DE3607018A1 - Schaltnetzteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Zusammenhang mit dem Entwurf von Netzteilen wird immer wieder das Problem deutlich, ohne Steckvorgänge einen angeschlossenen Verbraucher spannungslos zu machen. Die einfache Lösung, den Primärkreis oder den Sekundärkreis des Netzteils zu unterbrechen, erfordert in den meisten Fällen teuere und große Schalter, da sie entweder für hohe Spannungen im Primärkreis oder für die meist starken Ströme im Sekundärkreis ausgelegt sein müssen.

Schaltnetzteile dagegen ermöglichen es auch durch spezielle Eingriffe im Bereich der elektronischen Regelschaltung, den Sekundärstromkreis spannungslos machen zu können. Im allgemeinen wird dabei das den Schalttransistor ansteuernde Signal derart verändert, daß der Primärstromkreis keine induzierende Wirkung auf die Sekundärwicklung des Übertragers auszuüben vermag.

Bei den in Form eines integrierten Bausteins erhältlichen Regelschaltungen sind von den Herstellern spezielle Abschaltmöglichkeiten (Shutdown-Technik) vorgesehen und empfohlen, die eine Anzahl zusätzlicher, oft sogar aktiver Bauelemente nötig machen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, zum spannungsmäßigen Abschalten eines Schaltnetzteils der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art, eine möglichst einfache und kostengünstige Lösung anzugeben.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Bei einer derartigen Anordnung zum Abschalten eines Schaltnetzteils hat der verwendete Schalter nur geringe Anforderungen zu erfüllen, da durch minimale Stromstärke und niedrige Spannung eine äußerst kleine Schaltleistung nötig ist. Des weiteren ist es als Vorteil der Erfindung anzusehen, daß die Regelschaltung im spannungslosen Zustand des Sekundärstromkreises keinen Ruhestrom benötigt.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Derartige Schaltungsanordnungen sind auch deswegen günstig, weil beim spannungsmäßigen Anschalten des Sekundärstromkreises, also beim Schließen des Schalters, keine kurzzeitige Erhöhung der vorgeschriebenen Spannung im Sekundärstromkreis als Folge eines Einschwingvorgangs auftritt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

In der Figur ist eine Schaltungsanordnung eines Sperrwandler- Netzteils mit primärseitiger Regelschaltung dargestellt.

Im einzelnen zeigt die Figur einen Netzgleichrichter NG, einen Übertrager U, einen Schalttransistor T und eine Regelschaltung RS in Form einer integrierten Schaltung. Der Übertrager U weist außer der Sekundärwicklung SW eine erste und eine zweite Primärwicklung PW 1 und PW 2 auf.

Der Primärstromkreis des Schaltnetzteils wird dadurch gebildet, daß der Kathodenausgang KA des Netzgleichrichters NG an ein Ende der ersten Primärwicklung PW 1 angeschlossen ist und der Anodenausgang AA des Netzgleichrichters NG, über einen Emitterwiderstand RE und die Emitter-Kollektorstrecke des Schalttransistors T dem zweiten Ende der ersten Primärwicklung PW 1 zugeführt ist.

Der Sekundärstromkreis besteht aus einer Reihenschaltung der Sekundärwicklung SW, einer Diode und einem Verbraucher RV.

Zur Erzeugung der Versorgungsspannung für die Regelschaltung RS und zum Festlegen des gewünschten Spannungswertes im Sekundärstromkreis ist parallel zum Netzgleichrichterausgang ein Spannungsteiler, bestehend aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Widerstand R 1, R 2 und R 3, angeordnet. Der erste Widerstand R 1 ist an den Kathodenausgang KA, und der dritte Widerstand R 3 an den Anodenausgang AA des Netzgleichrichters NG angeschlossen, wobei der Anodenausgang AA dem Massepotential M der Schaltungsanordnung entspricht.

Die Regelschaltung RS ist mit ihrer Versorgungsleitung VL über einen Schalter S an den Spannungsteilerabgriff SA zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand R 1 und R 2 angeschlossen und liegt parallel zum massebezogenen Zweig des Spannungsteilers, bestehend aus dem zweiten und dritten Widerstand R 2 und R 3. Mit dem Schalter S kann der Regelschaltung RS die Versorgungsspannung entzogen werden, was sich als spannungsmäßiges Abschalten des Sekundärstromkreises auswirkt. Des weiteren ist dem massebezogenen Zweig eine Zenerdiode ZD parallelgeschaltet, wobei die Anode mit dem Massepotential M verbunden ist.

Der Meßstromkreis wird dadurch gebildet, daß ein Ende der zweiten Primärwicklung PW 2 des Übertragers U auf Massepotential M liegt, und das andere Ende über eine Diode an den Spannungsteilerabgriff SA angeschlossen ist. Ein Meßabgriff MA zwischen dem zweiten und dritten Widerstand R 2 und R 3 ist mit dem Spannungsfühlereingang SPF der Regelschaltung RS verbunden.

Der Ausgang AU der Regelschaltung RS ist über einen Vorwiderstand RB auf den Basisanschluß des Schalttransistors T geführt.

Die Regelschaltung RS hat im wesentlichen die Funktion, den Spannungswert am Spannungsfühlereingang SPF mit dem Wert einer internen Referenzspannung zu vergleichen und abhängig davon den Schalttransistor T so anzusteuern, daß bei einer vorhandenen Abweichung der Wert am Spannungsfühlereingang SPF möglichst schnell korrigiert wird. Dies geschieht durch Veränderung der Durchschaltzeiten des Schalttransistors T und der daraus resultierenden Änderung der Induktionswirkung im Übertrager U, die zu einer Erhöhung bzw. Erniedrigung der im Sekundärstromkreis und Meßstromkreis induzierten Spannungen führt. Die Spannung am Meßabgriff MA setzt sich zusammen aus der durch den Spannungsteiler voreingestellten Spannung und der in der zweiten Primärwicklung PW 2 induzierten Spannung.

Da der durch den Spannungsteiler fließende Strom gering gehalten werden soll, muß auch der Versorgungsstrom der Regelschaltung RS in die Berechnung zur Dimensionierung der Spannungsteilerwiderstände einbezogen werden. Somit erhöhen sich bei einer Unterbrechung der Versorgungsleitung VL durch den Schalter S die Spannungswerte am Spannungsteilerabgriff SA und am Meßabgriff MA beträchtlich, obwohl der Schalttransistor T von der Regelschaltung RS nicht mehr angesteuert wird und dadurch im Übertrager U keine induzierende Wirkung entsteht. Vorteilhafterweise ist der Schalttransistor T so gewählt, daß er den Primärstromkreis unterbricht, sobald der Ausgang AU der Regelschaltung RS, bedingt durch das Fehlen der Versorgungsspannung, auf Massepotential M liegt. Um beim Schließen des Schalters S die Regelschaltung RS durch die am Spannungsteilerabgriff SA anliegende hohe Spannung nicht zu zerstören, sichert die Zenerdiode ZD, daß die Spannung am Spannungsteilerabgriff SA den für die Regelschaltung RS maximal verträglichen Wert nicht überschreitet.

Der Spannungswert am Spannungsfühlereingang SPF ist ebenfalls erhöht, wodurch die Regelschaltung RS keine Veranlassung sieht, durch Übersteuerung des Primärstromkreises möglichst schnell eine Sekundärspannung aufzubauen. Ein Überschwingen der Sekundärspannung beim Einschalten tritt somit nicht auf.

Claims (4)

1. Schaltnetzteil, bestehend aus einem Übertrager (U) mit einem von einer Gleichspannungsquelle und einem Schalttransistor (T) gebildeten Primärstromkreis, einem mindestens einen Verbraucher (RV) enthaltenden Sekundärstromkreis und einem Meßstromkreis für eine den Schalttransistor (T) ansteuernde Regelschaltung (RS), deren Versorgungsleitung (VL) an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum spannungsmäßigen Abschalten des Sekundärstromkreises ein Schalter (S) vorgesehen ist, der die Versorgungsleitung (VL) der Regelschaltung (RS) unterbricht.

2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspannungsquelle eine Spannungsteilerschaltung parallelgeschaltet ist und daß die Regelschaltung (RS) zusammen mit dem im Zuge der Versorgungsleitung (VL) angeordneten Schalter (S) parallel zum massebezogenen Zweig der Spannungsteilerschaltung liegt.

3. Schaltnetzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum massebezogenen Zweig der Spannungsteilerschaltung eine Zenerdiode (ZD) geschaltet ist, deren Zenerspannung die Spannung am Spannungsteilerabgriff (SA) nach oben begrenzt.

4. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der massebezogene Zweig der Spannungsteilerschaltung im Meßstromkreis liegt und einen Meßabgriff (MA) aufweist, mit dem der Spannungsfühlereingang (SPF) der Regelschaltung (RS) verbunden ist.