DE3337820C2

DE3337820C2 -

Info

Publication number: DE3337820C2
Application number: DE19833337820
Authority: DE
Inventors: Horst 1000 Berlin De Wenzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-10-14
Filing date: 1983-10-14
Publication date: 1989-09-28
Also published as: DE3337820A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltnetzteil mit einem Transformator, dessem Primärwicklung mit dem Ausgang einer steuerbaren Gleichspannungszerhackereinrichtung in Verbindung steht, die mit ihrem Steuereingang an dem Ausgang eines Pulsbreitenmodulators angeschlossen ist, und dessen Sekundärseite mehrere Gleichspannungsausgangskreise mit jeweils einem Gleichspannungsausgang liegen, wobei in jedem Gleichspannungs ausgangskreis jeweils eine Sekundärwicklung des Transformators mit dem Gleichspannungsausgang des jeweiligen Gleichspannungsausgangs kreises über eine Gleichrichteranordnung und ein nachgeordnetes Siebfilter in Verbindung steht, das von einer Speicherdrossel und einem Glättungskondensator gebildet ist, und wobei einer der Gleichspannungsausgangskreise mit seinem Gleichspannungsausgang an einem Steuereingang des Pulsbreitenmodulators angeschlossen ist und die weiteren Gleichspannungsausgangskreise jeweils eine Drossel mit Eiskern als steuerbare Induktivität aufweisen, die in Reihe mit der jeweiligen Sekundärwicklung des Transformators an dem Eingang der Gleichrichteranordnung liegt und über eine Regeleinrichtung mit dem jeweiligen Gleichspannungsausgang in Verbindung steht, wobei die Regeleinrichtung einen steuerbaren Schalter enthält, der in Reihe mit einem elektrischen Ventil und einem Widerstand parallel zu der Speicherdrossel zwischen dem Gleichspannungsausgang und dem Eingang der Gleichrichteranordnung liegt, und eine Vorrichtung zur Prüfung der Spannung an dem jeweiligen Gleichspannungsausgang auf Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes aufweist, deren Ausgang mit dem Steuereingang des steuerbaren Schalters verbunden ist. The invention relates to a switching power supply with a transformer, whose primary winding with the output of a controllable DC chopper device is connected, which with its control input at the output of a pulse width modulator is connected, and its secondary side several DC output circuits with one each DC voltage output, being in each DC voltage output circuit each have a secondary winding of the transformer with the DC voltage output of the respective DC voltage output circuit via a rectifier arrangement and a subordinate Sieve filter is connected by a Storage choke and a smoothing capacitor is formed, and one of the DC output circuits with its DC voltage output at a control input of the pulse width modulator is connected and the other DC voltage output circuits each a choke with ice core as controllable Have inductance in series with each Secondary winding of the transformer at the input of the rectifier arrangement lies and via a control device with the is connected to the respective DC voltage output, whereby the control device contains a controllable switch which in series with an electrical valve and a resistor parallel to the storage choke between the DC voltage output and the input of the rectifier arrangement, and a device for checking the voltage on the respective DC voltage output on exceeding a predetermined Has threshold value, the output with the control input of the controllable switch is connected.

Ein derartiges Schaltnetzteil ergibt sich ohne weiteres aus der Zeitschrift "Der Elektroniker" Heft 6, 1982, Seite 11 ff in Verbindung mit der Zeitschrift "E u. M", 1983, H. 6, Seite 272 und 273, wenn man anstelle des weiteren Gleichspannungsausgangskreises mit Transduktor, Gleichrichter und Filter nach "Der Elektroniker" an jeweils eine Sekundärwicklung des Leistungsübertragers Gleichspannungsausgangskreise nach "E u. M" anschließt.Such a switching power supply is readily available from the magazine "Der Elektroniker" issue 6, 1982, Page 11 ff in connection with the magazine "E u. M", 1983, H. 6, pages 272 and 273, if one instead of the further DC output circuit with transducer, Rectifiers and filters according to "The Electronics Technician" on each a secondary winding of the power transformer DC voltage output circuits after "E and M" connects.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Schaltnetzteil so zu gestalten, daß mehrere Gleichspannungsausgänge parallel geschaltet werden können.The invention has for its object such a switching power supply to be designed so that several DC voltage outputs can be connected in parallel.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Ausgang der Vorrichtung zur Prüfung der Spannung einen Steueranschluß des jeweiligen Gleichspannungsausgangskreises bildet, daß jeder Gleichspannungsausgangskreis eine Stromerfassungseinrichtung zur Überwachung des Stromes in dem jeweiligen Gleichspannungskreis auf Überschreiten eines vorgegebenen Wertes enthält und daß der Ausgang jeder Stromerfassungseinrichtung jeweils an einen weiteren Steuereinang des Pulsbreitenmodulator angeschlossen ist.The solution to this problem is that the output of the Device for checking the voltage of a control connection of the respective DC output circuit that each DC output circuit a current detection device for monitoring the current in the respective DC voltage circuit contains if a predetermined value is exceeded and that the output of each current detection device is on connected another control input of the pulse width modulator is.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles besteht darin, daß die Ausgänge der Vorrichtungen zur Prüfung der Spannung an dem jeweiligen Gleichspannungsausgang Steueranschlüsse der jeweiligen Gleichspannungsausgangskreise bilden und daher in vorteilhafter Weise miteinander verbunden werden können, so daß die Spannungen an den Gleichspannungsausgängen der entsprechenden Gleichspannungsausgangskreise jeweils auf den gleichen Wert geregelt werden und die Gleichspannungsausgangskreise an ihren Gleichspannungsausgängen parallel miteinander verbunden werden können. Auf die gleiche Weise können auch mehrere der erfindungemäßen Schaltnetzteile an ihren Gleichspannungsausgängen untereinander parall geschaltet werden. Dies ist dadurch ermöglicht, daß jeder Gleichspannungsausgangskreis eine Stromerfassungseinrichtung zur Überwachung des Stromes in dem jeweiligen Gleichspannungsausgangskreis auf Überschreiten eines vorgegebenen Wertes enthält und der Ausgang jeder Stromerfassungseinrichtung jeweils an einen weiteren Steuereingang des Pulsbreitenmodulators anschlossen ist. Auf diese Weise werden nämlich die einzelnen Gleichspannungsausgangskreise unabhängig voneinander gegen Überlastung durch zu hohe Ströme gesichert. nämlich in einem Gleichspannungsausgangskreis der Strom einen vorgegebenen Wert überschreitet, aktiviert die jeweilige Stromerfassungseinrichtung über ihren Ausgang den Pulsbreitenmodulator. Dieser verringert daraufhin bei der Gleichspannungszerhackereinrichtung die Einschaltzeit, in der dem Transformator primärseitig aus der Zerhackereinrichtung Energie zugeführt wird, so daß eine Überlastung des Schaltnetzteiles verhindert wird. Ein weiterer Vorteil besteht in der separaten Stromüberwachung der einzelnen Gleich spannungsausgangskreise, so daß jeder Gleichspannungsausgangskreis nur auf die für ihn vorgesehene maximale abgebbare Ausgangsleitung ausgelegt werden muß.The main advantage of the invention Switching power supply is that the outputs of the Devices for checking the voltage on the respective DC voltage output control connections of the respective Form DC voltage output circuits and therefore more advantageous Way can be connected so that the Voltages at the DC voltage outputs of the corresponding DC output circuits each to the same value are regulated and the DC voltage output circuits their DC voltage outputs connected in parallel can be. In the same way, several can of the switching power supplies according to the invention at their DC voltage outputs can be switched in parallel. This is thereby allowing each DC output circuit a current detection device for monitoring the current exceeded in the respective DC voltage output circuit contains a predetermined value and the Output of each current detection device to one further control input of the pulse width modulator is connected. In this way, namely individual DC output circuits independently secured against overload by excessive currents. namely in a DC output circuit Current exceeds a predetermined value, activated the respective current detection device via its output the pulse width modulator. This then reduces the DC chopper the turn on time in which the transformer on the primary side from the chopper Energy is supplied so that the switching power supply is overloaded is prevented. Another advantage is there in the separate current monitoring of the individual equals voltage output circuits so that each DC voltage output circuit only to the maximum dispensable intended for him Output line must be designed.

Ist ein Gleichspannungsausgangskreis für die Entnahme eines hohen Stromes an seinen Gleichspannungsausgang ausgelegt, so kann es ein Vorteil sein, wenn die zugehörige Stromerfassungseinrichtung einen Stromwandler enthält, der mit seinem Strom pfad in Reihe mit der Sekundärwicklung des Transformators und dem Eingang der Gleichrichteranordnung liegt und wenn an der Sekundärwicklung des Stromwandlers eine Reihenschaltung aus einer Diode und einem Meßwiderstand angeschlossen ist, wobei die Anschlüsse des Meßwiderstandes den Ausgang der Stromerfassungseinrichtung bilden. Der Strompfad des Stromwandlers weist nämlich einen besonders geringen Widerstand auf, so daß auch bei hohen Strömen in dem Gleichspannungsausgangskreis die in dem Stromwandler auftretende Verlustleistung sehr gering ist. Ein weiterer Vorteil des Stromwandlers besteht darin, daß er den jeweiligen Gleichspannungsausgangskreis von der Primärseite des Transformators galvanisch trennt.Is a DC output circuit for the extraction of a high current to its DC voltage output, so it can be an advantage if the associated current detection device contains a current transformer with its current path in series with the secondary winding of the transformer and the input of the rectifier arrangement and if at the Secondary winding of the current transformer a series connection a diode and a measuring resistor is connected, wherein the connections of the measuring resistor the output of the current detection device form. The current path of the current transformer namely has a particularly low resistance, so that even with high currents in the DC output circuit the power loss occurring in the current transformer very much is low. Another advantage of the current transformer is in that it has the respective DC voltage output circuit of galvanically isolates the primary side of the transformer.

Bei Gleichspannungsausgangskreisen, die für eine weniger hohe Stromentnahme an ihren Gleichspannungsausgängen ausgelegt sind, wird ein einfacher und daher kostengünstiger Aufbau des Schaltnetzteiles in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß die jeweilige Stromerfassungseinrichtung einen Stromerfassungs widerstand enthält, der in Reihe mit dem Ausgang des Siebfilters und dem Gleichspannungsausgang des jeweiligen Gleichspannungs ausgangskreises liegt und daß die Stromerfassungseinrichtung weiterhin eine Optokoppler aufweist, der mit seiner eingangsseitigen Leuchtdiode parallel zu dem jeweiligen Stromerfassungswiderstand angeordnet ist und bei dem die Kollektor-Emitter-Strecke des ausgangsseitigen Fototransistors den Ausgang der Stromerfassungseinrichtung bildet. Der Optokoppler bewirkt in vorteilhafter Weise eine galvanische Trennung der Primär- Sekudärseite des Transformators. Ein weiterer Vorteil des Optokopplers besteht darin, daß infolge der Schwellenspannung der eingangsseitigen Leuchtdiode des Optokopplers dieser seinen Ausgang erst dann aktiviert, wenn der Strom durch den Stromerfassungswiderstand einen vorgegebenen Wert überschreitet.For DC output circuits that are for a less high Current draw designed at their DC voltage outputs are a simple and therefore inexpensive construction of the Switching power supply advantageously achieved in that the respective current detection device a current detection contains resistance that is in series with the output of the screen filter and the DC voltage output of the respective DC voltage output circuit and that the current detection device still has an optocoupler with its input-side light-emitting diode parallel to the respective one Current detection resistor is arranged and in which the Collector-emitter path of the output-side photo transistor forms the output of the current detection device. The Optocoupler advantageously effects a galvanic one Separation of the primary-secondary side of the transformer. Another advantage of the optocoupler is that due to the threshold voltage of the LED on the input side the optocoupler only activates its output, when the current through the current detection resistor exceeds a predetermined value.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles dargestellt.To explain the invention is a preferred in the drawing Embodiment of the invention Switching power supply shown.

Das Schaltnetzteil enthält einen Netzgleichrichter 1, der eingangsseitig an einem Wechselspannungsnetz liegt und mit seinem Ausgang 2 an den Gleichspannungseingang 3 einer steuerbaren Gleichspannungszerhackereinrichtung 4 angeschlossen ist. Dies liegt mit ihrem Ausgang 5 an der Primärwicklung 6 eines Transformators 7, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Gleichspannungszerhackereinrichtung einen Eintakt-Durchflußwandler bildet. Die Gleichspannungszerhacker einrichtung 4 enthält einen Feldeffekt-Transformator 8, der die Primärwicklung 6 über seine Drain-Source-Strecke und einen niederohmigen Source-Widerstand 9 mit dem Gleichspannungseingang 3 der Einrichtung 4 verbindet. Anstelle des Feldeffekt- Transformators 8 kann auch ein bipolarer Schalttransistor Verwendung finden. Der Gate-Anschluß des Feldeffekt-Transformators 8 bildet einen Steuereingang 10 der Gleichspannungszerhacker einrichtung 4, der mit dem Ausgang 11 eines Pulsbreiten modulators 12 verbunden ist. Der Transformator 7 weist eine Entmagnetisierungswicklung 13 auf, die über eine Diode 14 an dem Gleichspannungseingang 3 der Gleichspannungszerhackereinrichtung 4 angeschlossen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Schaltnetz auf der Sekundärseite des Transformators 7 drei Gleichspannungsausgangskreise 15, 16 und 17 auf, die an jeweils einer Sekundärwicklung 18, 19 und 20 des Transformators 7 liegen. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Schaltnetzteil weitere, hier nicht dargestellte Gleichspannungsausgangskreise enthalten. Der Gleich spannungsausgangskreis 15 ist mit seinem Gleichspannungsausgang 21 an einem Steuereingang 22 des Pulsbreitenmodulators 12 angeschlossen; ein weiterer Steuereingang 23 des Puls breitenmodulators 12 ist mit dem Ausgang 24 einer Stromerfassungs einrichtung 25 verbunden. Diese enthält einen Stromwandler 26, der mit seinem Strompfad in Reihe mit der Sekundärwicklung 18 des Transformators 7 liegt. An der Sekundärwicklung des Stromwandlers 26 ist eine Reihenschaltung aus einer Diode 27 und einem Meßwiderstand 28 angeschlossen, wobei die Anschlußklemmen des Meßwiderstandes 28 den Ausgang 24 der Stromerfassungseinrichtung 25 bilden. Der Reihenschaltung aus der Sekundärwicklung 18 des Transformators 7 und dem Strompfad des Stromwandlers 26 ist eine Gleichrichteranordnung 29 mit ihrem Eingang 30 nachgeordnet. Die Gleichrichter anordnung 29 enthält eine Reihenschaltung aus einer Gleich richterdiode 31 und einer Freilaufdiode 32, die an ihren Kathoden-Anschlüssen miteinander verbunden sind. Dabei bilden die Anschlußklemmen der Reihenschaltung den Eingang 30 und die Anschlußklemmen der Freilaufdiode 32 den Ausgang 33 der Gleichrichteranordnung 29. An diesem ist ein Siebfilter 34 mit seinem Eingang 35 angeschlossen. Das Siebfilter 34 enthält eine Reihenschaltung aus einer Speicherdrossel 36 und einen Glättungskondensator 37, wobei die Anschlußklemmen der Reihenschaltung den Eingang 35 und die Anschlußklemmen des Glättungskondensators 37 den Ausgang 38 des Siebfilters 34 bilden. Der Ausgangs 38 des Siebfilters 34 bildet den Ausgang 21 des Gleichspannungsausgangskreises 15.The switched-mode power supply contains a mains rectifier 1 , which is connected to an AC voltage network on the input side and has its output 2 connected to the DC voltage input 3 of a controllable DC voltage chopper device 4 . This is due to its output 5 on the primary winding 6 of a transformer 7 , which in the illustrated embodiment forms a single-ended flow converter with the DC voltage chopper device. The DC voltage chopper device 4 contains a field effect transformer 8 , which connects the primary winding 6 via its drain-source path and a low-impedance source resistor 9 to the DC voltage input 3 of the device 4 . Instead of the field effect transformer 8 , a bipolar switching transistor can also be used. The gate terminal of the field effect transformer 8 forms a control input 10 of the DC chopper device 4 , which is connected to the output 11 of a pulse width modulator 12 . The transformer 7 has a demagnetization winding 13 which is connected via a diode 14 to the DC voltage input 3 of the DC voltage chopper device 4 . In the illustrated embodiment, the switching network on the secondary side of the transformer 7 has three DC output circuits 15 , 16 and 17 , each of which is connected to a secondary winding 18 , 19 and 20 of the transformer 7 . In addition, the switching power supply according to the invention can contain further DC voltage output circuits, not shown here. The DC voltage output circuit 15 is connected with its DC voltage output 21 to a control input 22 of the pulse width modulator 12 ; Another control input 23 of the pulse width modulator 12 is connected to the output 24 of a current detection device 25 . This contains a current transformer 26 , the current path of which lies in series with the secondary winding 18 of the transformer 7 . A series circuit comprising a diode 27 and a measuring resistor 28 is connected to the secondary winding of the current transformer 26 , the connecting terminals of the measuring resistor 28 forming the output 24 of the current detection device 25 . The series connection of the secondary winding 18 of the transformer 7 and the current path of the current transformer 26 is followed by a rectifier arrangement 29 with its input 30 . The rectifier arrangement 29 contains a series connection of a rectifier diode 31 and a freewheeling diode 32 , which are connected to one another at their cathode connections. The terminals of the series connection form the input 30 and the terminals of the freewheeling diode 32 form the output 33 of the rectifier arrangement 29 . A sieve filter 34 with its input 35 is connected to this. The sieve filter 34 contains a series circuit comprising a storage inductor 36 and a smoothing capacitor 37 , the terminals of the series circuit forming the input 35 and the terminals of the smoothing capacitor 37 forming the output 38 of the sieve filter 34 . The output 38 of the sieve filter 34 forms the output 21 of the DC voltage output circuit 15 .

Bei dem Gleichspannungsausgangskreis 16 liegt in Reihe mit der Sekundärwicklung 19 des Transformators 7 eine steuerbare Induktivität 40, die aus einer Drosselspule mit einem Einsenker besteht. An die Reihenschaltung aus der Sekundärwicklung 19 und der steuerbaren Induktivität 40 ist eine Gleichrichteranordnung 41 mit ihrem Eingang 42 angeschlossen. Diese enthält eine Gleichrichterdiode 43 und eine Freilaufdiode 44, die ebenso wie in der Gleichrichteranordnung 42 des Gleichspannungsausgangskreises 15 angeordnet sind. Der Ausgang 45 der Gleichrichteranordnung 41 ist mit dem Eingang 46 eines Siebfilters 47 verbunden, das entsprechend dem Siebfilter 34 des Gleichspannungsausgangskreises 15 aus einer Speicherdrossel 48 und einem Glättungskondensator 49 gebildet ist. Der Gleichspannungsausgangskreis 16 enthält weiterhin eine Stromerfassungseinrichtung 50, die zwischen dem Ausgang 51 des Siebfilters 47 und dem Gleichspannungsausgang 52 des Gleichspannungsausgangskreises 16 angeordnet ist und mit ihrem Ausgang 53 an einem weiteren Steuereingang 54 des Puls breitenmodulators 12 angeschlossen ist. Die Stromerfassungs einrichtung 50 weist einen Stromerfassungswiderstand 55 auf, der in Reihe mit dem Ausgang 51 des Siebfilters 47 und dem Gleichspannungsausgang 52 liegt. Parallel zu dem Stromerfassungs widerstand 55 ist ein Optokoppler 56 mit seiner eingangsseitigen Leuchtdiode angeschlossen, wobei die Kollektor- Emitter-Strecke des ausgangsseitigen Fototransistors den Ausgang 53 der Stromerfassungseinrichtung 50 bildet.In the DC voltage output circuit 16 , in series with the secondary winding 19 of the transformer 7, there is a controllable inductor 40 , which consists of a choke coil with a sinker. A rectifier arrangement 41 with its input 42 is connected to the series circuit comprising the secondary winding 19 and the controllable inductance 40 . This contains a rectifier diode 43 and a freewheeling diode 44 , which are arranged in the same way as in the rectifier arrangement 42 of the DC voltage output circuit 15 . The output 45 of the rectifier arrangement 41 is connected to the input 46 of a sieve filter 47 which, in accordance with the sieve filter 34 of the DC voltage output circuit 15, is formed from a storage choke 48 and a smoothing capacitor 49 . The DC voltage output circuit 16 further includes a current detection device 50 , which is arranged between the output 51 of the screen filter 47 and the DC voltage output 52 of the DC voltage output circuit 16 and is connected with its output 53 to a further control input 54 of the pulse width modulator 12 . The current detection device 50 has a current detection resistor 55 , which is in series with the output 51 of the screen filter 47 and the DC voltage output 52 . In parallel to the current detection resistor 55 , an optocoupler 56 is connected with its input-side light-emitting diode, the collector-emitter path of the output-side phototransistor forming the output 53 of the current detection device 50 .

Die steuerbare Induktivität 40 des Gleichspannungsausgangs kreises 16 steht über eine Regeleinrichtung 57 mit dem Gleichspannungsausgang 52 in Verbindung. Die Regeleinrichtung 57 enthält eine Vorrichtung 58 zur Prüfung der Spannung an dem Gleichspannungsausgang 52 auf Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes. Die Vorrichtung 58 besteht aus einer Reihenschaltung von einer Zenerdiode 59 mit einem Vorwiderstand 60, wobei parallel zu der Zenerdiode 59 ein Kondensator 61 angeordnet sein kann. Die Verbindungsstelle von Zenerdiode 59 und Vorwiderstand 60 bildet den Ausgang der Vorrichtung 58 und ist als Steueranschluß 62 des Gleichspannungsausgangskreises 16 herausgeführt. Die Regeleinrichtung 57 enthält weiterhin einen steuerbaren Schalter 63, der mit seinem Steuereingang 64 an dem Ausgang der Vorrichtung 58 angeschlossen ist. Der steuerbare Schalter 63 besteht aus einem Transistor, dessen Basisanschluß den Steuereinang 64 des Schalters 63 bildet. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors bildet ein Ventil, das in Reihe mit einem Widerstand 65 und einer Diode 66 zwischen dem Gleichspannungsausgang 52 und dem Eingang 42 der Gleichrichteranordnung 41 und parallel zu der Speicherdrossel 48 des Siebfilters 47 angeordnet ist. Die Diode dient zum Schutz des Transistors und kann ggf. entfallen.The controllable inductance 40 of the DC voltage output circuit 16 is connected to the DC voltage output 52 via a control device 57 . The control device 57 contains a device 58 for checking the voltage at the DC voltage output 52 for exceeding a predetermined threshold value. The device 58 consists of a series connection of a Zener diode 59 with a series resistor 60 , it being possible for a capacitor 61 to be arranged in parallel with the Zener diode 59 . The junction of the Zener diode 59 and the series resistor 60 forms the output of the device 58 and is brought out as a control connection 62 of the DC voltage output circuit 16 . The control device 57 also contains a controllable switch 63 , which is connected with its control input 64 to the output of the device 58 . The controllable switch 63 consists of a transistor, the base connection of which forms the control input 64 of the switch 63 . The collector-emitter path of the transistor forms a valve which is arranged in series with a resistor 65 and a diode 66 between the DC voltage output 52 and the input 42 of the rectifier arrangement 41 and in parallel with the storage inductor 48 of the sieve filter 47 . The diode serves to protect the transistor and can be omitted if necessary.

Der Gleichspannungsausgangskreis 17 und ggf. weitere, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel des Schaltnetzteiles nicht dargestellte Gleichspannungsausgangskreise, sind ebenso, wie der Gleichspannungsausgangskreis 16 aufgebaut.The DC voltage output circuit 17 and possibly further DC voltage output circuits, which are not shown in the present exemplary embodiment of the switching power supply, are constructed in the same way as the DC voltage output circuit 16 .

So ist auch bei dem Gleichspannungsausgangskreis 17 eine Sekundärwicklung 20 über eine steuerbare Induktivität 70 bestehend aus einer Drosselspule mit einem Eiskern an dem Eingang 71 einer Gleichrichteranordnung 72 angeschlossen. Die Gleichrichteranordnung 72 enthält ebenso wie die Gleichrichteranordnungen 29 und 41 eine Gleichrichterdiode 73 und eine Freilaufdiode 74. An dem Ausgang 75 der Gleichrichteranordnung 72 ist mit seinem Eingang 77 ein Siebfilter 76 angeschlossen, das eine Speicherdrossel 78 und einen Glättungskondensator 79 enthält, und an seinem Ausgang 80 über eine Stromerfassungseinrichtung 81 mit dem Gleichspannungsausgang 82 des Gleichspannungsausgangskreises 17 verbunden ist. Die Stromerfassungseinrichtung 81 weist ebenso wie die Stromerfassungseinrichtung 50 einen Stromerfassungswiderstand 83 und einen Optokoppler 84 auf und ist mit ihrem Ausgang 85 an einen weiteren Steuereingang 86 des Pulsbreitenmodulators 12 angeschlossen. Der Gleichspannungsausgangskreis 17 enthält ebenfalls eine Regeleinrichtung 87 mit einer Vorrichtung 88 zur Prüfung der Spannung an dem Gleichspannungsausgang 82 auf Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes. Diese weist eine Zenerdiode 89 mit einem Vorwiderstand 90 und einen Kondensator 91 auf, wobei die Verbindungsstelle von Zenerdiode 89 und Vorwiderstand 90 den Ausgang der Vorrichtung 86 bilden, der als Steueranschluß 92 des Gleichspannungsausgangskreises 17 herausgeführt ist. Der Ausgang der Vorrichtung 86 ist mit dem Steuereingang 93 eines steuerbaren Schalters 94 verbunden; dieser besteht aus einem Transistor, der mit seiner ein elektrisches Ventil bildenden Kollektor-Emitter- Strecke in Reihe mit einem Widerstand 95 und einer Diode 96 parallel zu der Speicherdrossel 78 zwischen dem Gleichspannungsausgang 82 und dem Eingang 71 der Gleichrichteranordnung 72 liegt.Thus, in the case of the DC voltage output circuit 17 , too, a secondary winding 20 is connected via a controllable inductor 70 consisting of a choke coil with an ice core to the input 71 of a rectifier arrangement 72 . The rectifier arrangement 72 , like the rectifier arrangements 29 and 41, contains a rectifier diode 73 and a free-wheeling diode 74 . At the output 75 of the rectifier arrangement 72 , a sieve filter 76 is connected with its input 77 , which contains a storage choke 78 and a smoothing capacitor 79 , and at its output 80 is connected to the DC voltage output 82 of the DC voltage output circuit 17 via a current detection device 81 . Like the current detection device 50, the current detection device 81 has a current detection resistor 83 and an optocoupler 84 and its output 85 is connected to a further control input 86 of the pulse width modulator 12 . The DC voltage output circuit 17 also contains a control device 87 with a device 88 for checking the voltage at the DC voltage output 82 for exceeding a predetermined threshold value. This has a Zener diode 89 with a series resistor 90 and a capacitor 91 , the junction of the Zener diode 89 and series resistor 90 forming the output of the device 86 , which is led out as a control connection 92 of the DC voltage output circuit 17 . The output of the device 86 is connected to the control input 93 of a controllable switch 94 ; this consists of a transistor which, with its collector-emitter path forming an electric valve, is connected in series with a resistor 95 and a diode 96 in parallel with the storage choke 78 between the DC voltage output 82 and the input 71 of the rectifier arrangement 72 .

Die Spannung aus dem Wechselspannungsnetz wird in dem Netz gleichrichter 1 gleichgerichtet und gesiebt. Die so gewonnene Gleichspannung wird in der Gleichspannungszerhackereinrichtung 4 durch den schnell schaltenden Feldeffekt-Transistor 8 zerhackt und in dem Transformator 7 von der Primärseite auf die Sekundärseite transformiert. Der Feldeffekt-Transistor 8 wird dabei von dem Pulsbreitenmodulator 12 gesteuert, wobei daß Verhältnis der Einschaltzeit, in der der Transistor 8 leitend ist, zu der Ausschaltzeit, in der er sperrt, bis auf 1 : 1 variabel ist. Während der Einschaltzeit wird die Energie von der Primäreite des Transformators 7 auf dessen Sekundärseite zu den einzelnen Gleichspannungsausgangskreisen 15, 16 und 17 übertragen; in der Ausschaltzeit des Transistors 8 entmagnetisiert sich der Transformator 7 über die Entmagnetisierungswicklung 13 und die Diode 14. An den Sekundärwicklungen 18, 19 und 20 des Transformators 7 entsteht jeweils eine Folge von rechteckförmigen Wechselspannungsimpulsen, aus denen jeweils mit Hilfe der Gleichrichteranordnung 29, 41 bzw. 72 ein pulsförmiger Gleichstrom abgeleitet wird, wobei die Dauer eines Stromimpulses der Einschaltzeit des Feldeffekt- Transistor 8 entspricht. The voltage from the AC voltage network is rectified and screened in the network rectifier 1 . The DC voltage obtained in this way is chopped in the DC voltage chopper 4 by the fast-switching field-effect transistor 8 and transformed in the transformer 7 from the primary side to the secondary side. The field effect transistor 8 is controlled by the pulse width modulator 12 , the ratio of the switch-on time in which the transistor 8 is conductive to the switch-off time in which it blocks is variable up to 1: 1. During the switch-on time, the energy is transmitted from the primary side of the transformer 7 on its secondary side to the individual DC output circuits 15 , 16 and 17 ; during the switch-off time of the transistor 8 , the transformer 7 demagnetizes via the demagnetizing winding 13 and the diode 14 . On the secondary windings 18 , 19 and 20 of the transformer 7 there is a series of rectangular AC voltage pulses, from which a pulse-shaped direct current is derived with the aid of the rectifier arrangement 29 , 41 and 72 , the duration of a current pulse of the on-time of the field-effect transistor 8 corresponds.

Bei dem einen Gleichspannungsausgangskreis 15 wird der puls förmige Gleichstrom in der Stromerfassungseinrichtung 25 von dem Stromwandler 26 erfaßt. Dabei wird an dem Meßwiderstand 28 ein den Pulsbreitenmodulator 12 an seinem weiteren Eingang 23 steuernder Spannungsabfall erzeugt. Sobald der pulsförmige Gleichstrom in dem Strompfad des Stromwandlers 26 einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird die Gleichspannungs zerhackereinrichtung 4 durch den Pulsbreitenmodulator 12 derart gesteuert, daß sich das Verhältnis der Einschaltzeit zu der Ausschaltzeit des Feldeffek-Transistors 8 verringert. In dem Siebglied 34 wird der pulsförmige Gleichstrom weitgehend geglättet, so daß an dem Ausgang 38 des Siebgliedes 34 und damit auch an dem Gleichspannungsausgang 21 eine Gleichspannung geringer Welligkeit zur Verfügung steht. Bei jedem Strompuls des pulsförmigen Gleichstromes wird nämlich in der Speicherdrossel 36 des Siebgliedes 34 magnetische Energie gespeichert, die nach dem Strompuls während der Ausschaltzeit des Feldeffekt-Transistors 8 in Form eines durch die Freilaufdiode 32 fließenden Entmagnetisierungsstromes wieder abgegeben wird. Danach wird auch nach dem Strompuls der durch die Speicherdrossel 36 fließende Strom aufrechterhalten, so daß an dem Gleichspannungsausgang 21 ein stetiger Gleichstrom entnehmbar ist. Die Regelung der Spannung an dem Gleichspannungsausgang 21 auf einen vorgegebenen Sollwert erfolgt durch den Pulsbreitenmodulator 12. Sobald nämlich die Spannung an dem Gleichspannungsausgang 21 den vorgegebenen Sollwert überschreitet, steuert der Pulsbreitenmodulator die Gleichspannungszerhackereinrichtung 4 derart an, daß sich das Verhältnis der Einschaltzeit zu der Ausschaltzeit des Feldeffekt- Transistors 8 verringert. Infolgedessen überträgt der Transformator 7 weniger Energie an die Gleichspannungsausgangskreise 15, 16 und 17, so daß die Spannung an dem Gleichspannungsausgang 21 sinkt. Wenn dagegen die Spannung an dem Gleichspannungsausgang 21 unter den vorgegebenen Sollwert fällt, wird die Gleichspannungszerhackereinrichtung 4 von dem Pulsbreitenmodulator 12 derart gesteuert, daß sich das Verhältnis der Einschaltzeit zur der Ausschaltzeit des Feldeffekt- Transistors 8 vergrößert.In one DC voltage output circuit 15 , the pulse-shaped direct current in the current detection device 25 is detected by the current transformer 26 . A voltage drop controlling the pulse width modulator 12 at its further input 23 is generated at the measuring resistor 28 . As soon as the pulsed direct current in the current path of the current converter 26 exceeds a predetermined value, the DC chopper 4 is controlled by the pulse width modulator 12 in such a way that the ratio of the on time to the off time of the field effect transistor 8 is reduced. The pulse-shaped direct current is largely smoothed in the filter element 34 , so that a DC voltage of low ripple is available at the output 38 of the filter element 34 and thus also at the DC voltage output 21 . With each current pulse of the pulsed direct current, magnetic energy is stored in the storage choke 36 of the filter element 34 , which is released again after the current pulse during the switch-off time of the field effect transistor 8 in the form of a demagnetizing current flowing through the free-wheeling diode 32 . Thereafter, the current flowing through the storage choke 36 is maintained even after the current pulse, so that a constant direct current can be drawn at the direct voltage output 21 . The pulse width modulator 12 regulates the voltage at the DC voltage output 21 to a predetermined desired value. As soon as the voltage at the DC voltage output 21 exceeds the predetermined target value, the pulse width modulator controls the DC voltage chopper 4 in such a way that the ratio of the switch-on time to the switch-off time of the field-effect transistor 8 is reduced. As a result, the transformer 7 transmits less energy to the DC output circuits 15 , 16 and 17 , so that the voltage at the DC output 21 drops. If, on the other hand, the voltage at the DC voltage output 21 falls below the predetermined target value, the DC voltage chopper device 4 is controlled by the pulse width modulator 12 in such a way that the ratio of the switch-on time to the switch-off time of the field effect transistor 8 increases.

Bei dem weiteren Gleichspannungsausgangskreis 16 fließt in der Einschaltzeit des Feldeffekt-Transistors 8 der aus der Spannung an der Sekundärwicklung 19 mit Hilfe der Gleichrichteranordnung 41 erzeugte pulsförmige Gleichstrom durch die steuerbare Induktivität 40. Während eines Zeitanteils der Einschaltzeit wird die steuerbare Induktivität 40 bis zu ihrer Sättigunsginduktion magnetisiert und bildet dabei für den pulsförmigen Gleichstrom einen hohen Widerstand. Nach Erreichen der Sättigungsinduktion ist dieser Widerstand nur noch gering, so daß in dem verbleibenden Zeitanteil der pulsförmige Gleichstrom ungeschwächt in das Siebglied 47 fließt. Dieses erfüllt die gleiche Funktion, wie das Siebglied 34 des Gleichspannungsausgangskreises 38, so daß an dem Gleichspannungsausgang 52 ebenfalls eine Gleichspannung geringer Welligkeit zur Verfügung steht und ein stetiger Gleichstrom entnommen werden kann. Sobald die Spannung an dem Gleichspannungsausgang 52 einen durch die Zenerdiode 59 vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird diese leitend, so daß an dem Vorwiderstand 60 ein den Transistor des steuerbaren Schalters 63 steuernder Spannungsabfall entsteht. Die Kollektor-Emitter- Strecke des Transistors wirkt dabei als elektrisches Ventil, das nur in der Ausschaltzeit des Feldeffekt-Transistors 8, wenn die Speicherdrossel 48 entmagnetisiert wird, leitend ist. Dann fließt nämlich ein Teil des von der Speicherdrossel 48 gelieferten Entmagnetisierungsstromes über den steuerbaren Schalter 63, den Widerstand 65 und die Diode 66 in die steuerbare Induktivität 40. Auf diese Weise wird die steuerbare Induktivität 40 derart vormagnetisiert, daß die in der folgenden Einschaltzeit des Feldeffekt-Transistors 8 ein besonders großer Zeitanteil benötigt wird, um die steuerbare Induktivität 40 durch den Stromimpuls des pulsförmigen Gleichstromes bis zur ihrer Sättigungsinduktion zu magnetisieren. Erst nach Erreichen der Sättigungsinduktion bildet die steuerbare Induktivität 40 einen geringen Widerstand für den pulsförmigen Gleichstrom, so daß in dem verbleibenden Zeitanteil der Einschaltzeit nur wenig Energie in das Siebfilter 47 fließt und die Spannung an dem Gleichspannungsausgang 52 sinkt.In the case of the further DC voltage output circuit 16 , the pulsed DC current generated from the voltage on the secondary winding 19 with the aid of the rectifier arrangement 41 flows through the controllable inductor 40 during the switch-on time of the field effect transistor 8 . During a time portion of the switch-on time, the controllable inductor 40 is magnetized up to its saturation induction and thereby forms a high resistance for the pulsed direct current. After reaching the saturation induction, this resistance is only slight, so that the pulsed direct current flows into the filter element 47 without weakening in the remaining time portion. This fulfills the same function as the filter element 34 of the DC voltage output circuit 38 , so that a DC voltage of low ripple is also available at the DC voltage output 52 and a constant DC current can be drawn. As soon as the voltage at the DC voltage output 52 exceeds a threshold value predetermined by the Zener diode 59 , the latter becomes conductive, so that a voltage drop which controls the transistor of the controllable switch 63 occurs at the series resistor 60 . The collector-emitter path of the transistor acts as an electrical valve which is only conductive during the switch-off time of the field-effect transistor 8 when the storage inductor 48 is demagnetized. Then a part of the demagnetizing current supplied by the storage choke 48 flows via the controllable switch 63 , the resistor 65 and the diode 66 into the controllable inductance 40 . In this way, the controllable inductor 40 is premagnetized in such a way that a particularly large amount of time is required in the following switch-on time of the field-effect transistor 8 in order to magnetize the controllable inductor 40 by the current pulse of the pulsed direct current until it saturates. Only after saturation induction has been reached does the controllable inductor 40 form a low resistance for the pulsed direct current, so that only little energy flows into the strainer filter 47 during the remaining time portion of the switch-on time and the voltage at the direct voltage output 52 drops.

Bei dem weiteren Gleichspannungskreis 17 wird die Spannung an dem Gleichspannungsausgang 82 auf die gleiche Weise wie bei dem Gleichspannungsausgangskreis geregelt. Um einen Parallelbetrieb der beiden weiteren Gleichspannungsausgangskreise 16 und 17 zu ermöglichen, werden deren Steueranschlüsse 62 und 92 miteinander verbunden, so daß die Spannungen an den beiden Gleichspannungsausgängen 52 und 82 auf den von der Zenerdiode 59 und 89 mit der jeweils geringeren Zenerspannung vorgegebenen Schwellenwert geregelt werden.With the further DC voltage circuit 17 , the voltage at the DC voltage output 82 is regulated in the same way as with the DC voltage output circuit. In order to enable parallel operation of the two further DC voltage output circuits 16 and 17 , their control connections 62 and 92 are connected to one another, so that the voltages at the two DC voltage outputs 52 and 82 are regulated to the threshold value specified by the Zener diode 59 and 89 with the respectively lower Zener voltage .

Claims

1.Switching power supply with a transformer, the primary winding of which is connected to the output of a controllable DC chopper device, whose control input is connected to the output of a pulse width modulator, and the secondary side of which has several DC voltage output circuits, each with a DC voltage output, with a secondary winding in each DC voltage output circuit of the transformer is connected to the DC voltage output of the respective DC voltage output circuit via a rectifier arrangement and a downstream filter which is formed by a storage choke and a smoothing capacitor, and wherein one of the DC voltage output circuits is connected with its DC voltage output to a control input of the pulse width modulator and the other DC voltage output circuits each have one Have choke with iron core as controllable inductance, in series with the respective Secondary winding of the transformer is located at the input of the rectifier arrangement and is connected to the respective DC voltage output via a control device, the control device including a controllable switch which is connected in series with an electrical valve and a resistor in parallel with the storage inductor between the DC voltage output and the input of the Rectifier arrangement, and has a device for checking the voltage at the respective DC voltage output for exceeding a predetermined threshold value, the output of which is connected to the control input of the controllable switch, characterized in that the outputs of the devices ( 58 and 88 ) for checking the voltage each form a control connection ( 62 or 92 ) of the respective DC voltage output circuit ( 16 or 17 ), which are connected to one another when the DC voltage output circuit is connected in parallel, so that each DC voltage output circuit ( 15, 16, 17 ) a current detection device ( 25, 50, 81 ) for monitoring the current in the respective DC voltage output circuit ( 15, 16, 17 ) for exceeding a predetermined value and that the output ( 24, 53, 85 ) of each current detection device ( 25, 50, 81 ) is each connected to a further control input ( 23, 54, 86 ) of the pulse width modulator ( 12 ).

2. Switched-mode power supply according to Claim 1, characterized in that at least one current detection device ( 25 ) contains a current transformer ( 26 ) which has its current path in series with the secondary winding ( 18 ) of the transformer ( 7 ) and the input ( 30 ) of the rectifier arrangement ( 29 ) and that a series circuit comprising a diode ( 27 ) and a measuring resistor ( 28 ) is connected to the secondary winding of the current transformer ( 26 ), the connections of the measuring resistor ( 28 ) forming the output ( 24 ) of the current detection device ( 25 ).

3. Switching power supply according to claim 1 or 2, characterized in that at least one current detection device (z. B. 50 ) contains a current detection resistor ( 55 ) in series with the output ( 51 ) of the filter screen ( 47 ) and the DC voltage output ( 52 ) of the respective DC voltage output circuit ( 16 ) and that the current detection device ( 50 ) further has an optocoupler ( 56 ) which is arranged with its input-side light-emitting diode parallel to the respective current detection resistor ( 55 ) and in which the collector-emitter path of the output-side photo transistor Output ( 53 ) of the current detection device ( 50 ) forms.