DE3241738A1 - Switched-mode power supply - Google Patents
Switched-mode power supplyInfo
- Publication number
- DE3241738A1 DE3241738A1 DE19823241738 DE3241738A DE3241738A1 DE 3241738 A1 DE3241738 A1 DE 3241738A1 DE 19823241738 DE19823241738 DE 19823241738 DE 3241738 A DE3241738 A DE 3241738A DE 3241738 A1 DE3241738 A1 DE 3241738A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- connection
- voltage
- power supply
- input
- output voltage
- 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- Withdrawn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
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/1563—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators without using an external clock
Abstract
Description
ScaltnetzgerätSwitching power supply
Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltnetzgerät insbesondere zur Spannungsversorgung integrierter Bauelemente mit einem ersten elektronischen Schalter1 dessen Schaltstrecke in die Verbindung eines Eingangs-Gleichspannungsanschiusses mit einem geregelten Ausgansspannungsanschluß geschaltet ist, einer den Steueranschluß des ersten elektronischen Schalters ansteuernden Steuerschaltung, deren Eingang mit der geregelten Ausgangsspannung und einer Referenzspannung beaufschlagt ist und einem parallel zu den Ausgangsspannungsanschlüssen geschalteten Kondensator.Description The invention relates in particular to a switched-mode power supply for the power supply of integrated components with a first electronic Switch1 whose switching path is connected to an input DC voltage connection is connected to a regulated output voltage terminal, one the control terminal of the first electronic switch actuating control circuit, the input of which is applied with the regulated output voltage and a reference voltage and a capacitor connected in parallel to the output voltage connections.
Es ist bekannt, Schaltneztgeräte nach dem Prinzip der Serienstabilisierung in der Weise aufzubauen, daß man zunächst eine Gleichspannung erzeugt, deren Minimalwert größer ist als die gewünschte Spannung.It is known, Schaltneztgeräte according to the principle of series stabilization to build up in such a way that one first generates a direct voltage, the minimum value of which is greater than the desired voltage.
Die Differenz fällt an einen geregelten Leistungstransistor ab, der mit dem Verbraucher in Reihe geschaltet ist. Die in dem Serientransistor auftretende Verlustleistung ist dabei jedoch beträchtlich, so daß man insbesondere bei der Stabilisierung kleinerer Ausgangsspannungen meist nur einen Wirkungsgrad von ca. 50 % erreicht.The difference drops to a regulated power transistor, the is connected in series with the consumer. The one occurring in the series transistor However, power dissipation is considerable, so that one is particularly concerned with stabilization lower output voltages usually only achieve an efficiency of approx. 50%.
Ein wesentlich besserer Wirkungsgrad wird dadurch erreicht, daß der kontinuierlich geregelte Serientransistor durch einen Schalter ersetzt wird. Der Mittelwert der Ausgangsspannung läßt sich dadurch beeinflussen, daß der Schalter periodisch öffnet und schließt und das Verhältnis von Einschalt- zur Periodendauer verändert. Hinter dem Schalter ist ein Siebglied angeordnet, das die Welligkeit beseitigt.A much better efficiency is achieved in that the continuously regulated series transistor is replaced by a switch. Of the The mean value of the output voltage can be influenced by the fact that the switch periodically opens and closes and the ratio of switch-on to period duration changes. There's a behind the counter Sieve member arranged that eliminates the ripple.
Damit dabei kein Leistungsverlust entsteht, verwendet man ein LC-Filter.An LC filter is used so that there is no loss of performance.
Ein Sekundär-Schaltregler der vorstehend beschriebenen Art ist aus der Literaturstelle U. Tietze, Ch. Schenk: "Halbleiter-Schaltungstechnik", 5. 5. Aufl., 1980, Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/New York, Seite 390 ff., bekannt. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung wird der Serientransistor von einer Steuereinheit mit einer Freguenz von ca. 20 kHz abwechselnd voll durchgesteuert und gesperrt. In die Verbindung der Schaltstrecke des Serientransistors mit einem der Ausgangsspannungsanschlüsse ist eine Drosselspule sowie paralle zu den Ausgangsspannungsanschlüssen ein Kondensator geschaltet. Eine an die Verbindung der Schaltstrecke des Serientransistors mit der Drosselspule einerseits und an Bezugs- bzw.A secondary switching regulator of the type described above is off the reference U. Tietze, Ch. Schenk: "Semiconductor circuit technology", 5. 5. Ed., 1980, Springer-Verlag Berlin / Heidelberg / New York, page 390 ff., Known. In this known circuit arrangement, the series transistor is controlled by a control unit alternately fully controlled and blocked with a frequency of approx. 20 kHz. In the connection of the switching path of the series transistor with one of the output voltage connections is a choke coil and parallel to the output voltage connections a capacitor switched. One to the connection of the switching path of the series transistor with the Choke coil on the one hand and on the reference or
Massepotential -andererseits angeschlossene Diode verhindert das Auftreten einer hohen Induktionsspannung beim Sperren des Serientransistors, da durch sie der Spulenstrom in der ursprünglichen Richtung weiterfließen kann. Während der Sperrphase des Serientransistors trägt sowohl der parallel zu den Ausgangsspannungsanschlüssen geschaltete Kondensator als auch die Drosselspule zum Ausgangsstrom bei. Auf diese Weise ergibt sich eine gute Glättung der Ausgangsspannung ohne Leistungsverlust.Ground potential - on the other hand connected diode prevents the occurrence a high induction voltage when blocking the series transistor, because it the coil current can continue to flow in the original direction. During the blocking phase of the series transistor carries both the parallel to the output voltage connections switched capacitor as well as the choke coil to the output current. To this This results in a good smoothing of the output voltage without loss of power.
Die Steuereinheit des bekannten Schaltnetzgerätes besteht aus einem Oszillator, einem Modulator und einem PI-Regler, der eingangsseitig sowohl mit der Ausgangsspannung als auch mit einer Referenzspannung beaufschlagt ist. Die Steuereinheit vergleicht die geregelte Ausgansspannung mit der Referenzspannung, wobei bei zu kleiner Ausgangs spannung über dem Modulator das Tastverhältnis der Ansteuerspannung für den Serientransistor vergrößert und umgekehrt bei zu großer Ausgangsspannung das Tastverhältnis zwischen Einschaltzeitdauer und Periodendauer verringert wird. Die durch den Oszillator bestimmte Frequenz der Ansteuerspannung bleibt dabei konstant.The control unit of the known switched-mode power supply consists of one Oscillator, a modulator and a PI controller, the input side with both the Output voltage as well as a reference voltage is applied. The control unit compare the regulated output voltage with the reference voltage, with too low an output voltage across the modulator, the duty cycle of the The control voltage for the series transistor is increased and vice versa if it is too high Output voltage is the duty cycle between the switch-on time and the period is decreased. The frequency of the control voltage determined by the oscillator remains constant.
Derartige Schaltnetzgeräte werden insbesondere zur Spannungsversorgung von einen Akkumulator enthaltenden und damit netzunabhängig betreibbaren Elektro-Kleingeräten eingesetzt und dienen dabei insbesondere auch zur Spannungsversorgung von integrierten Schaltkreisen. Die bekannten Schaltnetzgeräte weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie nur in einem bestimmten Eingangsspannungsbereich arbeiten, vergleichsweise hohe Verluste aufweisen oder aufwendig und damit teuer herzustellen sind.Such switched-mode power supply units are used in particular for power supply of small electrical appliances that contain an accumulator and can therefore be operated independently of the mains are used and are used in particular to supply voltage to integrated Circuits. However, the known switched-mode power supplies have the disadvantage that they only work in a certain input voltage range, comparatively high Have losses or are complex and therefore expensive to manufacture.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schaltnetzgerät zu schaffen, das in einem weiten Eingangsspannungsbereich von ca. 12 Volt bis 220 Volt Gleich-oder Wechselspannung arbeitet, das einen geringen Leistungsbedarf aufweist und das sich einfach und billig herstellen und damit in Massenprodukten einsetzen läßt.The object of the present invention is to provide a switched-mode power supply create that in a wide input voltage range of approx. 12 volts to 220 volts Direct or alternating voltage works, which has a low power requirement and that can be produced easily and cheaply and thus used in mass products leaves.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerschaltung einen Komparator enthält, dessen einer Eingang mit der Referenzspannungsquelle und dessen anderer Eingang über einen Spannungsteiler mit den Ausgangsspannungsanschlüssen verbunden ist und dessen Ausgang den Steueranschluß eines zweiten elektronischen Schalters ansteuert, dessen Schaltstrecke in der Verbindung des Steueranschlusses des ersten elektronischen Schalters mit dem einen Eingangsspannungsanschluß liegt, daß der'Steueranschluß des ersten elektronischen Schalters über einen ersten Widerstand mit dem anderen Eingangs-Gleichspannungsanschluß verbunden ist und daß in die Verbindung der Schaltstrecke des ersten elektronischen Schalters mit dem einen geregelten Ausgangsspannungsanschluß die Reihenschaltung eines zweiten Widerstandes mit einer ersten Diode mit kathodenseitigem Anschluß an einen geregelten Ausgangsspannungsanschluß geschaltet ist.This object is achieved according to the invention in that the control circuit contains a comparator, one input of which is connected to the reference voltage source and its other input via a voltage divider to the output voltage connections is connected and its output the control terminal a second electronic switch controls whose switching path in the connection of the control connection of the first electronic switch to which an input voltage connection is located, that the control connection of the first electronic switch via a first resistor is connected to the other input DC voltage terminal and that in the connection the switching path of the first electronic switch with one regulated output voltage connection the series connection of a second resistor with a first diode with the cathode side Connection is connected to a regulated output voltage connection.
Das erfindungsgemäße Schaltnetzgerät kann in einem weiten Eingangsspannungsbereich von 12 bis 220 Volt eingesetzt werden, wobei beispielsweise eine 12 Volt Eingangs-Gleichspannung aus der Batteriespannung eines Kraftfahrzeugs bestehen kann und Wechselspannungen im Bereich von 90 bis 240 Volt der unterschiedlichen Versorgungsnetze eingangsseitig angelegt werden können. Darüber hinaus gewährleistet die erfindungsgemäße Lösung einen geringen Leistungsbedarf des Schaltnetzgerätes, das wahlweise in bipolarer oder C-MOS-Technik aufgebaut sein kann. Das erfindungsgemäße Schaltnetzgerät ermöglicht schließlich eine einfache und billige Herstellung und eignet sich damit insbesondere für den Einsatz in Massenprodukten wie Elektrorasierern oder Elektro-Kleingeräten für die Körperpflege.The switched-mode power supply according to the invention can have a wide input voltage range from 12 to 220 volts can be used, with, for example, a 12 volt DC input voltage can consist of the battery voltage of a motor vehicle and alternating voltages in the range of 90 to 240 volts of the different supply networks on the input side can be created. In addition, the solution according to the invention ensures a low power requirement of the switched-mode power supply, which is optionally available in bipolar or C-MOS technology. The switching power supply according to the invention enables Finally, it is simple and cheap to manufacture and is therefore particularly suitable for use in mass products such as electric shavers or small electrical appliances for personal care.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter aus Bipolar-Transistoren entgegenge- setzten Leitfähigkeitstyps bestehen und in die Verbindung der Kollektor-Emitter-Strecke des ersten Transistors mit dem einen Ausgangsspannungsanschluß eine Drosselspule geschaltet ist und daß die Steuerschaltung einen Oszillator enthält, dessen Ausgang mit einem Eingang eines UND-Gatters verbunden ist, dessen anderer Eingang an den Ausgang des Komparators angeschlossen ist und dessen Ausgang über einen Verstärker mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist.An advantageous embodiment of the solution according to the invention is thereby characterized in that the electronic switches made of bipolar transistors put Conductivity type and in the connection of the collector-emitter path of the first transistor with one output voltage connection is a choke coil is connected and that the control circuit contains an oscillator whose output is connected to one input of an AND gate, the other input of which is connected to the Output of the comparator is connected and its output via an amplifier is connected to the base of the second transistor.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht die Herstellung eines preiswerten Schaltnetzgerätes, das sowohl aus einer Batterie-Gleichspannung von beispielsweise 12 Volt als auch aus einer Netz-Wechselspannung von beispielsweise 85 Volt bis 265 Volt betrieben werden kann. Die Ausgangsspannung des Schaltnetzgerätes wird auf einen konstanten Wert geregelt, so daß auch integrierte Schaltkreise angeschlossen werden können, bei denen eine weitgehend konstante Versorgungsspannung gewährleistet sein muß.This embodiment of the solution according to the invention enables production an inexpensive switched-mode power supply that consists of both a battery direct voltage of, for example, 12 volts as well as an AC mains voltage of, for example Can be operated from 85 volts to 265 volts. The output voltage of the switching power supply is regulated to a constant value so that integrated circuits can also be connected in which a largely constant supply voltage can be guaranteed have to be.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors über einen weiteren Kondensator mit dem anderen Eingangs-Gleichspannungsanchluß verbunden ist.Another advantageous embodiment of the solution according to the invention is characterized in that the base of the first transistor has a further Capacitor is connected to the other input DC voltage terminal.
Diese erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, daß der erste Halbleiterschalter mit Hilfe des Kondensators am Anfang in den leitfähigen Zustand gesetzt wird.This solution according to the invention makes it possible that the first semiconductor switch is set into the conductive state at the beginning with the help of the capacitor.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungs- gemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter aus Feldeffekttransistoren bestehen.Another advantageous embodiment of the invention according to Solution is characterized in that the electronic switch consists of field effect transistors exist.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht einen noch verlustarmeren Betrieb als mit Bipolar-Transistoren, wobei die Feldeffekttransistoren im gleichen Spannungsbereich wie die Bipolartransistoren arbeiten.This embodiment of the solution according to the invention enables one even lower-loss operation than with bipolar transistors, the field effect transistors operate in the same voltage range as the bipolar transistors.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen. Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung der ersten Diode mit dem einen geregelten Ausgangsspannungsanschluß eine Drosselspule geschaltet ist und daß eine zweite Diode kathodenseitig an die Verbindung der ersten Diode mit der Drosselspule und eine erste Zenerdiode kathodenseitig an die Verbindung der Drosselspule mit dem einen geregelten Ausgangsspannungsanschluß angeschlossen ist und daß die Anoden der zweiten Diode und der Zenerdiode mit dem anderen geregelten Ausgangsspannungsanschluß verbunden sind.Another advantageous embodiment of the invention. solution is characterized in that in the connection of the first diode with the one Regulated output voltage connection a choke coil is connected and that a second diode on the cathode side to the connection of the first diode with the choke coil and a first Zener diode on the cathode side to the connection of the choke coil which is connected to a regulated output voltage terminal and that the anodes the second diode and the Zener diode with the other regulated output voltage connection are connected.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht eine Begrenzung eventuell auftretender Stoßströme und stelle sicher, daß die in der Drosselspule gespeicherte Energie bei gesperrtem ersten Halbleiterschalter abgeleitet wird. Die Zenerdiode dient im wesentlichen zum Schutz der Steuerschaltung und kann bei der Schaltunsvariante mit Bipolar-Transistoren und auch dann entfallen, wenn sichergestellt ist, daß die Ausgangsspannung nie über einen bestimmten Wert ansteigt.This embodiment of the solution according to the invention enables a limitation possible surge currents and make sure that the in the choke coil stored energy is derived when the first semiconductor switch is blocked. the Zener diode is essentially used to protect the control circuit and can be used in the Circuit variants with bipolar transistors and are also omitted if ensured is that the output voltage never rises above a certain value.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Gate-Source-Strecke des ersten Feldeffekttransistors eine Diode bzw. eine Zenerdiode mit kathodenseitigem Anschluß am Gate und des ersten Feldeffekttransistors geschaltet ist.Another advantageous embodiment of the solution according to the invention is characterized in that parallel to the gate-source path of the first field effect transistor a diode or a Zener diode with cathode-side connection to the gate and the first Field effect transistor is switched.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung stellt sicher, daß die Gate-Source-Spannung am ersten Feldeffekttransistor auf die Zenerspannung begrenzt wird, wenn der zweite Feldeffekttransistor sperrt und auf einen Spannungswert von-0,6 bis-0,7 Volt begrenzt wird, wenn der zweite Feldeffekttransistor leitet.This embodiment of the solution according to the invention ensures that the gate-source voltage at the first field effect transistor is limited to the Zener voltage when the second field effect transistor blocks and to a voltage value of -0.6 to -0.7 volts is limited when the second field effect transistor conducts.
Anstelle der Zenerdiode kann eine normale Diode verwendet werden, wenn die Drosselspule entfällt, wobei der Stoßstrom durch den zweiten Widerstand begrenzt wird.Instead of the Zener diode, a normal diode can be used, when the choke coil is omitted, the surge current through the second resistor is limited.
Schließlich.ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemaßen Lösung dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator der Steuerschaltung ausgangsseitig mit einem Eingang eines nachgeschalteten NAND-Gatters verbunden ist, dessen anderer Eingang über einen Teiler mit einem Oszillator verbunden ist und dessen Ausgang das Gate des zweiten Feldeffekttransistors ansteuert.Finally, an embodiment of the solution according to the invention is thereby characterized in that the comparator of the control circuit on the output side with a Input of a downstream NAND gate is connected, the other input is connected to an oscillator via a divider and its output is the gate of the second field effect transistor controls.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung eignet sich besonders für einen Aufbau des Schaltnetzgerätes in einem integrierten Baustein, wobei die Transistoren mit konstanter Impulsbreite angesteuert werden.This embodiment of the solution according to the invention is particularly suitable for a construction of the switched-mode power supply in an integrated module, the Transistors can be controlled with a constant pulse width.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrundelie- gende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltnetzgerät mit Bipolar-Transistoren und einer einen Oszillator enthaltenden Steuerschaltung, Fig. 2 ein selbstschwingendes Schaltnetzgerät mit Feldeffekttransistoren, Fig. 3 ein ebenfalls selbstschwingendes Schaltnetzgerät mit Feldeffekttransistoren, bei dem die Schutzdioden und die Drosselspule entfallen, Fig. 4 ein Schaltnetzgerät mit Feldeffekttransistoren und einem zusätzlichen Oszillator und Frequenzteiler und Fig. 5 eine zeitliche Darstellung der Spannungen und Impulse der Anordnung gemeß Fig. 4.Based on an embodiment shown in the drawing is intended to be the basis of the invention This thought is explained in more detail will. 1 shows a switched-mode power supply with bipolar transistors and one a control circuit containing an oscillator, FIG. 2 a self-oscillating switched-mode power supply with field effect transistors, FIG. 3 a likewise self-oscillating switched-mode power supply with field effect transistors, in which the protective diodes and the choke coil are omitted, 4 shows a switched-mode power supply with field effect transistors and an additional oscillator and frequency divider and FIG. 5 shows the voltages and pulses over time the arrangement according to FIG.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Schaltnetz gerätes enthält die Eingangsspannungsanschlüsse Uel und Ue2, die beispielsweise an die Gleichspannungsklemmen einer Gleichrichterbrücke 20 angeschlossen werden können, deren Wechselspannungsanschlüsse wahlweise an eine Gleichspannung von etwa 12 Volt oder an eine Wechselspannung von 85 Volt bis 265 Volt angeschlossen sind. An den Ausgangsspannungsanschlüssen Ual und Ua2 wird eine geregelte Ausgangsspannung abgegeben, an die beispielsweise ein oder mehrere integrierte Schaltkreise angeschlossen werden können.The circuit arrangement shown in Fig. 1 of an inventive Switching power device contains the input voltage connections Uel and Ue2, for example be connected to the DC voltage terminals of a rectifier bridge 20 can, whose AC voltage connections optionally to a DC voltage of about 12 volts or an alternating voltage of 85 volts to 265 volts. A regulated output voltage is applied to the output voltage connections Ual and Ua2 delivered to which, for example, one or more integrated circuits are connected can be.
Zwischen dem einen Eingangs-Gleichspannungsanchluß Uel und dem einen geregelten Ausgangsspannungsanschluß Ual ist die Reihenschaltung der Schaltstrecke eines ersten Bipolar-Transistors 1, eines zweiten Widerstandes 6, einer ersten Diode 7 und einer Drosselspule 9 vorgesèhen. Die Basis des PNP-Bipolar-Transistors 1 ist einerseits über einen ersten Widerstand 5 mit dem einen Eingangs-Gleichspannungsanschluß t3e1 und andererseits über einen dritten Widerstand 13 mit dem Kollektor eines zweiten Bipolar-Transistors 2 verbunden, dessen Emitter an den anderen Eingangs-Gleichspannungsanschluß Ue2 bzw. den anderen geregelten Ausgangsspannungsanschluß Ua2 angeschlossen ist.Between one input DC voltage connection Uel and one Regulated output voltage connection Ual is the series connection of the switching path a first bipolar transistor 1, a second resistor 6, a first diode 7 and a choke coil 9 provided. The base of the PNP bipolar transistor 1 is on the one hand via a first resistor 5 to the one input DC voltage terminal t3e1 and on the other hand via a third resistor 13 to the collector of a second Bipolar transistor 2 connected, the emitter of which is connected to the other input DC voltage terminal Ue2 or the other regulated output voltage connection Ua2 is connected.
Bei dem zweiten Bipolar-Transistor 2 handelt es sich um einen npn-Transistor, so daß beide Transistoren von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp sind, wobei bei sperrendem zweiten Transistor 2 der erste Transistor 1 ebenfalls sperrt und bei leitendem zweiten Transistor 2 der erste Transistor 1 ebenfalls leitet.The second bipolar transistor 2 is an npn transistor, so that both transistors are of opposite conductivity type, where at blocking the second transistor 2, the first transistor 1 also blocks and at conductive second transistor 2, the first transistor 1 also conducts.
Bei beiden Transistoren handelt es sich um Hochspannungsstransistoren, die bei der maximalen Eingangs-Gleichspannung noch sperren können.Both transistors are high-voltage transistors, which can still block at the maximum input DC voltage.
Verwendet man anstelle der beiden bipolaren PNP-Transistoren 1 und 2 für den ersten Transistor 1 einen NPN-Transistor, der kollektorseitig mit der ersten Spannungsklemme Uel und emitterseitig mit dem Widerstand 6 verbunden ist, wobei parallel zur Basis-Emitter-Strecke des NPN-Transistors eine Diode mit kathodenseitigem Anschluß an der Basis des ersten Transistors geschaltet werden kann, so kehrt sich die Bitfolge in der Weise um, daß bei gesperrtem zweiten Transistor 2 der erste Transistor 1 leitet, während der erste Transistor 1 sperrt, wenn der zweite Transistor 2 leitet.Is used instead of the two bipolar PNP transistors 1 and 2 for the first transistor 1 an NPN transistor, the collector side with the the first voltage terminal Uel and the emitter side is connected to the resistor 6, a diode with a cathode side parallel to the base-emitter path of the NPN transistor Connection to the base of the first transistor can be switched, so it is reversed the bit sequence in such a way that when the second transistor 2 is blocked, the first Transistor 1 conducts, while the first transistor 1 blocks when the second transistor 2 heads.
Die Basis des ersten Transistors 1 wird bei der ersten Schaltungsvariante mit zwei bipolaren PNP-Transistoren zusätzlich über einen weiteren Kondensator 15 mit dem anderen Eingangs-Gleichspannungsanschluß Ue2 verbunden.The base of the first transistor 1 is in the first circuit variant with two bipolar PNP transistors in addition via a further capacitor 15 connected to the other input DC voltage terminal Ue2.
Parallel zu den geregelten Ausgangsspannungsanschlüssen Ual und Ua2 ist ein Kondensator 3 geschaltet, der über den zweiten Widerstand 6, die Diode 7 und die Drosselspule 9 aufgeladen wird und eine weitestgehend geglättete Ausgangs spannung Ua abgibt. An die Verbindung der ersten Diode 7 mit der Drosselspule 9 ist kathodenseitig eine zweite Diode 8 und an die Verbindung der Drosselspule 9 mit dem einen Ausgangsspannungsanschluß Ua1 die Kathode einer ersten Zenerdiode 10 angeschlossen, deren Anoden mit dem anderen Eingangs-Gleichspannungsanschluß Ue2 bzw.Parallel to the regulated output voltage connections Ual and Ua2 a capacitor 3 is connected, which via the second resistor 6, the diode 7 and the choke coil 9 is charged and largely smoothed Output voltage Ua. At the connection of the first diode 7 with the choke coil 9 is a second diode 8 on the cathode side and on the connection of the choke coil 9 with one output voltage connection Ua1 the cathode of a first Zener diode 10 connected, the anodes of which with the other input DC voltage connection Ue2 or
anderen geregelten Ausgangsspannungsanschluß Ua2 verbunden sind.other regulated output voltage connection Ua2 are connected.
Die Steuerschaltung 4 zur Ansteuerung der Basis des zweiten Transistors 2 enthält einen Oszillator 42, der in an sich bekannter Weise aus zwei NAND-Gattern besteht, die über einen Kondensator sowie zwei Widerstände miteinander verknüpft sind, wobei der Oszillator 42 ausgangsseitig mit einem Anschluß eines nachgeschalteten UND-Gatters 46 verbunden ist, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines Komparators 41 verbunden ist. Der Komparator 41 wird an seinem negativen Eingang zur Eingabe des Spannungssollwertes von einer Referenzspannungsquelle 43 und an seinem positiven Eingang zur Erfassung des Ausgangsspannungs-Istwertes von einem -Spannungsteiler 44, --45 beaufschlagt. Die Referenzspannungsquelle 43-besteht aus einem an den einen geregelten Ausgangsspannungsanschluß Ual angeschlossenen Widerstand und zwei in Reihe geschalteten Dioden, wobei an der Verbindung des Vorwiderstandes 49 mit den beiden in Reihe geschalteten Dioden der Sollwert für den Komparator 41 abgegriffen wird.The control circuit 4 for controlling the base of the second transistor 2 contains an oscillator 42 which, in a manner known per se, consists of two NAND gates exists, which are linked to one another via a capacitor and two resistors are, the oscillator 42 on the output side with a connection of a downstream AND gate 46 is connected, the other input of which is connected to the output of a comparator 41 is connected. The comparator 41 becomes an input at its negative input of the voltage setpoint from a reference voltage source 43 and at its positive Input for acquiring the actual output voltage value from a voltage divider 44, --45 will be charged. The reference voltage source 43 consists of one to the one regulated output voltage connection Ual connected resistor and two in Series connected diodes, where at the connection of the series resistor 49 with the the setpoint value for the comparator 41 is tapped from two diodes connected in series will.
Das Ausgangssignal des UND-Gatters 46 wird über einen Verstärker 47und einen vierten Widerstand 14 an die Basis des zweiten Transistors 2 angelegt.The output signal of the AND gate 46 is via an amplifier 47 and a fourth resistor 14 is applied to the base of the second transistor 2.
Nachstehend wird kurz die Funktionsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 sowie die Bedeutung einzelner Bauelemente erläutert.The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG Fig. 1 and the importance of individual components explained.
Die an den Ausgangsspannungsanschlüssen Ual, Ua2 anliegende geregelte Ausgansspannung wird an dem Spannungsteiler mit den Widerständen 44, 45 abgegriffen und auf den negativen Eingang des Komparators 41 der Steuerschaltung 4 gegeben. Die Referenzspannung wird an der Verbindung eines Vorwiderstandes 49 mit den beiden Referenzspannungsdioden 43 abgegriffen und an den positiven Eingang des Komparators 41 gelegt. Ist die geregelte Ausgangsspannung Uic verhältnismäßig kleiner als die Referenzspannung Uref, SO bleibt der Ausgang des Komparators 41 auf hohem Potential, so daß die vom Oszillator 42 abgegebenen rechteckförmigen Spannungsimpulse durch das UND-Gatter 46 auf den Verstärker 47 gelangen. Der Ausgang des Verstärkers 47 leitet die verstärkten Rechteckimpulse über den vierten Widerstand auf die Basis des zweiten Transistors 2, der den ersten Transistor 1 pulsweise ansteuert. Der Kondensator 3 wird infolge der Ansteuerung des ersten Transistors 1 über den zweiten Widerstand 6 und die erste Diode 7 sowie die Drosselspule 9 aufgeladen bis die geregelte Ausgangsspannung Uic größer als die Referenzspannung Uref wird. Ist dies der Fall, so springt der Ausgang des Komparators 41 auf niedrigen Pegel um und die vom Oszil-lator 42 abgegebenen Rechteckimpulse werden vom UND-Gatter 46 blockiert, so daß der Verstärker 47 auf niedriges Potential schaltet und der zweite Transistor 2 gesperrt wird. Ist der zweite Transistor 2 gesperrt, so sperrt ebenfalls der erste Transistor 1, da die n-dotierte Basis mit positiver Spannung beaufschlagt wird. Erst wenn die geregelte Ausgangs spannung Uic wieder kleiner als die Referenzspannung Uref ist, fängt der getaktete Betrieb erneut an.The voltage applied to the output voltage connections Ual, Ua2 regulated The output voltage is tapped off at the voltage divider with the resistors 44, 45 and applied to the negative input of the comparator 41 of the control circuit 4. The reference voltage is applied to the connection of a series resistor 49 with the two Reference voltage diodes 43 tapped and to the positive input of the comparator 41 laid. If the regulated output voltage Uic is relatively smaller than the Reference voltage Uref, SO the output of the comparator 41 remains at high potential, so that the square-wave voltage pulses emitted by the oscillator 42 through the AND gate 46 get to the amplifier 47. The output of amplifier 47 conducts the amplified square-wave pulses to the base via the fourth resistor of the second transistor 2, which controls the first transistor 1 in pulses. Of the Capacitor 3 is due to the control of the first transistor 1 on the second Resistor 6 and the first diode 7 and the choke coil 9 are charged to the regulated Output voltage Uic is greater than the reference voltage Uref. Is that the case, so the output of the comparator 41 jumps to low level and that of the oscillator 42 emitted square-wave pulses are blocked by the AND gate 46, so that the amplifier 47 switches to low potential and the second transistor 2 is blocked. is if the second transistor 2 is blocked, the first transistor 1 also blocks, there positive voltage is applied to the n-doped base. Only when the regulated Output voltage Uic is again less than the reference voltage Uref, the starts clocked operation again.
Zur Begrenzung der Stoßströme im getakteten Betrieb des ersten Transistors 1 dienen der zweite Widerstand 6 sowie die Drosselspule 9. Im Sperrzustand des ersten Transistors 1 wird die in der Drosselspule 9 gespeicherte Energie über die zweite Diode abgeleitet, so daß keine gefährlichen Spannungspitzen am Ausgang der Schaltung auftreten können. Die parallel zum Kondensator 3 geschaltete Zenerdiode 10 schützt die integrierten Bausteine der Steuerschaltung 4 vor zu hohen Spannungen. Ist sichergestellt, daß die geregelte Ausgangsspannung Uic nie über die Versorgungsspannung der in der Steuerschaltung 4 verwendeten integrierten Bausteine hinaus ansteigt oder wird die Steuerschaltung in Bipolar-Technik realisiert, so kann diese Zenerdiode 10 entfallen.To limit the surge currents in clocked operation of the first transistor 1, the second resistor 6 and the choke coil 9 are used. In the blocking state of the first Transistor 1, the energy stored in the choke coil 9 via the second Diode derived so that no dangerous voltage peaks at the Output of the circuit can occur. The one connected in parallel to capacitor 3 Zener diode 10 protects the integrated components of the control circuit 4 from too high Tensions. It is ensured that the regulated output voltage Uic never over the supply voltage of the integrated components used in the control circuit 4 also increases or the control circuit is implemented using bipolar technology, see above this Zener diode 10 can be omitted.
Der an die Basis des ersten Transistors 1 angeschlossene weitere Kondensator 15 weist eine kleine Kapazität auf und dient im wesentlichen dazu, den ersten Transistor 1 zu Beginn des Betriebs zum Leiten zu bringen.The further capacitor connected to the base of the first transistor 1 15 has a small capacitance and is essentially used for the first transistor 1 to conduct at the beginning of operation.
In Fig. 2 ist eine Variante des erfindungsgemäßen Schaltnetzgerätes dargestellt, in der die bipolaren Transistoren gemäß Fig. 1 durch CMOS- bzw. Feldeffekt-Transistoren er-.In Fig. 2 is a variant of the switching power supply according to the invention shown in which the bipolar transistors according to FIG. 1 by CMOS or field effect transistors he-.
setzt sind. Analog zur Schaltung gemäß Fig. 1 ist in die Verbindung des einen Eingangs-Gleichspannungsanschlusses Ue1 mit dem einen geregelten Ausgangsspannungsanschluß Ua1 die Drain-Source-Strecke, d. h.are set. The connection is analogous to the circuit according to FIG of the one input DC voltage connection Ue1 to the one regulated output voltage connection Ua1 the drain-source path, i.e. H.
die Schaltstrecke, eines'.ersten Feldeffekttransistors 1 in Reihe zu einem zweiten Widerstand 6, einer ersten Diode 7 und einer Drosselspule 9 geschaltet.the switching path, a'.ersten field effect transistor 1 in series connected to a second resistor 6, a first diode 7 and a choke coil 9.
Das Gate des ersten Feldeffekttransistors 1 ist einerseits über einen ersten Widerstand 5 mit dem einen (positiven) Eingangs-Gleichspannungsanschluß Del und andererseits über einen dritten Widerstand und die Drain-Source-Strecke eines zweiten Feldeffekttransistors mit dem anderen Eingangs-Gleichspannungsanschluß verbunden. Zusätzlich ist in die Verbindung der Source-Elektrode des ersten Feldeffekttransistors mit dem Gate des ersten Feldeffekttransistors 1 eine zweite Zenerdiode geschaltet, die anodenseitig an die Source-Elektrode des ersten Feldeffekttransistors 1 angeschlossen ist.The gate of the first field effect transistor 1 is on the one hand via a first resistor 5 with one (positive) input DC voltage terminal Del and on the other hand via a third resistor and the drain-source path one second field effect transistor connected to the other input DC voltage terminal. In addition, there is a connection to the source electrode of the first field effect transistor with connected to the gate of the first field effect transistor 1, a second Zener diode which connected on the anode side to the source electrode of the first field effect transistor 1 is.
Analog zur Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ist parallel zu den Ausgangsspannungsanschlüssen Ua1, Ua2 ein Kondensator 3 geschaltet, zu dem parallel eine erste Zenerdiode 10 vorgesehen ist. Zur Ableitung der in der Drosselspule 9 bei gesperrtem ersten Feldef.fekttransistor 1 gespeicherten Energie dient analog: zur Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 die schnelle Diode 8, die kathodenseitig an die Verbindung der ersten Diode 7 mit der Drosselspule 9 und anodenseitig an die geregelte Ausgangs spannung Ua2 angeschlossen ist.Analogous to the circuit arrangement according to FIG. 1, there is parallel to the output voltage connections Ua1, Ua2 a capacitor 3 is connected, to which a first Zener diode 10 is provided. To derive the in the choke coil 9 when the first Feldef.fekttransistor is blocked 1 stored energy is used analogously: to the circuit arrangement according to FIG. 1, the fast one Diode 8, the cathode side to the connection of the first diode 7 with the choke coil 9 and is connected on the anode side to the regulated output voltage Ua2.
Die Steuerschaltung zur Ansteuerung des Gate des zweiten Feldeffekttransistors 2 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich aus einem Komparator 41, dessen positiver Eingang an einen Spannungsteiler 44, 45 und dessen negativer Eingang an eine aus der Reihenschaltung zweier Referenzspannungsdioden 53, 54 und eines Vorwiderstandes 4.9 bestehenden und parallel zu den Ausgangsspannungsanschlüssen angeschlossenen Referenzspannungsquelle 43 angeschlossen ist. Der Ausgang des Komparators 41 steuert über einen vierten Widerstand 14 das Gate des zweiten Feldeffekttransistors 2 an.The control circuit for controlling the gate of the second field effect transistor 2 consists in the present embodiment only of a comparator 41, its positive input to a voltage divider 44, 45 and its negative input to one of the series connection of two reference voltage diodes 53, 54 and one Series resistor 4.9 existing and parallel to the output voltage connections connected reference voltage source 43 is connected. The output of the comparator 41 controls the gate of the second field effect transistor via a fourth resistor 14 2 on.
Wie aus der Schaltungsbeschreibung hervorgeht, weist dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung keinen fremden Oszillator mehr auf, da der erste Feldeffekttransistor 1 durch den ersten Widerstand 5 bedingt ständig leitend ist, wenn er nicht durch den ebenfalls in den leitfähigen Zustand gesteuerten zweiten Feldeffekttransistor 2 gesperrt wird. Ist die an dem Spannungsteiler 44, 45 abgegriffene, der geregelten Ausgangsspannung Uic proportionale Spannung kleiner als die an den Referenzspannungsdioden 53, 54 abgegriffene Referenzspannung, so weist die Ausgangsspannung des Komparators 41 einen Wert von ca. 0 Volt auf, so daß der zweite Feldeffettransistor 2 gesperrt ist, während der erste Feldeffekttransistor 1 leitet, wenn die Spannung zwischen Gate und Soiirce des ersten Feldeffekttransistors größer als die erforderliche Schwellspannung ist. Ober die Schaltstrecke des ersten Feldeffekttransistors 1, den zweiten Widerstand 6, die erste Diode 7 und die Drosselspule 9 wird der Kodensator aufgeladen bis die geregelte Ausgangs spannung Uic größer als die Referenzspannung Uref wird. Ist dies der Fall, so nimmtder Ausgang des Komparators 41 ein hohes Potential an, so daß der zweite Feldeffekttransistor 2 durchgeschaltet wird und das Gate des ersten Feldeffekttransistors 1 auf etwa 0 Volt bzw. auf das (negative) Potential des anderen Eingangs-Gleichspannungsanschlusses Ue2 gezogen wird, so daß der erste Feldeffekttransistor 1 sperrt. Je nach dem Ergebnis des vom Komparator 41 durchgeführten Vergleiches zwischen der geregelten Ausgangs spannung Uic und der Referenzspannung Uref öffnet und schließt somit der erste Feldeffettransistor 1.As can be seen from the circuit description, this embodiment of the present invention no longer has a foreign oscillator, since the first field effect transistor 1 through the first resistor 5 is conditionally constantly conductive, if it is not through the second field effect transistor, which is also switched to the conductive state 2 is blocked. Is the one tapped at the voltage divider 44, 45, the regulated one Output voltage Uic proportional voltage lower than that at the reference voltage diodes 53, 54 tapped reference voltage, then the output voltage of the comparator 41 has a value of approximately 0 volts, so that the second field effect transistor 2 is blocked is while the first field effect transistor 1 conducts when the voltage between Gate and Soiirce of the first field effect transistor greater than the required threshold voltage is. Via the switching path of the first field effect transistor 1, the second resistor 6, the first diode 7 and the choke coil 9 are charged to the capacitor regulated output voltage Uic is greater than the reference voltage Uref. Is this if so, the output of the comparator 41 assumes a high potential so that the second field effect transistor 2 is turned on and the gate of the first field effect transistor 1 to about 0 volts or to the (negative) potential of the other input DC voltage connection Ue2 is pulled so that the first field effect transistor 1 blocks. Depending on the result of the comparison carried out by the comparator 41 between the regulated output voltage Uic and the reference voltage Uref opens and thus closes the first field effect transistor 1.
Die parallel zu der Gate-Source-Strecke des ersten Feldeffekttransistors 1 geschaltete zweite Zenerdiode 12 begrenzt die Gate-Source-Spannung auf die Höhe der Zenerspannung, wenn der zweite Feldeffekttransistor sperrt sowie auf -0,6 Volt bis -0,7 Volt, wenn der zweite Feldeffekttransistor 2 leitet.The parallel to the gate-source path of the first field effect transistor 1 connected second Zener diode 12 limits the gate-source voltage to the level the Zener voltage when the second field effect transistor locks and to -0.6 volts to -0.7 volts when the second field effect transistor 2 conducts.
Die Eingangs-Gleichspannungsanschlüsse Ue1 und Ue2 werden analog zur Darstellung gemäß Fig. 1 an den Ausgang einer Gleichrichter-Brückenschaltung angeschlossen, an deren Wechsespannungsklemmen wahlweise eine niedrige Gleichspannung oder eine Wechselspannung in einem Bereich von 90 bis 260 Volt anliegen kann In Fig. 3 ist eine vereinfachte Variante des erfindungsgemäßen Schaltneztgerätes gemäß Fig. 2 dargestellt, wobei gleiche Bauelemente gleiche Bezugsziffern tragen, so daß insoweit auf die Beschreibung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 Bezug genommen wird.The input DC voltage connections Ue1 and Ue2 are analogous to Representation according to FIG. 1 connected to the output of a rectifier bridge circuit, either a low DC voltage or a AC voltage in a range of 90 to 260 volts can be present in FIG. 3 a simplified variant of the switching device according to the invention according to FIG. 2 shown, wherein the same components have the same reference numerals, so that to that extent reference is made to the description of the circuit arrangement according to FIG.
Abweichend von dem Schaltnetzgerät gemäß Fig. 2 ist in dieser Variante der erfindungsgemäßen Lösung keine Drosselspule 9 vorgesehen und darüber hinaus sind die zweite Diode 8 zur Ableitung der in der Drosselspule 9 gespeicherten Energie sowie die parallel zu den Ausgangsspannungsanschlüssen geschaltete Zenerdiode 10 zum Schutz der integrierten Bausteine der Steuerschaltung entfallen. Des weiteren ist die in Fig. 2 parallel zur Gate-Source-Strecke des ersten Feldeffekttransistors 1 geschaltete Zenerdiode 12 durch eine einfache Diode 11 ersetzt worden.This variant differs from the switched-mode power supply according to FIG the solution according to the invention no choke coil 9 is provided and beyond are the second diode 8 for dissipating the energy stored in the choke coil 9 and the Zener diode 10 connected in parallel to the output voltage connections to protect the integrated components of the control circuit are omitted. Further is that in Fig. 2 parallel to the gate-source path of the first field effect transistor 1 switched Zener diode 12 has been replaced by a simple diode 11.
In dieser Schaltung begrenzt alleine der in Reihe zur Schaltstrecke des.ersten Feldeffekttransistors 1 geschaltete zweite Widerstand 6 den Stoßstrom und als einziger Energiespeicher verbleibt der parallel zu den Ausgangsspannungsanschlüssen geschaltete Kon- densator 3. Diese Schaltung weist den wesentlichen Vorteil auf, daß sie sehr einfach ist und wenig Bauteile benötigt und darüber hinaus den Vorteil, daß die Feldeffekttransistoren 1 und 2 keine größeren Spannungen als die Eingangs-Gleichspannung U.In this circuit, only the one in series with the switching path limits des.ersten field effect transistor 1 switched second resistor 6 the surge current and the only energy storage device that remains parallel to the output voltage connections switched con- capacitor 3. This circuit shows the essential The advantage that it is very simple and requires few components and beyond the advantage that the field effect transistors 1 and 2 do not have voltages greater than the input DC voltage U.
in sperren müssen. need to lock in.
Bei den oben beschriebenen Schaltnetzgeräten gemäß den Figuren 1 bis 3 wird bet;rußt in Kauf genommen, daß am Ausgang eine geregelte Gleichspannung mit gewisser, in Grenzen bleibender Welligkeit abgegeben wird, aus der die interne Spannungsregelung eines an die Ausgangsspannungsanschlüsse Ua1 und Ua2 angeschlossenen integrierten Bausteins eine konstante Spannung erzeugt, ohne daß aber der angeschlossene integrierte Baustein durch andere Schutzmaßnahmen vor einer zu hohen Eingangsspannung u. geschützt in werden muß. Es wird also nicht eine Ausgangsspannung mit möglichst kleiner Welligkeit zum Ziel gesetzt sondern die Abgabe einer Gleichspannung vorgebbarer Welligkeit, die jedoch einen bestimmten Maximalwert nicht überschreiten darf.In the switching power supply units described above according to FIGS. 1 to 3 is bet; it is accepted that a regulated DC voltage at the output certain ripple, which remains within limits, is emitted, from which the internal voltage regulation an integrated one connected to the output voltage connections Ua1 and Ua2 Module generates a constant voltage, but without the connected integrated Module protected from excessive input voltage by other protective measures must be in. So there is no output voltage with the smallest possible ripple set as the goal but rather the output of a direct voltage of predeterminable ripple, which, however, must not exceed a certain maximum value.
Ein wesentlicher Vorteil der vorbeschriebenen Schaltungsanordnungen besteht darin, daß sämtliche Bauteile, die stromlaufmäßig hinter der ersten Diode 7 liegen, auf einem gemeinsamen integrierten Schaltkreis untergebracht werden können und daß die verbleibenden Bauteile in einer Hybridschaltung angeordnet werden können Lediglich der Kondensator 3 muß als einziger Baustein wegen seiner erforderlichen Größe außerhalb des integrierten Bausteines und der Hybridschaltung verbleiben.A major advantage of the circuit arrangements described above consists in that all components, the current flow behind the first diode 7 lie, can be accommodated on a common integrated circuit and that the remaining components can be arranged in a hybrid circuit Only the capacitor 3 must be the only component because of its required Size outside of the integrated module and the hybrid circuit remain.
Sämtliche vorbeschriebene Schaltungsanordnungen ar- beiten in einem sehr breiten Spannungsbereich der Eingangsspannung Urin, die im Bereich von 12 Volt Gleichspannung bis 260 Volt Wechselspannung liegen kann.All of the circuit arrangements described above work work in a very wide voltage range of the input voltage urine, which is in the range can range from 12 volts DC to 260 volts AC.
In Fig. 4 ist schließlich die Schaltung einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Schaltnetzgerätes dargestellt, die im wesentlichen der Schaltung gemäß Fig. 3 entspricht und demzufolge für gleiche Bauelemente auch gleiche Bezugsziffern trägt.In Fig. 4, finally, the circuit of a further variant of the Switching power supply according to the invention shown, essentially the circuit according to FIG. 3 and consequently also the same reference numerals for the same components wearing.
Der Ausgang des Komparators 41 ist jedoch in Abweichung zur Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 an einen Eingang eines nachgeschalteten NAND-Gatters 48 angeschlossen, dessen anderer Eingang über einen Frequenzteiler 31 mit einem Oszillator 30 verbunden ist. Der Ausgang des NAND-Gatters 48 steuert über einen Widerstand 14 das Gate des zweiten Feldeffekttransistors 2 an. Darüber hinaus ist der Ausgang des NAND-Gatters 48 über einen siebten Widerstand 52 mit dem einen Anschluß der Eingangsspannungsquelle verbunden. Der Komparator 41 ist mittels eines Wechselwiderstandes von seinem Ausgang auf den positiven Eingang rückgekoppelt, wobei der positive Eingang über einen fünften Widerstand an die Referenzspannungsquelle Uref und der negative Eingang des Komparators 41 an den Spannungsteiler 44, 45 angeschlossen ist. Diese Hysterese-Schaltung dient dazu, daß der Komparator nicht schwingt bzw. einen Hysterese-Vergleich zwischen der Referenzspannung Uref und der Ausgangsspannung Ua durchführt.However, the output of the comparator 41 differs from the circuit arrangement according to FIG. 3 connected to an input of a downstream NAND gate 48, the other input of which is connected to an oscillator 30 via a frequency divider 31 is. The output of the NAND gate 48 controls the gate of the via a resistor 14 second field effect transistor 2. It is also the output of the NAND gate 48 via a seventh resistor 52 to one terminal of the input voltage source tied together. The comparator 41 is connected to its output by means of an alternating resistor fed back to the positive input, the positive input via a fifth Resistance to the reference voltage source Uref and the negative input of the comparator 41 is connected to the voltage divider 44, 45. This hysteresis circuit is used to ensure that the comparator does not oscillate or a hysteresis comparison between the reference voltage Uref and the output voltage Ua.
Die in Fig. 4 dargestellte Variante des erfindungsgemäßen Schaltnetzgerätes dient dazu, den in den Schaltungsanordnungen gemäß den Fig. 2 und 3 ggf.The variant of the switched-mode power supply according to the invention shown in FIG. 4 serves to, if necessary, in the circuit arrangements according to FIGS.
auftretenden Stoßstrom zu verringern, was durch die Installation des zusätzlichen Oszillators 30 bewerkstelligt wird. Damit ist jedoch in aller Regel kein weiterer Aufwand verbunden, da ein solcher Öszillator ohnehin in der Schaltungsanordnung zum Betrieb des betreffenden elektrischen Gerätes enthalten ist. Mit Hilfe des Oszillators 30 und des seine Ausgangsfrequenz herunterteilenden Frequenzteilers 31 werden in der Breite begrenzte Impulse erzeugt, deren Impulsbreite gemäß Fig. 5 so gewählt wird, daß die Stromspitzen insbesondere bei hohen Wechselspannungen von 220 bis 260 Volt in den Grenzen des für den ersten Feldeffekttransistor 1 zulässigen Betriebs bleibt Anhand der zeitlichen Darstellung der Spannungen bzw.to reduce the surge current that occurs, which can be achieved by installing the additional oscillator 30 is accomplished. With that, however As a rule, no further effort is involved, since such an oscillator is anyway included in the circuit arrangement for operating the electrical device in question is. With the help of the oscillator 30 and the dividing its output frequency down Frequency divider 31 limited in width pulses are generated, the pulse width is selected according to FIG. 5 so that the current peaks especially at high AC voltages from 220 to 260 volts within the limits of the permissible for the first field effect transistor 1 Operation remains on the basis of the time representation of the voltages or
Impulse gemäß Fig. 5 soll die Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 4 näher erläutert werden.Pulses according to FIG. 5 are intended to improve the functioning of the circuit according to FIG. 4 will be explained in more detail.
In Fig. 5a ist der Verlauf der geregelten Ausgangsspannung Uic über der Zeit t dargestellt, wobei parallel zur Zeitachse die konstante Referenzspannung Uref gestrichelt eingetragen ist.In Fig. 5a the course of the regulated output voltage Uic is about of time t, with the constant reference voltage parallel to the time axis Uref is entered in dashed lines.
In Fig. 5b ist die vom Frequenzteiler 31 abgegebene, heruntergeteilte Impulskette dargestellt, wobei die Impulsbreite d beträgt.In Fig. 5b is the output from the frequency divider 31, divided down Pulse chain shown, the pulse width being d.
In Fig. 5c ist das Ausgangssignal des Komparators 41 dargestellt, das solange einen hohen Wert aufweist, wie die geregelte Ausgangs spannung Uic kleiner als die Referenzspannung Uref ist. Übersteigt die geregelte Ausgangs spannung Uic den Wert der Referenzspannung in der Zeitspanne zwischen t1 und t2, so sinkt der Pegel der Ausgangsspannung des Komparators 41 auf 0 Volt bzw. a2 - heruntergeteilt im Verhältnis der Widerstunde 44/45. Das in Fig. 5d dargestellte Impuls- diagramm am Ausgang des NAND-Gatters 48 zeigt, daß immer dann ein Impuls am Ausgang des NAND-Gatters 48 ansteht, wenn die vom Frequenzteiler 31 abgegebene Impulskette eine Lücke aufweist. Übersteigt die geregelte Ausgangs spannung Uic die fest eingestellte Referenzspannungsquelle Uref, so bleibt für diesen Bereich das Ausgangspotential des NAND-Gatters 48 ständig auf hohem Potential.In Fig. 5c the output signal of the comparator 41 is shown, which has a high value as long as the regulated output voltage Uic is smaller than the reference voltage is Uref. If the regulated output voltage exceeds Uic the value of the reference voltage in the period between t1 and t2, the decreases Level of the output voltage of the comparator 41 to 0 volts or a2 - divided down in the ratio of the resistance hour 44/45. The pulse shown in Fig. 5d diagram at the output of the NAND gate 48 shows that there is always a pulse at the output of the NAND gate 48 is present when the pulse train emitted by the frequency divider 31 has a gap. If the regulated output voltage Uic exceeds the fixed reference voltage source Uref, the output potential of the NAND gate 48 remains constant for this area at high potential.
Wie der Fig. 5e zu entnehmen ist, befindet sich der erste Feldeffekttransistor 1 immer dann im leitenden Zustand, wenn die am Ausgang des NAND-Gatters 48 anstehenden Impulse niedriges Potential aufweisen.As can be seen from FIG. 5e, the first field effect transistor is located 1 always in the conductive state when the pending at the output of the NAND gate 48 Impulse have low potential.
Durch die fest vorgegebene Impulsbreite am Ausgang des Frequenzteilers 31 wird erreicht, daß plötzlich auftretende oder periodisch wiederkehrende Stromspitzen am Eingang der Schaltung keine negativen oder schädlichen Auswirkungen auf die in der Regel teuren Feldeffekttransistoren haben.Due to the fixed pulse width at the output of the frequency divider 31 it is achieved that suddenly occurring or periodically recurring current peaks at the input of the circuit no negative or harmful effects on the in usually have expensive field effect transistors.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823241738 DE3241738A1 (en) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | Switched-mode power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823241738 DE3241738A1 (en) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | Switched-mode power supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3241738A1 true DE3241738A1 (en) | 1984-05-17 |
Family
ID=6177884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823241738 Withdrawn DE3241738A1 (en) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | Switched-mode power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3241738A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4709316A (en) * | 1985-12-27 | 1987-11-24 | General Electric Company | Single-ended DC-to-DC converter with lossless switching |
| DE10112539A1 (en) * | 2001-03-15 | 2002-10-02 | Infineon Technologies Ag | Switching converter and method for controlling a switch in a switching converter |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1451437A (en) * | 1965-07-19 | 1966-01-07 | Anciens Ets Barbier | Voltage Regulator |
| GB1142576A (en) * | 1967-02-03 | 1969-02-12 | Marconi Co Ltd | Improvements in or relating to stabilised d.c. supply systems |
| JPS54119619A (en) * | 1978-03-08 | 1979-09-17 | Ricoh Co Ltd | Voltage control circuit |
-
1982
- 1982-11-11 DE DE19823241738 patent/DE3241738A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1451437A (en) * | 1965-07-19 | 1966-01-07 | Anciens Ets Barbier | Voltage Regulator |
| GB1142576A (en) * | 1967-02-03 | 1969-02-12 | Marconi Co Ltd | Improvements in or relating to stabilised d.c. supply systems |
| JPS54119619A (en) * | 1978-03-08 | 1979-09-17 | Ricoh Co Ltd | Voltage control circuit |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| DE-Z: Elektronik 1978, H.4, S.108-111 * |
| De-Z: Elektronik Informationen 1978, H.11, S.7 * |
| DE-Z: elektrotechnik 62, H.18, 29.09.80, S.94,95 * |
| GB-Z: Electronic Engineering, Nov. 77, S.27 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4709316A (en) * | 1985-12-27 | 1987-11-24 | General Electric Company | Single-ended DC-to-DC converter with lossless switching |
| DE10112539A1 (en) * | 2001-03-15 | 2002-10-02 | Infineon Technologies Ag | Switching converter and method for controlling a switch in a switching converter |
| US7339358B2 (en) | 2001-03-15 | 2008-03-04 | Infineon Technologies Ag | Switching converter and method for driving a switch in a switching converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0423885B1 (en) | Current supply with inrush current limitation | |
| EP0498917B1 (en) | Clock-controlled converter with current limiting | |
| EP0660977A1 (en) | Synchronous rectifier resistant to feedback | |
| DE2728608A1 (en) | DC VOLTAGE CONVERTER | |
| EP0247409B1 (en) | Switching power supply having a primary chopping converter | |
| DE2809439A1 (en) | SWITCHING DEVICE FOR CONTROLLING THE BASE CURRENT OF A POWER TRANSISTOR OPERATED AS A SWITCHING TRANSISTOR | |
| EP0287166B1 (en) | Initial-current surge limiting circuitry for a switching transistor | |
| DE10144591C2 (en) | Circuit arrangement for voltage regulation | |
| EP0057910B1 (en) | Circuit for the regulated supply to a user | |
| DE2167212C2 (en) | Circuit arrangement for generating at least one predetermined output voltage, the size of which is independent of an input voltage | |
| DE19529333B4 (en) | Self-exciting flyback converter and method of controlling a self-excited flyback converter | |
| EP0229950A1 (en) | Transformerless supply circuit | |
| EP0727062A1 (en) | Switched-mode power supply | |
| DE3241738A1 (en) | Switched-mode power supply | |
| EP0024523B1 (en) | Single-ended forward converter for generating electrically separated d.c. output voltages | |
| EP0707377A1 (en) | Current supply device | |
| DE2755607C2 (en) | ||
| EP0027171A1 (en) | Forward D.C. converter | |
| EP0302433B1 (en) | Flyback converter | |
| DE3300285C2 (en) | Electronic switching power supply | |
| EP0320605B1 (en) | Electronic switching power supply with an inductance dc-dc converter | |
| DE10048592B4 (en) | polarity reversal protection circuit | |
| DE3226998C2 (en) | Circuit arrangement for electrically isolated control of at least one power transistor | |
| EP0987806A2 (en) | Excess voltage switch-off circuit | |
| DE3536447A1 (en) | Transistor output stage which is resistant to short circuits and overload |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |