DE3538694A1 - Schaltungsanordnung zur stromversorgung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Insbesondere für die Stromversorgung von nachrichten­ technischen Geräten, wie beispielsweise Fernsehgerä­ ten, haben sich primärgetaktete Schaltnetzteile we­ gen ihrer Wirtschaftlichkeit und Kompaktheit allge­ mein durchgesetzt. Hochwertige, hochauflösende Daten­ sichtgeräte stellen jedoch an die Stromversorgungen sehr hohe Anforderungen. Insbesondere darf die der Versorgungsspannung überlagerte Brummspannung nur sehr klein sein, da anderenfalls Geometrieverzerrun­ gen entstehen, welche dann besonders störend sind, wenn Bildwechselfrequenz und Netzfrequenz nicht über­ einstimmen. Diese Geometrieverzerrungen äußern sich dann durch vertikal durchlaufende Ausbuchtungen, bei­ spielsweise einer am Bildschirmrand abgebildeten senkrechten Linie. Damit derartige Störungen unter der Sichtbarkeitsgrenze bleiben, ist eine Verringe­ rung der verbleibenden Brummspannung auf etwa 10 bis 50 mV erforderlich.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß mit geringem Aufwand Versorgungsspannun­ gen mit der obengenannten geringen restlichen Brumm­ spannung erzeugt werden können, ohne daß ein über­ mäßig großer Ladekondensator oder eine hohe Regel­ kreisverstärkung erforderlich ist, welche zu Instabi­ litäten führen könnte.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse­ rungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsan­ ordnung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird bei 1 Netz­ spannung zugeführt, welche mit Hilfe eines Gleich­ richters 2 in eine Eingangsgleichspannung für das primärgetaktete Schaltnetzteil 3 umgewandelt wird. An den Gleichrichter 2 ist in an sich bekannter Wei­ se ein Ladekondensator 4 angeschlossen. Am Ausgang 5 des Schaltnetzteils 3 steht eine Ausgangsgleichspan­ nung zur Verfügung. Je nach Verwendungszweck können derartige Schaltnetzteile auch mehrere Ausgangs­ gleichspannungen abgeben. Mit Hilfe einer an sich bekannten Schaltung 6 wird aus einer der Ausgangs­ gleichspannungen des Schaltnetzteils 3 eine Regel­ spannung gewonnen, welche bei bekannten Schaltungs­ anordnungen in einer Subtraktionsschaltung 7 mit einer Bezugs- oder Soll-Wert-Spannung verglichen wird, welche der Subtraktionsschaltung 7 von einer stabilisierten Spannungsquelle 8 zugeführt wird. Die Ausgangsspannung der Subtraktionsschaltung 7 wird über einen Verstärker 9 einem Steuereingang des pri­ märgetakteten Schaltnetzteils 3 als Stellwert zuge­ führt.

Bei bekannten Stromversorgungsschaltungen ist für die Höhe der restlichen Brummspannung am Ausgang 5 die Größe des Ladekondensators 4 und die Verstärkung des Regelkreises maßgebend. Bei Geräten der Unterhal­ tungselektronik können ausreichend niedrige Brumm­ spannungen erreicht werden, ohne daß der Kondensator 4 eine die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigende Größe erhält und ohne daß die Regelkreisverstärkung derart groß gewählt wird, daß Instabilitäten zu be­ fürchten sind.

Gemäß der Erfindung wird nun die der gleichgerichte­ ten Spannung überlagerte Brummspannung mit Hilfe einer Schaltung 31 abgetrennt und dem Regelkreis zu­ geführt. Dieses geschieht bei der Schaltungsanord­ nung nach Fig. 1 durch Addition der abgetrennten Wechselspannung zur Regelspannung mit Hilfe der Ad­ dierschaltung 10. Hierbei ist auf eine vorzeichen­ richtige Addition zu achten, so daß durch die Addi­ tion der abgetrennten Wechselspannung zur Regelspan­ nung dem Regelkreis eine erhöhte Brummspannung "vor­ getäuscht" wird.

Eine gleichwertige, jedoch in Fig. 1 nicht darge­ stellte Möglichkeit besteht darin, die abgetrennte Wechselspannung dem Soll-Wert zu überlagern.

In Fig. 2 ist die Anordnung nach Fig. 1 detaillier­ ter dargestellt, wobei die bekannten Teile des pri­ märgetakteten Schaltnetzteils 3 (Fig. 1) ebenfalls schematisch gezeigt sind. Das primärgetaktete Schalt­ netzteil besteht im wesentlichen aus einer Steuer­ schaltung 11, einem Leistungsschalter 12 und einem Transistor 13. Die Steuerschaltung kann in Form einer an sich bekannten integrierten Schaltung aufge­ baut sein. Für die erfindungsgemäße Schaltungsanord­ nung ist beispielsweise die integrierte Schaltung TDA 4600 geeignet. Sie umfaßt unter anderem Ansteuer­ schaltungen für den Leistungsschalter 12, eine Regel­ schaltung, eine Bezugsspannungsquelle sowie verschie­ dene Sicherheitsschaltungen, welche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht näher erörtert zu werden brauchen. Für die Erfindung wesentlich ist, daß die Steuerschaltung 11 dem Leistungsschal­ ter Impulse zuführt, deren Breite in Abhängigkeit von einer bei 14 der Steuerschaltung zugeführten Regelspannung gesteuert wird. Damit ist eine Rege­ lung der Ausgangsspannung des Schaltnetzteils mög­ lich. Bei gebräuchlichen Schaltnetzteilen weist der Transformator 13 mehrere Sekundärwicklungen 15 auf, aus welchen mit Hilfe von Gleichrichtern und Siebmit­ teln Gleichspannungen gewonnen werden. In Fig. 2 ist der Einfachheit halber lediglich eine Sekundärwick­ lung 15 dargestellt. Die Primärwicklung 16 liegt in Reihe mit dem Leistungsschalter 12 an der Eingangs­ gleichspannung, welche aus der Netzspannung mit Hil­ fe des Gleichrichters 2 und dem Ladekondensator 4 gewonnen wird.

Schließlich weist der Tranformator 3 eine dritte Wicklung 17 auf, mit deren Hilfe eine Regelspannung gewonnen wird. Dazu ist die Wicklung 17 über eine als Einweggleichrichter geschaltete Diode 18 mit einem Ladekondensator 19 verbunden. Die Spannung am Kondensator 19 ist damit ein Maß für die Ausgangs­ spannungen des Schaltnetzteils. Sie wird über eine Reihenschaltung der Widerstände 20, 21 und 22 zum Steuereingang der Steuerschaltung 11 geleitet. Dabei ist der Widerstand 21 als Abgleichwiderstand ausge­ bildet, um einen Abgleich der Ausgangsspannung zu gewährleisten. Die Brummspannung, d. h. die der Ein­ gangsgleichspannung überlagerte Wechselspannung, wird mit Hilfe eines aus den Widerständen 23 und 24 bestehenden Spannungsteilers und eines Kondensators 25 gewonnen. Zur Phasenkorrektur dient dabei ein weiterer Kondensator 26. Die abgetrennte Wechselspan­ nung gelangt zur Basis eines Transistors 27, welcher über einen Spannungsteiler 28, 29 mit Basisvorspan­ nung versorgt wird. Ferner ist in die Emitter-Zulei­ tung des Transistors ein Gegenkopplungswiderstand 30 eingefügt. Der Kollektor ist zwischen den Widerstän­ den 20 und 21 an die Zuleitung der Regelspannung angeschlossen. Die Ansteuerung der Basis des Transi­ stors 27 mit der abgetrennten Wechselspannung wirkt nun derart, daß eine der abgetrennten Wechselspan­ nung proportionaler Wechselstrom durch den Kollektor des Transistors und durch den Widerstand 20 fließt. Damit wird die abgetrennte Wechselspannung der Regel­ spannung überlagert und wirkt im Sinne einer Verrin­ gerung der Brummspannung der Ausgangsspannungen des Schaltnetzteils.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zur Stromversorgung, bei welcher ein primärgetaktetes Schaltnetzteil mit einer durch Gleichrichtung einer Wechselspannung er­ zeugten Eingangsgleichspannung versorgt wird und min­ destens eine Ausgangsgleichspannung erzeugt, deren Größe mit Hilfe eines Regelkreises regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Abtrennung einer der Eingangsgleichspannung überlagerten Wech­ selspannung und zur Zuführung der Wechselspannung zum Regelkreis vorgesehen sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Überla­ gerung einer den Ist-Wert der Ausgangsgleichspannung darstellenden Regelspannung mit der Wechselspannung vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung der Basis eines Transistors (27) zuführbar ist, dessen Basis mit der Kollektor-Emitter-Strecke einerseits an die Zuführung der Regelspannung zum Regler und andererseits an einen Punkt mit konstantem Potential angeschlossen ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Eingangs­ gleichspannung ein Gleichrichter (2) und ein Ladekon­ densator (4) vorgesehen sind und daß an den Ladekon­ densator ein Spannungsteiler (23, 24) angeschlossen ist, an dessen Ausgang die Wechselspannung abnehmbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsteiler (23, 24) ein phasendrehendes Glied (26) zugeordnet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das phasendrehende Glied ein Kondensator (26) ist, welcher einen Teil des Spannungsteilers überbrückt.

7. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Spannungsteilers (23, 24) über einen weiteren Kon­ densator (25) mit der Basis des Transistors (27) ver­ bunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Überlagerung einer Soll-Wert-Spannung mit der Wechselspannung vor­ gesehen sind.