DE3504065A1 - DC/DC voltage converter - Google Patents
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Abstract
Description
Gleichspannungswandler DC voltage converter
Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. , Das Anwendungsgebiet von Gleichspannungswandlern dieser Gattung liegt vor allem bei elektrischen Geräten, die nicht am üblichen, in einem Haushalt vorhandenen Stromnetz betrieben werden. Von besonderer Bedeutung sind hier etwa kompakte Fernsehgeräte, die zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, wie Omnibusse, Lastkraftwagen, oder auf Schiffen bestimmt sind, und die ihre Energieversorgung aus einer Gleichspannungsbatterie beziehen.The invention relates to a DC voltage converter according to the preamble of claim 1. The field of application of DC voltage converters of this type lies mainly in electrical devices that are not most common in a household existing power grid are operated. Of particular importance here are, for example compact televisions designed for use in motor vehicles such as buses, trucks, or on ships, and their energy supply from a DC battery relate.
Das Prinzip der bekannten Gleichspannuncjswandler besteht darin, die Eingangsgleichspannung mit Hilfe eines elektronischen Schalters zu zerhacken und in eine etwa rechteckförmige Wechselspannung umzuwandeln, die unter Zuhilfenahme eines Transformators transformiert werden kann. Im Anschluß daran wird die transformierte Wechselspannung wieder gleichgerichtet, um die gewünschte Ausgangsgleichspannung zu erhalten.The principle of the known DC voltage converter is that the Chopping DC input voltage with the help of an electronic switch and to convert into an approximately square-wave alternating voltage with the help of a transformer can be transformed. Then the transformed AC voltage rectified again to the desired DC output voltage to obtain.
In den voranstehend genannten Anwendungsfällen des Gleichspannungswandlers muß dem Umstand Rechnung getragen werden, daß die Batteriespannung - also die Eingangsgleichspannung für den Gleichspannungswandler -Schwankungen unterliegt. So kann beispielsweise die Spannung einer 12-Volt-Batterie bei starker Belastung (z.B. Startvorgang) auf 8 Volt absinken. Um gleichwohl als Betriebsspannung für das betreffende Gerät eine etwa konstante Ausgangsgleichspannung zu liefern, sind die bekannten Gleichspannungswandler mit einer zusätzlichen Regelschaltung versehen.In the above-mentioned applications of the DC voltage converter must be taken into account that the battery voltage - i.e. the input DC voltage for the DC / DC converter is subject to fluctuations. For example, the Voltage of a 12-volt battery with heavy load (e.g. starting process) to 8 Volts drop. In order to nevertheless use an operating voltage for the device in question The well-known DC voltage converters are used to supply approximately constant DC output voltage provided with an additional control circuit.
Solche Regelschaltungen bzw. ihr Aufbau bereiten zwar von der Technik her grundsätzlich keine Schwierigkeiten, allerdings geht der betriebene Aufwand erheblich zu Lasten der Herstellungskosten. Bei professionellen Geräten mag der Kostenaufwand noch vertretbar sein. Jedoch sind sie bei den sogenannten Geräten des Konsumer-Bereiches im Sinne einer Wirtschaftlichkeit kaum tragbar.Such control circuits and their structure prepare from the technology In principle, there are no difficulties, but the effort involved goes significantly at the expense of manufacturing costs. He likes professional devices Costs still be justifiable. However, they are in the so-called devices of the consumer area in the sense of economic efficiency hardly sustainable.
Der Einsatz der Regelschaltungen ist im übrigen auf solche Anwendungsfälle beschränkt, in denen sich die Schwankungen der Eingangsgleichspannung in bestimmten Grenzen halten. In der Praxis muß demgegenüber von extrem unterschiedlichen Werten für die Eingangsspannung ausgegangen werden, bei denen die Regelschaltungen versagen.The use of the control circuits is otherwise based on such applications limited, in which the fluctuations of the input DC voltage in certain Keep boundaries. In practice, on the other hand, it must have extremely different values can be assumed for the input voltage at which the control circuits fail.
Als ein unterer Wert für die Eingangsgleichspannung wurde voranstehend beispielhaft schon 8 Volt genannt (bei einer 12-Volt-Batterie in einem Kraftfahrzeug).As a lower value for the DC input voltage, the above 8 volts already mentioned as an example (for a 12-volt battery in a motor vehicle).
Es gibt aber auch Kraftfahrzeuge, die mit einer 24-" Volt-Batterie ausgerüstet sind, und auf Schiffen sind sogar Werte von 36 Volt üblich.But there are also motor vehicles that use a 24 "volt battery are equipped, and on ships even values of 36 volts are common.
Unter Einschluß der jeweils möglichen Toleranzen müßte ein Gleichspannungswandler demnach einen Spannuìngsbereich von etwa 8 - 40 Volt verarbeiten können, um in allen genannten Anwendungsfällen zum Einsatz zu gelangen. Um diesen großen Spannungsbereich abzudecken, hat man sich bisher damit beholfen, einen Eingangsspannungswahlschalter vorzusehen, mit welchem der Gleichspannungswandler von xtornherein einem bestimmten Eingangsspannungswert zugeordnet wird. Abgesehen von der Störanfälligkeit eines solchen Eingangsspannungswahl schalters ist auch hier bei den Geräten aus dem Konsumerbereich der weitere erhöhte Kostenaufwand als nachteilig einzustufen.With the inclusion of the respective possible tolerances, a DC voltage converter would have to be used therefore a voltage range of about 8 - 40 volts can handle in all use cases mentioned. About this wide range of tension to cover, one has so far managed to use an input voltage selector switch to provide with which the DC / DC converter from xtorn in a certain Input voltage value is assigned. Apart from the susceptibility of one Such an input voltage selection switch is also used here for devices from the consumer sector the further increased costs to be classified as disadvantageous.
Hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen, der die Aufgabe zugrunde liegt, einen Gleichspannungswandler anzugeben, der einen einfachen und preisgünstigen Aufbau besitzt und der trotz extrem unterschiedlicher Eingangsgle ichspannungen eine konstante Ausgangsgleichspannung liefert.Here the invention is intended to provide a remedy on which the object is based is to specify a DC / DC converter that is a simple and inexpensive Structure and that despite extremely different input voltage levels a constant DC output voltage supplies.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gleichspannungswaddler dadurch, daß der eingeschaltete elektronische Schalter .wieder in seine Sperrphase gebracht ist, bevor der die Primärwicklung des Transformators während der Einschaltzeitdauer durchfließende Priaarstrom bei der geringsten Eingangsgleichspannung den Wert des Sättigungsstromes des Transformators erreicht.The solution to this problem takes place in the preamble of the claim 1 called DC voltage waddler in that the switched on electronic Switch. Is brought back into its blocking phase before the primary winding primary current flowing through the transformer during the switch-on period the lowest input DC voltage is the value of the saturation current of the transformer achieved.
Die Erfindung beschreitet einen völlig neuen Weg, indem auf qie übliche und sehr aufwendige Regelschaltung sowie auf einen EingangswaElschalter verzichtet wird.The invention breaks new ground by adding to the usual and very complex control circuit and an input selector switch are dispensed with will.
Dies wird mit einfachen £chaltungstechnischen Mitteln durch das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip erreicht, den elektronischen Schalter in seine Sperrphase zu bringen, bevor der Primärstrom den Wert des Sättigungsstromes des Transformators erreicht hat, und zwar -was ein entscheidender Gesichtspunkt ist - bei einem Wert der Eingangsgleichspannung, welcher gleich oder größer dem geringsten möglichen Eingangsgleichspannungswert ist.This is done with simple circuit-technical means by the Invention underlying principle achieved the electronic switch in his Bring blocking phase before the primary current reaches the value of the saturation current of the Transformer has achieved, which is a critical consideration - at a value of the DC input voltage which is equal to or greater than the lowest possible input DC voltage value.
Der Erfindung liegt also mit anderen Worten der Gedanke zugrunde, den während der Einschaltzeitdauer des elektronischen Schalters durch die Primärwicklung fließenden Prirnärstrom völlig unabhängig von der Größe der Eingangsgleichspannung zu machen. Hierzu wird bei dem neuen Gleichspannungswandler das an sich bekannte qrinzip einer Stromsenke mit einem Transistor als Konstantstromquelle ausgenutzt, wobei dieser Transistor in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung den erwähnten elektronischen Schalter bildet. Das allgemeine Prinzip einer Stromsenke und die Realisierung bei dem Gleichspannungswandler wird weiter unten anhand der Zeichnungen noch ausführlich erläutert.In other words, the invention is based on the idea during the switch-on period of the electronic Switch Primary current flowing through the primary winding is completely independent of the size to make the input DC voltage. This is done with the new DC / DC converter the known principle of a current sink with a transistor as a constant current source exploited, this transistor in an expedient embodiment of the invention forms the mentioned electronic switch. The general principle of a current sink and the implementation in the DC-DC converter is further below with reference to FIG Drawings explained in detail.
Da der durch die Pr:.märwicklung fließende Primärstrom unabhängig von der Größe der Eingangsgleichspannung ist, stellt sich am Ausgang des Gleichspannungswandlers nach der Transformation und nach der Gleichrichtung in gewünschter Weise eine konstante Ausgangsgleichspannung ein, deren Wert unabhängig davon ist, ob die Eingangsgleichspannung z.B. 8 Volt oder etwa 40 Volt beträgt.Since the primary current flowing through the primary winding is independent is on the size of the input DC voltage, arises at the output of the DC voltage converter after the transformation and after the rectification in the desired manner a constant DC output voltage, the value of which is independent of whether the DC input voltage e.g. 8 volts or about 40 volts.
Die bei den bekannten Gleichspannungswandlern üblichen kostenintensiven Regelschaltungen bzw. Eingangsspannungswahlschalter können daher bei der Erfindung entfallen, so daß sich der neuartige Gleichspannungswandler hervorragend für die Anwendung im Konsumerbereich eignet.The cost-intensive ones usual with the known DC voltage converters Control circuits or input voltage selection switches can therefore with the invention omitted, so that the new DC voltage converter is excellent for the Suitable for use in the consumer sector.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und der Zeichnung zu entnehmen.Further useful refinements and advantageous developments of the invention are specified in the subclaims and can be found in the drawing.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments explained in more detail.
Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzip-Schaltbild einer Stromsenke, Fig. 2 ein Schaltbild gemäß Fig. 1 unter Verwendung einer Induktivität in der Collektorleitung eines Transistors, Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Stromverlaufes der Schaltung gemäß Fig. 2, Fig. 4 ein Schaltbild eines Gleichspannungswandlers, Fig. 5 - 7 Diagramme zur Erläuterung des Schaltbildes gemäß Fig. 4, Fig. 8 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Gleichspannungswandlers, und Fig. 9 die Verwendung eines Gleichspannungswandlers in einem Schaltnetzteil für ein Fernsehgerät.They show: FIG. 1 a basic circuit diagram of a current sink, FIG. 2 a circuit diagram according to FIG. 1 using an inductance in the collector line of a transistor, FIG. 3 is a diagram for explaining the current curve of the circuit according to FIG. 2, FIG. 4 is a circuit diagram of a DC voltage converter, FIGS. 5-7 are diagrams to explain the circuit diagram according to FIG. 4, 8 is a circuit diagram a further embodiment of a DC voltage converter, and FIG. 9 shows the use a DC / DC converter in a switched-mode power supply for a television set.
Zunächst wird anhand von Fig. 1 das an sich bekannte Prinzip einer Stromsenke 10 beschrieben. Sie umfaßt einen Transistor 12, dessen Basis mit einer Zenerdiode 14 verbunden ist, und in dessen Emitterleitung ein Widerstand 16 geschaltet ist. An dem Collektor liegt eine positive Gleichspannung U.First, the principle known per se is based on FIG. 1 Current sink 10 described. It comprises a transistor 12, the base of which with a Zener diode 14 is connected, and a resistor 16 is connected in its emitter line is. A positive DC voltage U is applied to the collector.
Die GröSe des Emitterstromes 1E läßt sich nach dem ohmschen Gesetz berechnen, indem die Spannungsdifferenz zwischen der Zenerspannung UZ und der Basis-Emitter-Spannung durch den Wert des Widerstandes 16 geteilt wird. Da sowohl die Zenerspannung Uz, die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 12 als auch der Wert des Widerstandes 16 als konstant anzusehen sind, ist auch der Emitterstrom IE konstant. Unter Vernachlässigung des geringen Basisstromes 1B kann man den Collektorstrom IC in etwa dem Emitterstrom 1E gleichsetzen, d.h. auch der Collektorstrom IC ist als konstant anzusehen.The size of the emitter current 1E can be determined according to Ohm's law Calculate by taking the voltage difference between the Zener voltage UZ and the base-emitter voltage is divided by the value of resistor 16. Since both the Zener voltage Uz, the base-emitter voltage of transistor 12 as well as the value of the resistor 16 are to be regarded as constant, the emitter current IE is also constant. Under neglect of the low base current 1B, the collector current IC can be roughly equal to the emitter current Equate 1E, i.e. the collector current IC is also to be regarded as constant.
Das Prinzip der Stromsenke 10 besteht also mit anderen Worten darin, daß die Größe des konstanten Collektorstromes IC unabhängig von der angelegten positiven Gleichspannung U einen konstanten Wert besitzt, und dieser Effekt wird bei der Erfindung ausgenutzt.In other words, the principle of the current sink 10 is: that the size of the constant collector current IC independent of the applied positive DC voltage U has a constant value, and this effect is used in the invention exploited.
In Fig. 2 ist wiederum das Prinzip einer Stromsenke realisiert, allerdings befindet sich hier in der Collektorleitung eine Induktivität 18. Bekanntlich fließt bei Anlegen einer Spannung an eine Induktivität nicht sofort der volle Strom, vielmehr steigt der Strom aufgrund des Induktivitätgesetzes langseun an. In Fig. 3 ist der Verlauf des durch die Induktivität 18 fließenden Collektorstromes iC über der Zeit t aufgetragen und mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet. Eine Besonderheit besteht nun darin, daß der Collektorstrom iC nur bis zu einem Wert Iconst bei tl ansteigen kann, d.h.The principle of a current sink is again implemented in FIG. 2, however there is an inductance 18 in the collector line. It is known that flows when a voltage is applied to an inductance, not the full current immediately, rather the current increases slowly due to the inductance law. In Fig. 3 is the Course of the collector current iC flowing through the inductance 18 over time t is plotted and denoted by the reference number 20. There is a peculiarity now that the collector current iC only increases up to a value Iconst at tl can, i.e.
zur Zeit t1 hat der Collektorstrom iC den konstanten Wert aufgrund des Prinzipes der voranstehend erläuterten Stromsenke erreicht (ohne dies Prinzip würde der Strom gemaß der gestrichelt gekennzeichneten Linie 22 weiter ansteigen und die Induktivität 18 in die Sättigung bringen). Nach dem Induktivitätgesetz wird also nur bis zum Zeitpunkt t1 eine Spannung UL induziert, solange sich der Collektorstrom iC ändert. Wegen der Stromsenkenfunktion wird also dafür Sorge getragen, daß der Collektorstrom ic nur bis zu einem maximalen Strom 1sonst. ansteigt, dessen Größe unterhalb des Sättigungsstromes der Induktivität 18 gelegt wird. Von entscheidender Bedeutung ist dabei, daß die Größe von Iconst auf4 grund des Prinzips der Stromsenke unabhängig von der angelegten positiven Gleichspannung U ist, wobei während des konstanten Stromverlaufes von Iconst keine Spannung UL mehr induziert wird.at time t1 the collector current iC has the constant value due to the principle of the current sink explained above is achieved (without this principle the current would continue to rise according to the dashed line 22 and bring the inductance 18 into saturation). According to the law of inductance, that is, a voltage UL is induced only up to time t1, as long as the collector current is iC changes. Because of the current sink function, care is taken that the Collector current ic only up to a maximum current 1other. increases, the size of which is placed below the saturation current of the inductance 18. from It is of crucial importance that the size of Iconst is based on the principle the current sink is independent of the applied positive DC voltage U, where during the constant current curve of Iconst no voltage UL is induced any more will.
Nach den voranstehenden Erläuterungen wird nun anhand von Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gleichspannungswandlers 24 beschrieben, der einen Schalttransistor 28 und einen HF-Transformator 30 mit einer Primärwicklung 32 sowie zwei Sekundärwicklungen 40 und 42 umfaßt.According to the above explanations, a will now be made with reference to FIG first embodiment of a DC voltage converter 24 described, the one Switching transistor 28 and an RF transformer 30 with a primary winding 32 as well two secondary windings 40 and 42 comprises.
Um die Stromsenkenfunktion zu realisieren, ist die Basis des Schalttransistors 28 an eine Zenerdiode 36 geschaltet, und in der Emitterzuleitung befi.ndet sich der Emitterwiderstand 34. Die zweite Sekundärwicklung 42 ist über einen Rückkopplungswiderstand 38 mit der Basis des Schalttransistors 28 verbunden, und zugleich führt von der Basis ein ohmscher Widerstand 37 zum Collektor. Auf der Sekundärseite des HF-Transformators 30 befindet sich noch eine Diode 44 als Gleichrichter mit einem nachgeschalteten Ladekondensator 46, an welchem eine Ausgangsgleichspannung UA entnommen werden kann. Durch den Schalter 26 ist das Anschalten einer variablen Eingangsgleichspannung UB verdeutlicht.In order to realize the current sink function, the base of the switching transistor is 28 is connected to a zener diode 36, and is located in the emitter lead the emitter resistor 34. The second secondary winding 42 is across a feedback resistor 38 connected to the base of the switching transistor 28, and at the same time leads from the Base an ohmic resistor 37 to the collector. On the secondary side of the HF transformer 30 there is also a diode 44 as a rectifier with a downstream rectifier Charging capacitor 46, on which a DC output voltage UA can be taken. The switch 26 is used to switch on a variable DC input voltage UB clarified.
Zur Erläuterung der auf dem Prinzip des Schaltbildes gemäß Fig. 2 beruhenden Wirkungsweise des Gleichspannungswandlers 24 wird nachfolgend auf die Fig. 5 - 7 Bezug genommen. Fig. 5 zeigt den Verlauf der Transistorspannung UT zwischen dem Collektor und dem Emitter des Schalttransistors 28, und in Fig. 6 ist der Verlauf des auf der Sekundärseite des HF-Transformators 30 fließenden Sekundärstromes is dargestellt. Schließlich zeigt Fig. 7 den Verlauf des die Primärwicklung 32 durchfließenden Primärstromes Wie zuvor schon anhand von Fig. 2 erläutert, steigt der die Primärwicklung 32 durchfließende Primärstrom bis zum Erreichen eines durch die Stromsenkenfunktion vorgegebenen Wertes an. Während dieser Zeit ist die Spannung UT gleich Null, und es fließt auch noch kein Sekundärstrom i5. Während des Anstieges des Primärstromes wird eine Spannung induziert, und als Folge davon fließt nach dem Abfall des Primärstromes ip auf Null ein den Ladekondensator 46 aufladender gleichgerichteter is, bis zu Beginn der nächsten Periode der Primärstrom ip wieder zu fließen anhängt.To explain the principle of the circuit diagram according to FIG based mode of operation of the DC voltage converter 24 will be referred to below Referring to Figures 5-7. Fig. 5 shows the profile of the transistor voltage UT between the collector and the emitter of the switching transistor 28, and in FIG. 6 the curve is of the secondary current is flowing on the secondary side of the HF transformer 30 shown. Finally, FIG. 7 shows the course of the flow flowing through the primary winding 32 Primary current As previously explained with reference to FIG. 2, the primary winding increases 32 primary current flowing through until one is reached by the current sink function specified value. During this time the voltage UT is equal to zero, and there is also still no secondary current i5 flowing. During the increase in the primary current a voltage is induced, and as a result, after the drop in the primary current flows ip to zero a rectified is charging the charging capacitor 46, up to At the beginning of the next period the primary current ip continues to flow again.
Aufgrund der RUckkopplung mittels des Rückkopplungswiderstandes 38 bilden sich bei dem Gleichspannungswandler 24 periodische Schwingungen aus, wobei die Schaltung auf dem an sich bekannten Prinzip einet perrwandlers beruht, auf das hier nicht näher eingegangen zu werden braucht. Es ist jedoch auf den vorteilhaften und wichtigen Gesichtspunkt hinzuweisen, daß bei dem Gleichspannungswandler 24 - anders als bei einem bekannten Sperrwandler - der HF-Transformator 30 nicht im Sättigungsbereich betrieben wird. Vielmehr erfolgt bei dem Gleichspannungswandler 24 die "Umschaltung" bzw. der Beginn einer neuen Periode bevor der die Primärwicklung 32 durchfließende Primarstrom ip den Wert des Sättigungsstromes des HF-Transformators 30 erreicht hat. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu dem bei bekannten Gleichspannungswandler verwendeten Sperrwandlerprinzip.Due to the feedback by means of the feedback resistor 38 periodic oscillations form in the DC voltage converter 24, wherein the circuit is based on the principle of a perr converter, which is known per se need not be dealt with in more detail here. However, it is on the beneficial side and important point to point out that in the DC voltage converter 24 - unlike a known flyback converter - the HF transformer 30 is not in the saturation range is operated. Rather, the "switchover" takes place in the DC voltage converter 24 or the beginning of a new period before the period flowing through the primary winding 32 Primary current ip reaches the value of the saturation current of the HF transformer 30 Has. This is an essential difference to the known DC voltage converter used flyback converter principle.
Wegen der zuvor anhand von Fig. 2 beschriebenen prinzipiellen Wirkungsweise ist die Ausgangsgleichspannung UA des Gleichspannungswandlers 24 gemäß Fig. 4 in etwa konstant und unabhängig-von der Größe der Eingangsgleichspannung UB , so daß sich mit dem Gleichspannungswandler 24 Eingangsgleichspannungen Ub innerhalb eines Bereiches von z.B. 8 Volt bis 40 Volt verarbeiten lassen. Diesem Ausführungsbeispiel kann folgende Dimensionierung zugrunde liegen.Because of the principle of operation described above with reference to FIG is the output DC voltage UA of the DC voltage converter 24 according to FIG. 4 in approximately constant and independent of the size of the input DC voltage UB, so that with the DC voltage converter 24 input DC voltages Ub within a A range of e.g. 8 volts to 40 volts can be processed. This embodiment can be based on the following dimensioning lie.
Zenerdiode 36 ............... = ZPD 2,7 Emitterwiderstand 34 ........ = 33 Ohm * Rückkopplungswiderstand 38... = 820 Ohm Widerstand 37 ............... = 10 K Ohm Diode 44 .................... = BA 157 Ladekondensator 46 .......... = 1000 µF Aufgrund der gewählten Schaltung besitzt das Ausführungsbeispiel des Gleichspannungswandlers gemäß Fig. 4 die Eigenschaft, daß die erzielbare Ausgangsleistung proportional der Eingangsgleichspannung UB ist. Demgegenüber zeigt Fig. 8 einen Gl»ichspannungswandler mit einer Ausgangsleistung, die unabhängig von der. Eingangsgleichspannung UB ist, was vor allem auf eine zusätzliche Serienschaltung bestehend aus einem Serienwiderstand 48 und einer Serienzenerdiode 50 zurückzuführen ist. Die Serienzenerdiode 50 vom Typ ZPD 9,1 besitzt eine Zenerspannung von 9,1 Volt, und der Wert des Serienwiderstandes 48 wird zu 510 Ohm gewählt. Im übrigen entspricht die Dimensionierung des Gleichspannungswandlers in Fig. Zener diode 36 ............... = ZPD 2.7 emitter resistor 34 ........ = 33 Ohm * feedback resistor 38 ... = 820 Ohm resistor 37 ............... = 10 K Ohm diode 44 .................... = BA 157 charging capacitor 46 .......... = 1000 µF Due to the selected circuit, the embodiment has a DC voltage converter according to FIG. 4 the property that the achievable output power is proportional to the DC input voltage UB is. In contrast, FIG. 8 shows a smoothing voltage converter with an output power that is independent of the. DC input voltage is UB, which is mainly due to an additional series circuit consisting of a series resistor 48 and a series zener diode 50 is due. The serial zener diode 50 from Type ZPD 9.1 has a Zener voltage of 9.1 volts and the value of the series resistance 48 is chosen to be 510 ohms. Otherwise the dimensioning of the DC voltage converter corresponds in Fig.
8 derjenigen von Fig. 4. Die Zenerspannung der Zenerdiode 36 an der Basis des Schalttransistors 28 beträgt also in beiden Fällen 2,7 Volt.8 that of FIG. 4. The Zener voltage of the Zener diode 36 at the The base of the switching transistor 28 is therefore 2.7 volts in both cases.
In Fig, 9 ist ein besonders vorteilhaftes Anwendungsbeispiel für den Gleichspannungswandler 24 gezeigt, der hier Bestandteil eines an sich bekannten Schaltnetzteils 52 in einem Fernsehgerät ist.In Fig, 9 is a particularly advantageous application example for the DC voltage converter 24 is shown, which is part of a known per se Switching power supply 52 is in a television set.
Bekanntlich werden Schaltnetzteile, die nach dem Zerhacker-Prinzip arbeiten, bevorzugt als Netzteile bei Fernsehgeräten eingesetzt, weil sich ein HF-Leistungstransformator 56 verwenden läßt, der wesentlich kleinere Abmessungen hat als ein im üblichen Fall erforderlicher großer Netztransformator. Ähnlich dem voranstehend schon beschriebenen Prinzip wird eia- Leistungsschalttransistor 58 mit relativ hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet, um auf der Sekundärseite des HF-Leistungstransformators 56 mittels eines Gleichrichters 62. an einem Lastkondensator 64 die für das Gerät erforderliche Betriebsgleichspannung UAU zu erzeugen.It is well known that switching power supplies that work according to the chopper principle work, preferably used as power supplies in televisions, because it is an RF power transformer 56 can be used, which has much smaller dimensions than one in the usual case required large mains transformer. Similar to the one already described above In principle, a power switching transistor 58 is switched on and off at a relatively high frequency switched off to on the secondary side of the RF power transformer 56 means a rectifier 62. on a load capacitor 64 the required for the device Generate operating DC voltage UAU.
Für die einwandfreie Funktion des Schaltnetzteiles 52 wird bekanntlich eine zumeist schon in integrierter Form vorliegende Steuerschaltung 54 benötigt, welche die Steuersignale an die Basis. des Leistungsschalttransistors 58 liefert und welche überein Diode 60 mit einer Wicklung des HF-Leistungstransformators 56 verbunden ist.For the proper functioning of the switched-mode power supply 52 is known a control circuit 54, which is mostly already in an integrated form, is required, which the control signals to the base. of the power switching transistor 58 supplies and which via diode 60 with a winding of the RF power transformer 56 connected is.
Das Schaltnetzteil 52 wird bei den bekannten Fernsehgeräten normalerweise aus dem Wechselstromnetz gespeist, wobei mit Hilfe eines einfachen Brückengleichrichters eine Gleichspannung erzeugt wird, die dann in bekannter Weise nach Art eines Gleichspannungswandlers mittels des Leistungsschalttransistors 58 und des HF-Leistungstransformators 56 in die gewünschte Betriebsgleichspannung UAu umgewandelt wird. Für die einwandfreie Arbeitsweise des Schaltnetzteiles 52 wird unter anderem eine Gleichspannung von beispielsweise 12 Volt als Startspannung für den Leistungsschalttransistor 58 benötigt, und diese Startspannung wird in Fig. 9 in vorteilhafter Weise von dem Gleichspannungswandler 24 geliefert.The switched-mode power supply 52 is normally used in known televisions fed from the AC network, with the help of a simple bridge rectifier a DC voltage is generated, which is then in a known manner in the manner of a DC voltage converter by means of the power switching transistor 58 and the HF power transformer 56 is converted into the desired DC operating voltage UAu. For the flawless Operation of the switched-mode power supply 52 is, among other things, a DC voltage of For example, 12 volts are required as the starting voltage for the power switching transistor 58, and this starting voltage is advantageously provided in FIG. 9 by the DC voltage converter 24 delivered.
Der dadurch erzielte bedeutende Vorteil liegt darin, daß sich ein bei Fernsehgeräten schon angewendetes Schalt-.The significant advantage thereby achieved is that a switching already used in televisions.
netzteil, welches ursprünglich für den Betrieb an dem Wechselstromnetz ausgelegt ist, nun auch bei solchen Geräten anwenden und einsetzen läßt, die zum Betrieb in Kraftfahrzeugen, Schiffen usw. vorgesehen sind, die also für die Energieversorgung auf unterschiedliche Batteriegleichspannungen angewiesen sind. In diesen Fällen liefert der erfindungsgemäße Gleichspannungswandler 24 die erforderliche Start spannung für das Schaltnetzteil 52, welches in an sich bekannter Weise die erforderlichen Betriebsgleichspannungen erzeugt (z.B. 140 Volt und 18 Volt).power supply, which was originally designed for operation on the AC network is designed, now also apply to such devices and can be used for Operation in motor vehicles, ships, etc. are provided, that is, for the energy supply are dependent on different DC battery voltages. In these cases supplies the DC voltage converter 24 according to the invention, the required starting voltage for the switching power supply 52, which in a known manner the required DC operating voltages generated (e.g. 140 volts and 18 volts).
Claims (7)
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131843A (en) * | 1975-12-09 | 1978-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High tension voltage source |
| DE3103863C2 (en) * | 1981-02-05 | 1983-03-24 | Braun Ag, 6000 Frankfurt | Circuit arrangement for supplying a direct current consumer with constant current from input direct voltage sources of different voltages |
-
1985
- 1985-02-07 DE DE19853504065 patent/DE3504065A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131843A (en) * | 1975-12-09 | 1978-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High tension voltage source |
| DE3103863C2 (en) * | 1981-02-05 | 1983-03-24 | Braun Ag, 6000 Frankfurt | Circuit arrangement for supplying a direct current consumer with constant current from input direct voltage sources of different voltages |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |