DE3226213A1 - DC-DC converter with an inductive store - Google Patents
DC-DC converter with an inductive storeInfo
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Abstract
Description
Gleichstromumrichter mit einem induktiven SpeicherDC converter with an inductive storage
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstromumrichter mit einem induktiven Speicher, der über ein in einem Eingangskreis angeordnetes Stellglied periodisch an eine Gleichspannungsquelle anschließbar ist, mit einem Taktgeber zur Steuerung des Stellgliedes mittels einer Folge von.Steuerimpulsen konstanter Taktfrequenz und mit einem Impulsdauermodulator, mit dessen Hilfe die Steuerimpulse in Abhängigkeit von wenigstens einer Ausgangsgröße des Gleichstromumrichters modulierbar sind und mit einem Ausgangskreis, bei dem in Serie zu einer bei leitendem Stellglied gesperrten Diode ein Kondensator liegt.The invention relates to a direct current converter with a inductive memory that is controlled by an actuator arranged in an input circuit Can be periodically connected to a DC voltage source, with a clock for Control of the actuator by means of a sequence of control pulses with a constant clock frequency and with a pulse duration modulator, with the help of which the control pulses as a function can be modulated by at least one output variable of the DC-DC converter and with an output circuit in which in series with an actuator that is blocked when the actuator is conducting Diode is a capacitor.
Dabei kann der induktive Speicher durch eine in einem Querzweig liegende Induktivität oder einen Übertrager gebildet sein. Ein derartiger Gleichstromumrichter gibt dann Energie an den Verbraucher ab, wenn das als Schalter betriebene Stellglied gesperrt ist und wird daher in der Literatur auch als Sperrwandler bezeichnet (DE-OS 28 04 694).The inductive storage device can be installed in a cross-branch Be formed inductance or a transformer. Such a DC converter then releases energy to the consumer when the actuator operated as a switch is blocked and is therefore also referred to in the literature as a flyback converter (DE-OS 28 04 694).
Einen Gleichstromumrichter der eingangs genannten Art, der nach dem Sperrumrichter-Prinzip mit konstanter Schaltfrequenz und trapezförmigem Strom im Stellglied arbeitet, wird zweckmäßigerweise mit einer schnell wirkenden Scheitelwert-Strombegrenzung versehen, die verhindert, daß der magnetische Speicher des Sperrwandlers während des Einschaltvorganges, der sich an die Inbetriebnahme des Gleichstromumrichters anschließt, in die Sättigung gesteuert wird. Überschreitet der impulsförmige Strom im Stellglied einen vorgegebenen Wert, so wird die Einschaltzeit sehr klein, damit der magnetische Speicher während des Restes der Periodendauer Zeit hat, sich abzumagnetisieren.A DC converter of the type mentioned above, which after the Flyback converter principle with constant switching frequency and trapezoidal current in the Actuator works, is expediently with a fast-acting peak value current limitation provided that prevents the magnetic memory of the flyback converter during the switch-on process, which is related to the commissioning of the DC converter afterwards, in which saturation is controlled. Exceeds the pulsed current a predetermined value in the actuator, the switch-on time is very short, so the magnetic memory has time to demagnetize itself during the rest of the period.
Überlegungen im Rahmen der Erfindung haben ergeben, daß mit Hilfe einer derartigen Scheitelwert-Strombegrenzung die erforderliche Amagnetisierung dann nicht ohne weiteres sichergestellt ist, wenn die endlichen Schaltzeiten des Stellgliedes nicht vernachlässigt werden können und die Abmagnetisierungs-Zeitkonstante sehr groß ist. Dabei hat sich gezeigt, daß die endlichen Schaltzeiten besonders bei hohen Taktfrequenzen ins Gewicht fallen und sehr große Abmagnetisierungs-Zeitkonstanten insbesondere bei Sperrumrichtern mit großer Leistung auftreten, bei denen die Wicklung des magnetischen Speichers besonders niederohmig ist. Weitere Schwierigkeiten können sich bei Sperrumrichtern großer Leistung dadurch ergeben, daß ein Siebkondensator großer Kapazität während des Einschaltvorganges für eine besonders lange Zeit praktisch einen Kurzschluß darstellt.Considerations within the scope of the invention have shown that with the help such a peak value current limitation, the required amagnetization then it cannot be ensured without further ado if the finite switching times of the Actuator cannot be neglected and the demagnetization time constant is very big. It has been shown that the finite switching times are particularly at high clock frequencies are significant and very large demagnetization time constants occur especially in high-power flyback converters in which the winding of the magnetic memory is particularly low-resistance. Further difficulties may arise In the case of high-performance flyback converters, this results from the fact that a filter capacitor large capacity during the switch-on process for a particularly long time represents a short circuit.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen nach dem Sperrumrichter-Prinzip arbeitenden Gleichstromumrichter derart auszubilden, daß auch bei sehr großer Abmagnetisierungs-Zeitkonstante des magnetischen Speichers eine Sättigung des magnetischen Speichers während des Einschaltevorganges sicher vermieden wird.The object of the invention is to provide one based on the flyback converter principle to train working DC converter in such a way that even with a very large demagnetization time constant of the magnetic memory a saturation of the magnetic memory during the Switching on is safely avoided.
Gemäß der Erfindung wird der Gleichstromumrichter zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß an den Eingangskreis eine Anordnung mit einem ersten Stromdiskriminator und einer bistabilen Schaltung angeschlossen ist und daß der erste Stromdiskriminator und die bistabile Schaltung derart ausgebildet sind, daß der Stromdiskriminator auf ein Überschreiten eines vorgegebenen Momentanwertes des im Eingangskreis fließenden Stromes anspricht und die bistabile Schaltung bei Ansprechen des ersten Stromdiskriminators gesetzt wird und daß die bistabile SChaltung mit einem Rücksetzeingang an den Taktgeber angeschlossen ist und daß die Rücksetzung der bi- stabilen Schaltung mittels eines im Ausgangskreis des Gleichstromumrichters liegenden zweiten Stromdiskriminators während der Dauer von einen vorgegebenen Betrag übersteigenden Strömen sperrbar ist und daß das Stellglied durch die bistabile Schaltung derart steuerbar ist, daß es bei gesetzter bistabiler Schaltung gesperrt ist.According to the invention, the DC converter is used to solve these Task designed such that an arrangement with a first to the input circuit Current discriminator and a bistable circuit is connected and that the The first current discriminator and the bistable circuit are designed such that the current discriminator for exceeding a predetermined instantaneous value of the The current flowing in the input circuit responds and the bistable circuit responds of the first current discriminator is set and that the bistable SC hold with a reset input is connected to the clock and that the reset the bi- stable circuit by means of one in the output circuit of the DC converter lying second current discriminator for the duration of a predetermined amount excess currents can be blocked and that the actuator by the bistable circuit can be controlled in such a way that it is blocked when the bistable circuit is set.
Dabei ergibt sich, daß nach Ansprechen der Schweitelwert-Strombegrenzung der nächste Einschaltvorgang beim Stellglied erst dann erfolgen kann, wenn der Kern des magnetischen Speichers abmagnetisiert ist. Im gesetzten Zustand gibt die bistabile Schaltung ein vorgegebenes Steuersignal, z.B. die logische "1", die logische "0 oder dergleichen ab.The result is that after the peak value current limitation has responded the next switch-on process for the actuator can only take place when the core of the magnetic memory is demagnetized. In the set state there is the bistable Switching a predetermined control signal, e.g. the logical "1", the logical "0" or the like.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß der Gleichstromumrichter für eine besonders große Leistung ausgelegt werden kann, ohne eine sichere Abmagnetisierung des magnetischen Speichers in Frage zu stellen. Darüberhinaus lassen sich besonders hohe Taktfrequenzen verwenden, ohne daß sich hierbei Probleme hinsichtlich der Abmagnetisierung des magnetischen Speichers ergeben.These measures have the advantage that the DC converter can be designed for a particularly high output without reliable demagnetization of magnetic storage in question. In addition, you can especially Use high clock frequencies without causing any problems with regard to demagnetization of magnetic storage.
Man kann die Anordnung mit dem ersten Stromdiskriminator und mit der bistabilen Schaltung aus einem selbständigen Stromdiskriminator und einer daran angeschlossenen getrennten bistabilen Schaltung zusammensetzen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich eine besonders einfach realisierbare Anordnung dadurch, daß der erste Stromdiskriminator und die bistabile Schaltung durch einen hysteresebehafteten Komparator gebildet sind, bei dem ein Differenzverstärker mit dem einen Eingang an einen ersten Meßfühler für den im Eingangskreis fließenden Strom und mit dem anderen Eingang an eine Referenzspannung angeschlossen ist.One can use the arrangement with the first current discriminator and with the bistable circuit consisting of an independent current discriminator and one connected to it put together connected separate bistable circuit. In further development the invention results in an arrangement that is particularly easy to implement, that the first current discriminator and the bistable circuit by a hysteresis Comparator are formed in which a differential amplifier with one input to a first sensor for the current flowing in the input circuit and to the other input is connected to a reference voltage.
In Weiterbildung der Erfindung enthält der erste Meßfühler einen Stromwandler'mit einer über eine Z-Diode angeschlossene Bürde.In a further development of the invention, the first measuring sensor contains a current transformer one via a Zener diode connected burden.
Die bei dem Komparator vorgesehene Hysterese, die für eine Sperrung des Stellgliedes bis zum Abklingen des Ma-gnetisierungsstromes vorgesehen ist, wird der Gleichstromumrichter zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß bei dem Differenzverstärker zwischen dem Ausgang und dem mit der Referenzspannung beaufschlagten Pluseingang eine derart gepolte, in einem Rückkopplungszweig liegende Diode angeordnet ist, daß die Diode bei gesetzter bistabiler Schaltung leitend ist.The hysteresis provided for the comparator for blocking of the actuator is provided until the magnetization current has subsided, is the DC converter is expediently designed in such a way that the differential amplifier between the output and the positive input to which the reference voltage is applied such a polarized diode located in a feedback branch is arranged, that the diode is conductive when the bistable circuit is set.
Die Sperrung des Stellgliedes durch die bistabile Schaltung kann z.B. mit Hilfe einer durch die bistabile Schaltung gesteuerten Torschaltung vorgenommen werden. Vorzugsweise wird der Gleichstromumrichter derart ausgebildet, daß der Ausgang der bistabilen Schaltung über eine derart gepolte Diode an den Ausgang des Impulsdauermodulators geführt ist, daß die Diode bei gesetzter bistabiler Schaltung leitend ist. Bei leitender Diode ist der Ausgang des Impulsdauermodulators wie der Ausgang der bistabilen Schaltung negativ.The locking of the actuator by the bistable circuit can e.g. made with the help of a gate controlled by the bistable circuit will. The direct current converter is preferably designed in such a way that the output the bistable circuit via such a polarized diode to the output of the pulse duration modulator is performed that the diode is conductive when the bistable circuit is set. At senior Diode is the output of the pulse duration modulator like the output of the bistable circuit negative.
Zweckmäßigerweise wird der Gleichstromumrichter derart ausgebildet, daß der Ausgang des Differenzverstärkers über eine Serienschaltung zweier Widerstände an eine Hilfsspannung geführt ist und daß der Verbindungspunkt der Widerstände der Serienschaltung sowohl über die im Rückkopplungszweig liegende Diode an den Pluseingang als auch über eine weitere Serienschaltung, bestehend aus einer weiteren Diode und einem weiteren Widerstand an die Hilfsspannung geführt ist und daß der Verbindungspunkt zwischen weiterer Diode und weiterem Widerstand den Rücksetzeingang der bistabilen Schaltung bildet.The DC converter is expediently designed in such a way that that the output of the differential amplifier via a series connection of two resistors is led to an auxiliary voltage and that the connection point of the resistors of the Series connection via the diode in the feedback branch to the positive input as well as via a further series connection, consisting of a further diode and another resistor is led to the auxiliary voltage and that the connection point between further diode and further resistor the reset input of the bistable Circuit forms.
Die Rücksetzung der bistabilen Schaltung wird in Weiter- bildung der Erfindung dadurch vorgenommen, daß ein Rücksetzeingang der bistabilen Schaltung an einen Ausgang des Taktgebers und über eine Diode an den Ausgang des zweiten Stromdiskriminators angeschlossen ist.The resetting of the bistable circuit is described in further education of the invention made in that a reset input of the bistable circuit to an output of the clock generator and via a diode to the output of the second current discriminator connected.
Die Erfindung wird anhand des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispieles und anhand des in Fig. 2 dargestellten Diagrammes näher erläutert.The invention is based on the embodiment shown in FIG and explained in more detail with reference to the diagram shown in FIG.
Es zeigen Fig. 1 einen nach dem Sperrumrichter-Prinzip arbeitenden Gleichstromumrichter und Fig. 2 den Verlauf des durch das Stellglied fließenden Stromes in Abhängigkeit von der Zeit.1 shows an operating according to the flyback converter principle DC converter and FIG. 2 shows the course of the flowing through the actuator Current as a function of time.
Bei dem Sperrumrichter nach Fig. 1 ist die Gleichspannungsquelle 1, zu der der Kondensator 2 parallelgeschaltet ist, über das Stellglied 3 und die Primärwicklung 41 des Stromwandlers 4 an die Primärwicklung des Übertragers 7 geführt. Als Stellglied dient ein bipolarer Transistor, an dessen Stelle gegebenenfalls ein anderer elektronischer Schalter, z.B. ein MOSFET treten kann.In the case of the flyback converter according to FIG. 1, the DC voltage source is 1, to which the capacitor 2 is connected in parallel, via the actuator 3 and the primary winding 41 of the current transformer 4 is fed to the primary winding of the transformer 7. As an actuator A bipolar transistor is used, in its place possibly another electronic one Switch, e.g. a MOSFET.
Die Sekundärwicklung 72 des Übertragers 7 ist auf der einen Seite über die Diode 8 und auf der anderen Seite über den Meßwiderstand 10 an den Ladekondensator 9 geführt, an dem die Ausgangsspannung des Sperrumrichters zur Verfügung steht. Die Diode 8 ist derart gepolt, daß sie bei leitendem Stellglied 3 gesperrt und bei gesperrtem Stellglied 3 leitend ist.The secondary winding 72 of the transformer 7 is on one side via the diode 8 and on the other hand via the measuring resistor 10 to the charging capacitor 9, at which the output voltage of the flyback converter is available. The diode 8 is polarized such that it is blocked when the actuator 3 is conducting and when locked actuator 3 is conductive.
Die Basis des als Stellglied 3 dienenden Transistors ist über die Anordnung 11, die zur galvanischen Trennung dient und aus einem Übertrager bestehen kann, an den Ausgang des Impulsdauermodulators 12 angeschlossen. Der Impulsdauermodulator 12, der als sog. Regelumsetzer dient, ist ein als Komparator betriebener Differenzverstärker bzw.The base of the transistor serving as the actuator 3 is on the Arrangement 11, which is used for galvanic isolation and consists of a transformer can, connected to the output of the pulse duration modulator 12. The pulse duration modulator 12, which serves as a so-called control converter, is a differential amplifier operated as a comparator respectively.
Operationsverstärker, bei dem der Pluseingang an den Regelverstärker 40 und der Minuseingang an den Kondensator 36 angeschlossen ist.Operational amplifier, in which the positive input to the control amplifier 40 and the negative input is connected to the capacitor 36.
Der Kondensator 36 liegt mit einem Anschluß an Bezugspotential und ist mit dem spannungführenden Anschluß über den Widerstand 35 an die Hilfsspannung +UH angeschlossen.The capacitor 36 has one connection to reference potential and is connected to the live connection via the resistor 35 to the auxiliary voltage + UH connected.
Der Verbindungspunkt von Widerstand 35 und Kondensator 36 liegt am Minuseingang des Impulsdauermodulators 12 und ist über die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 26' an Bezugspotential geführt. Der Transistor 26' wird unmittelbar durch die Taktimpulse des Taktgebers 26, die etwa das Tastverhältnis 0,5 haben, leitend gesteuert, so daß der Kondensator 36 periodisch geladen und entladen wird.The connection point of resistor 35 and capacitor 36 is at The negative input of the pulse duration modulator 12 and is via the emitter-collector path of the transistor 26 'led to reference potential. The transistor 26 'becomes immediate by the clock pulses of the clock generator 26, which have approximately the duty cycle 0.5, controlled conductive so that the capacitor 36 is charged and discharged periodically.
Der Impulsdauermodulator 12 gibt dem Stellglied 3 das Ausschaltsignal, sobald der Schnittpunkt der Sägezahnspannung U5 mit der Ausgangsspannung UR des Regelverstärkers 40 erfolgt.The pulse duration modulator 12 gives the actuator 3 the switch-off signal, as soon as the intersection of the sawtooth voltage U5 with the output voltage UR of the Control amplifier 40 takes place.
Der Regelverstärker 40, der Komparator bzw. Impulsdauermodulator 12,- der Sägezahngenerator, bestehend aus den Schaltmitteln 35,36,26 und 26' werden an der Hilfsspannung UH betrieben.The control amplifier 40, the comparator or pulse duration modulator 12, - the sawtooth generator, consisting of the switching means 35,36,26 and 26 'are switched on operated by the auxiliary voltage UH.
Der Sperrumrichter ist mit einem Konstantstromregler versehen, der den Meßwiderstand 10 enthält. Da über den zwischen der Übertragerwicklung 72 und dem Ladekondensator 9 liegenden Meßwiderstand 10 ein impulsförmiger Strom fließt, wird über das RC-Glied, bestehend aus dem Widerstand 32 und dem dazu in Serie geschalteten Kondensator 33 eine dem Gleichstrom-Mittelwert des Stromes I proportionale Spannung erzeugt. Diese Spannung wird dem Minuseingang des Regelvergleichers 40 über den Widerstand 41 zugeführt. Als Bezugspotential dient dabei das am Verbindungspunkt der Sekundärwicklung 72 mit dem Meßwiderstand 10 anliegende Potential.The flyback converter is provided with a constant current regulator which the measuring resistor 10 contains. Since about the between the transformer winding 72 and the measuring resistor 10 lying on the charging capacitor 9, a pulsed current flows, is via the RC element, consisting of the resistor 32 and the resistor connected in series with it Capacitor 33 has a voltage proportional to the average direct current value of the current I. generated. This voltage is the negative input of the control comparator 40 via the Resistance 41 fed. The am serves as the reference potential Connection point of the secondary winding 72 with the measuring resistor 10 applied potential.
Der Istwert wird mit der durch den Spannungsteiler 43,44 herabgesetzten Zenerspannung UZ bzw. mit dem Sollwert, der dem Pluseingang des Regel verstärkers 40 zugeführt ist, verglichen. Die Ausgangsspannung des invertierenden Regelverstärkers 40, bei dem zwischen Ausgang und Minuseingang der Widerstand 20 und die dazu parallelgeschaltete Serienschaltung aus Kondensator 18 und 19 liegt, stellt sich entsprechend der Regelabweichung und der Verstärkung des Regelverstärkers entsprechend ein.The actual value is reduced by the voltage divider 43, 44 Zener voltage UZ or with the setpoint that the positive input of the control amplifier 40 is supplied, compared. The output voltage of the inverting control amplifier 40, where the resistor 20 and the resistor 20 connected in parallel between the output and the negative input Series connection of capacitors 18 and 19 is established according to the control deviation and the gain of the control amplifier accordingly.
Der Impulsdauermodulator 12 bildet in dem gezeigten Beispiel durch Vergleich der im Regelverstärker gebildeten und verstärkten Regelabweichung mit der Sägezahnspannung Steuerimpulse, die hinsichtlich ihrer Dauerbderart moduliert sind, daß sich ein konstanter Ausgangsstrom ergibt.The pulse duration modulator 12 forms in the example shown Comparison of the control deviation generated and amplified in the control amplifier with the sawtooth voltage control pulses that modulate with regard to their Dauerbderart are that there is a constant output current.
Durch Wahl eines anderen Istwertgebers kann ggf. eine konstante Ausgangsspannung oder eine gewünschte Strom-Spannungs-Abhängigkeit am Ausgang des Sperrumrichters erzielt werden. Das Stellglied wird dabei als Schalter betrieben, der nur solange geöffnet ist, wie Steuerimpulse anliegen.By selecting a different actual value encoder, a constant output voltage can be achieved if necessary or a desired current-voltage dependency at the output of the flyback converter be achieved. The actuator is operated as a switch that lasts only as long is open as control pulses are applied.
Beim Einschalten des Sperrumrichters fließt im Eingangskreis E ein trapezförmiger Strom. Dieser Strom wird durch den Stromwandler 4 in dessen Sekundärwicklung 42 übersetzt und über die Z-Diode 5 der Bürde 6 zugeführt. Die an der Bürde 6 entstehende Spannung hat ebenfalls trapezförmigen Verlauf.When the flyback converter is switched on, E flows into the input circuit trapezoidal stream. This current is passed through the current transformer 4 in its secondary winding 42 translated and fed to the burden 6 via the Zener diode 5. The one arising at the burden 6 Voltage also has a trapezoidal shape.
Als Stromdiskriminator für den im Eingangskreis E fließenden Strom i1 dient der Operations- bzw. Differenzverstärker 19, als Stromdiskriminator für den im Ausgangskreis A fließenden Strom i2 der Operations- bzw. Differenzverstärker 28. Als Bezugspotential ist das Potential gewählt, das am Verbindungspunkt zwischen der Sekundärwicklung 72, dem Meßwiderstand 10 und einem Anschluß des Widerstandes 6 liegt.As a current discriminator for the current flowing in the input circuit E. The operational or differential amplifier 19 serves as a current discriminator for i1 the one in output circuit A flowing current i2 of the operational resp. Differential amplifier 28. The potential at the connection point is selected as the reference potential between the secondary winding 72, the measuring resistor 10 and one terminal of the resistor 6 lies.
Zwischen dem Anschluß für die Hilfsspannung UH und dem Bezugspotential liegt die Serienschaltung aus dem Widerstand 23 und der Z-Diode 24, parallel zur Z-Diode 24 der Spannungsteiler 21,22. Am Abgriff dieses Spannungsteilers, der über den Widerstand 20 an den Pluseingang des Differenzverstärkers 19 geführt ist, liegt die Referenzspannung RURef Der Minuseingang des Differenzverstärkers 19 ist an den gegenüber Bezugspotential Spannung führenden Anschluß des Widerstandes 6 angeschlossen.Between the connection for the auxiliary voltage UH and the reference potential is the series circuit of the resistor 23 and the Zener diode 24, parallel to Zener diode 24 of the voltage divider 21,22. At the tap of this voltage divider, the over the resistor 20 is led to the positive input of the differential amplifier 19, is located the reference voltage RURef The negative input of the differential amplifier 19 is connected to the with respect to the reference potential voltage leading connection of the resistor 6 connected.
Der Ausgang des Differenzverstärkers 19 ist über eine Serienschaltung der beiden Widerstände 17 und 16 an die Hilfsspannung UH geführt. Zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände 16 und 17 und dem Pluseingang des Differenzverstärkers 19 liegt die Diode 18 mit einer derartigen Polung, daß sich für den Differenzverstärker 19 eine Hysterese ergibt.The output of the differential amplifier 19 is via a series circuit of the two resistors 17 and 16 to the auxiliary voltage UH. Between the connection point the resistors 16 and 17 and the positive input of the differential amplifier 19 is located the diode 18 with such a polarity that the differential amplifier 19 results in a hysteresis.
Parallel zum Widerstand 16 liegt eine Serienschaltung aus dem Widerstand 14 und der Diode 15, die so gepolt ist, daß die Dioden 15 und 18 mit gleichnamigen Anschlüssen zusammengeführt sind. Der Verbindungspunkt zwischen Widerstand 14 und Diode 15 dient als Rücksetzeingang R der durch den hysteresebehafteten Komparator bzw. Differenzverstärker 19 gebildeten bistabilen Schaltung.In parallel with the resistor 16 there is a series circuit of the resistor 14 and the diode 15, which is polarized so that the diodes 15 and 18 with the same name Connections are merged. The connection point between resistor 14 and Diode 15 is used as a reset input R by the hysteresis-affected comparator or differential amplifier 19 formed bistable circuit.
Der Ausgang des Differenzverstärkers 19 ist über die Diode 13 an den Ausgang des Impulsdauermodulators 12 geführt.The output of the differential amplifier 19 is via the diode 13 to the Output of the pulse duration modulator 12 performed.
Die Diode 13 ist derart gepolt, daß der Differenzverstärker 19 vom Impulsdauermodulator 12 entkoppelt ist und Steuerimpulse am Ausgang des Impulsdauermodulators 12 dann nicht auftreten können, wenn die den Differenzverstärker 19 enthaltende bistabile Schaltung gesetzt ist.The diode 13 is polarized such that the differential amplifier 19 from Pulse duration modulator 12 is decoupled and Control pulses at the output of the pulse duration modulator 12 can not occur when the differential amplifier 19 containing bistable circuit is set.
Die bistabile Schaltung ist mit ihrem Rücksetzeingang R an den vom Taktgeber 26 gespeisten Inverter 25 angeschlossen und wird im eingeschwungenen Zustand des Sperrumrichters bzw. nach Ablauf des Einschaltvorganges nach jedem Steuerimpuls zurückgesetzt, bevor der nächste Steuerimpuls beginnt. Diese Rücksetzung wird jedoch während des Einschaltvorganges mit Hilfe des Differenzverstärkers 28 verhindert, dessen Ausgang über die Diode 27 an den Rücksetzeingang R geführt ist. Die Diode 27 ist derart gepolt, daß sie nur die eine Rücksetzung der bistabilen Schaltung blockierenden Impulse durchläßt und während der übrigen Zeiten die bistabile Schaltung und den Differenzverstärker 28 voneinander entkoppelt.The bistable circuit is with its reset input R to the from Clock 26 fed inverter 25 connected and is in the steady state of the blocking converter or after the switch-on process has elapsed after each control pulse reset before the next control pulse begins. However, this reset will prevented during the switch-on process with the aid of the differential amplifier 28, the output of which is fed to the reset input R via the diode 27. The diode 27 is polarized in such a way that it only resets the bistable circuit blocking pulses and the bistable circuit during the remaining times and the differential amplifier 28 decoupled from one another.
Als Inverter 25 dient ein Operationsverstärker, der mit seinem Minuseingang am Ausgang des Taktgebers 26 und mit seinem Pluseingang an der Referenzspannung URef liegt.An operational amplifier is used as the inverter 25, with its minus input at the output of the clock 26 and with its positive input at the reference voltage URef is located.
Die Differenzverstärker 12,25,19,28 und 40, die insbesondere Operationsverstärker bzw. Komparatoren sind, sowie der Taktgeber 26 werden zweckmäßigerweise aus der Hilfsspannung UH gemeinsam gespeist. Die Differenzverstärker 12,25,19,28 haben einen offenen Kollektorausgang.The differential amplifiers 12, 25, 19, 28 and 40, the operational amplifiers in particular or comparators, and the clock 26 are expediently from the Auxiliary voltage UH fed together. The differential amplifiers 12,25,19,28 have one open collector output.
Der durch das Stellglied 3 fließende Strom wird, durch den Stromwandler 4 übersetzt, als Spannung an dem als Bürde dienenden Widerstand 6 abgebildet. Wird diese Spannung größer als die Referenzspannung URef> SO kippt der Ausgang des Differenzverstärkers 19 nach Minus, hält sich wegen der Hysterese, die durch die Diode 18 erzeugt wird, selbst und verhindert über die Diode 13 das Einschalten des Stellgliedes 3, indem der Ausgang des Differenzverstärkers 12 blockiert wird.The current flowing through the actuator 3 is passed through the current transformer 4 translated, shown as a voltage across the resistor 6 serving as a burden. Will if this voltage is greater than the reference voltage URef> SO, the output of the toggles Differential amplifier 19 after minus, holds because of the hysteresis caused by the Diode 18 is generated, itself and prevents the switching on of the diode 13 Actuator 3 by blocking the output of the differential amplifier 12.
Der Differenzverstärker 25 invertiert die Impulsfolge des Taktgebers und löst die Selbsthaltung der den Differenzverstärker 19 enthaltenden bistabilen Schaltung während der vom Taktgeber 26 vorgegebenen Einschaltpause auf, indem durch Parallelschalten des Widerstandes 14 das Potential am Widerstand 16 angehoben wird.The differential amplifier 25 inverts the pulse train of the clock generator and releases the self-holding of the bistable containing the differential amplifier 19 Switching on during the switch-on pause specified by the clock generator 26 by When the resistor 14 is connected in parallel, the potential at the resistor 16 is raised.
Ein Aufheben der Selbsthaltung wird jedoch in der Zeit verhindert, in der über den Widerstand 10 Abmagnetisierungsstrom fließt, da dann der Ausgang des Differenzverstärkers 28 und über die Diode 27 auch der Ausgang des Differenzverstärkers 25 negativ sind.A cancellation of the self-holding is prevented in the time in which the demagnetization current flows through the resistor 10, since then the output of the differential amplifier 28 and via the diode 27 also the output of the differential amplifier 25 are negative.
Fig. 2 zeigt den Verlauf des im Eingangskreis E fließenden Stromes i1. 1 Wie die Figur zeigt, ergeben sich während des Einschaltvorganges Stromimpulse von trapezförmigem Verlauf. Sobald ein vorgegebener Wert des Spitzenstromes 1 erreicht ist, wird eine länger andauernde Stromlücke erzwungen, an die sich eine Folge von Stromimpulsen anschließt, deren Amplitude wiederum mit Null beginnt.2 shows the course of the current flowing in the input circuit E. i1. 1 As the figure shows, current pulses result during the switch-on process trapezoidal course. As soon as a specified value of the peak current 1 is reached is, a longer lasting power gap is forced to which a consequence of Connects current pulses, the amplitude of which in turn begins with zero.
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|---|---|---|---|
| DE19823226213 DE3226213A1 (en) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | DC-DC converter with an inductive store |
Publications (1)
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|---|---|
| DE3226213A1 true DE3226213A1 (en) | 1984-01-26 |
Family
ID=6168344
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19823226213 Withdrawn DE3226213A1 (en) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | DC-DC converter with an inductive store |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE3226213A1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111212504B (en) * | 2020-03-27 | 2023-10-27 | 杰华特微电子股份有限公司 | BIFRED converter, control method thereof and LED driving circuit applying BIFRED converter |
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