelte Ausgangsgleichspannung fuhrenden Punkt und kollektorseitig mit dem positiven Ausgang der zweiten Gleichrlchterbrücke verbunden ist.This is achieved according to the subject matter of the invention in that a Control transistor is provided, the base side with a control output of the second Normally one direction, emitter side with the first regulated output DC voltage leading point and on the collector side with the positive output of the second Gleichrlchterbrücke connected is.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß sowohl die Bauelemente für geringere Spannungen ausgelegt werden können, daß die durch die Gleichriohterbrücken gelieferten zu regelnden Spannungen geringer sein können und daß durch die Verknüpfung der einzelnen Spannungen der absolute Wert einer möglichen vorliegenden Spannung zwischen beliebigen Punkten im Netzgerät geringer wird.This has the advantage that both the components for lower Voltages can be designed that those supplied by the rectifier bridges Tensions to be regulated can be lower and that through the connection of the individual Voltages the absolute value of a possible voltage present between any Points in the power supply unit becomes lower.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung soll anhand einer Figur erläutert werden.The operation of the circuit arrangement according to the invention should are explained with reference to a figure.

Die Figur besteht aus einem Übertrager Ü mit den Sekundärwicklungen L1/L2, den Gleichrichterbrücken G1/G2, den Glättungskondensatoren C1/C2, einem Steuertransistor T und den beiden Regeleinrichtungen R1/R2.The figure consists of a transformer Ü with the secondary windings L1 / L2, the rectifier bridges G1 / G2, the smoothing capacitors C1 / C2, a control transistor T and the two control devices R1 / R2.

Es sei angenommen, daß zwischen den Punkten 0 und 1 eine geregellte Ausgangsgleichspannung U1 von -12 Volt und zwischen den Punkten 0 und 2 eine geregelte Ausgangs- gleichsspannung U2 von -48 Volt erzeugt werden soll.It is assumed that between points 0 and 1 a regulated DC output voltage U1 of -12 volts and a regulated one between points 0 and 2 Starting DC voltage U2 of -48 volts is to be generated.

Zur Erzeugung der Spannung Ul wird über die Sekundärwicklung L1 des Ubertragers U und über die Gleichrichterbrücke G1 eine ungeregelte mit Netzbrumm und Spannungsschwankungen behaftete Gleichspannung von ca. 24 Volt (U4) geliefert. Die Regeleinrichtung R1 ist nun so ausgelegt, daß an ihr immer eine Spannung von U3 ist = 12 Volt abfällt. Da sie einerseits auf Erdpotential (o) liegt, liegt damit auf der positiven Seite des Kondensators Cl immer eine Spannung von +12 Volt an. Damit liegt am Ausgangspunkt 1 der Schaltungsanordnung und auch am Schaltungspunkt B immer eine Spannung von -12 Volt an.To generate the voltage Ul, the secondary winding L1 of the Transformer U and via the rectifier bridge G1 an unregulated with mains hum and voltage fluctuations affected DC voltage of approx. 24 volts (U4). The control device R1 is now designed so that there is always a voltage of U3 is = 12 volts drop. Since it is on the one hand at earth potential (o), it is on the positive side of the capacitor Cl always a voltage of +12 volts. This is at the starting point 1 of the circuit arrangement and also at the circuit point B always a voltage of -12 volts.

Zur Erzeugung der zweiten Ausgangsgleichspannung U2 ist = -48 Volt liegt über die Sekundärwicklung L2 und die Gleichrichterbrücke G2 an dem Kondensator C2 eine ungeregelte Gleichspannung (U5) von ca. 60 Volt an (negativer Pol an D und positiver Pol an A). Diese Spannung muß so geregelt werden, daß zwischen den Punkten 0 und 2 die gewünschte Ausgangsgleichspannung von -48 Volt liegt.To generate the second DC output voltage U2 = -48 volts is connected to the capacitor via the secondary winding L2 and the rectifier bridge G2 C2 an unregulated DC voltage (U5) of approx. 60 volts (negative pole at D and positive pole at A). This voltage must be regulated so that between the points 0 and 2 the desired DC output voltage of -48 volts is.

Zu diesem Zweck liegt zwischen den Schaltungspunkten A und D in Kollektor-Emmitterschaltung ein Steuertransistor T, der von der zweiten Regeleinrichtung R2 über seine Basis gesteuert wird. Die zweite Regeleinrichtung ist an die Bezugspunkte 0 (Erde) und 2 geschaltet und steuert entsprechend den zwischen diesen Punkten vorliegenden Potential den Transistor T über diesen Basis mehr oder weniger auf oder zu. Würden zwischen A und D genau 60 Volt liegen, dann öffnet bzw. schließt der Transistor T soweit, daß an ihm 24 Volt (U6) abfallen. Damit entsprechen dann die Spannungen U5 und U6 der von der Gleichrichterbrücke gelieferten Spannung von 60 Volt.For this purpose there is a collector-emitter circuit between nodes A and D a control transistor T, which is controlled by the second control device R2 via its base is controlled. The second control device is at the reference points 0 (earth) and 2 is switched and controls the potential between these points accordingly the transistor T on this base more or less on or off. Would between A and D are exactly 60 volts, then the transistor T opens or closes so far, that it drops 24 volts (U6). The voltages U5 and U6 then correspond the voltage of 60 volts supplied by the rectifier bridge.

An A liegt die Spannung von +36 Volt gegenüber dem Schaltungspunkt B und an D die geregelte Gleichspannung von -36 Volt gegenüber Ausgangspunkt 1 bzw. -48 Volt gegenüber Ausgangspunkt 0. Steigt beispielsweise aufgrund von Spannungsschwankungen im Netz am Kondensator C2 die Spannung an, dann wird über die Regeleinrichtung R2 der Transistor T weiter aufgesteuert, so daß über ihn mehr Spannung zu Punkt E hin abfällt. An Punkt B bleibt je doch das Potential -12 Volt aufgrund der Regeleinrichtung R1 erhalten, während sich die Spannungen an den Punkten A und D wieder auf +36 Volt bzw. -36 Volt einstellen.At A there is a voltage of +36 volts opposite the circuit point B and at D the regulated DC voltage of -36 volts compared to starting point 1 or -48 volts compared to starting point 0. Increases, for example, due to voltage fluctuations in the network at capacitor C2 the Voltage is applied, then the control device R2 the transistor T further turned on, so that more voltage to point over it E falls off. At point B, however, the potential remains -12 volts due to the control device R1 is maintained while the voltages at points A and D return to +36 volts or -36 volts.

Geht man von einer möglichen Spannungsschwankung der Netzversorgung von ca. +-10 , aus, dann ist es ausreichend, den Steuertransistor T beispielsweise für eine maximale Spannungsfestigkeit von 30 Volt auszulegen, da er nur diese Spannung ausregeln muß.Assuming a possible voltage fluctuation in the mains supply from approx. + -10, then it is sufficient to use the control transistor T for example designed for a maximum dielectric strength of 30 volts, since it is only this voltage must regulate.

Geht man dagegen davon aus, daß der Steuertransistor wie in bekannten Schaltungsanordnungen als Leistungstransistor zwischen den Punkten D und 2 liegen würde, dann ist nicht nur der durch ihn verursachte Leistungsverlust durch eine höhere Spannungsabgabe der Gleichrichterbrücke G2 auszugleichen sondern dieser Transistor ist auch für an ihm auftretende wesentliche höhere maximale Spannungen auszulegen. Damit muß selbstverständlich auch der Kondensator C2 größer ausgelegt sein. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liegt außerdem die maximal mögliche Spannung zwischen zwei beliebigen Punkten in der Schaltungsanordnung bei ca. 60 Volt +-10 % während sie vergleichsweise bei bekannten Schaltungen mit einer Längsregelung (bei gleichen Ausgangsgleichspannungen aufgrund der vorzusehenden höheren Verlustleistungen und der unabhängigen Regelung der einzelnen Spannungen wesentlich höher liegt (ca. 90 Volt +-10%).If one assumes, however, that the control transistor as in known Circuit arrangements as a power transistor between points D and 2 lie then not only is the loss of performance caused by a to compensate for the higher voltage output of the rectifier bridge G2 but this transistor must also be designed for significantly higher maximum stresses occurring on it. Thus, of course, the capacitor C2 must also be designed to be larger. at the circuit arrangement according to the invention also has the maximum possible voltage between any two points in the circuit arrangement at approx. 60 volts + -10 % while they are comparatively in known circuits with a longitudinal control (with the same DC output voltages due to the higher power dissipation to be provided and the independent regulation of the individual voltages is significantly higher (approx. 90 volts + -10%).

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß es nach der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einfacher Weise möglich ist, ein Netzgerät für zwei negative geregelte voneinander unabhängige Ausgangsgleichspannungen so auszulegen, daß die einzelnen Bauelemente nur für relativ geringe Spannungen auszulegen sind und daß die mögliche maximale Spannung zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb der Schaltungsanordnung möglichst gering ist.From the above it follows that it is according to the invention Circuit arrangement is possible in a simple manner, a power supply for two negative to design regulated independent DC output voltages in such a way that that the individual components are only to be designed for relatively low voltages and that the possible maximum voltage between any two points within the Circuit arrangement is as small as possible.

1 Patentanspruch 1 Figur1 claim 1 figure

Claims

Claim.

Circuit arrangement for a power supply unit with two regulated independent negative DC output voltages, for the first and for the second DC output voltage a first and a second secondary winding of a network transformer each with one this downstream first and second rectifier bridge and a first and a second control device are provided, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a control transistor (T) is provided, the base side with a Control output (a) of the second control device (R2), on the emitter side with a die first regulated DC output voltage (ui) leading point (B) and collector side is connected to the positive output (D) of the second rectifier bridge (G2).