DE3640705C1 - Circuit arrangement for driving the switching element of a delta-connected isolating transformer - Google Patents
Circuit arrangement for driving the switching element of a delta-connected isolating transformerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltunganordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine Schaltungs anordnung mit einem derartigen Sperrwandler ist aus der Zeitschrift "Funkschau" 1/1981, Seiten 70/71 bekannt.The invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1. A circuit arrangement with such flyback converter is from the Magazine "Funkschau" 1/1981, pages 70/71 known.
Dadurch, daß bei dieser bekannten Schaltungsanordnung aus Spannungsgründen eine zweite Hochspannungsdiode in den Fußpunkt der Sekundärwicklung des Transformators gelegt ist, entsteht eine Nullstelle für die impuls förmigen Spannungen in der Mitte der Sekundärwicklung, ohne daß diese an Masse gelegt wird. Damit treten dann nur noch gegenphasig die halben Impulsspannungen auf.The fact that in this known circuit arrangement a second high-voltage diode for voltage reasons in the base of the secondary winding of the transformer a pulse zero is created shaped tensions in the middle of the secondary winding, without being grounded. Then kick only half the pulse voltages in opposite phase.
Bei einer solchen Schaltungsanordnung ist es erforder lich, das Nullwerden des Stromes im Lastkreis exakt festzustellen, damit beim Ansteuern des Schaltelementes des Sperrwandlers der Schaltelementstrom von null aus ansteigt. Es ist denkbar, den Strom oder die Spannung im Lastkreis über einen Shunt zu erfassen und nach einer Verstärkung z. B. über einen Schmitt-Trigger den Stromnulldurchgang zu erkennen, worauf eine Steuer stufe das Schaltelement (z. B. einen Transistor) in den stromführenden Zustand bringt. Dabei ist eine Potential trennung zwischen dem Erfassungsglied (Shunt) im Last kreis und der Steuerstufe für das Schaltelement im Primärkreis des Transformators erforderlich. Eine Potentialtrennung über einen Optokoppler ist zwar mög lich, doch arbeitet ein Optokoppler mit einer Zeitver zögerung von einigen µs, so daß eine derart aufgebaute Anordnung in ihrer Schaltfrequenz sehr begrenzt ist.With such a circuit arrangement, it is required Lich, the zeroing of the current in the load circuit exactly to determine when driving the switching element of the flyback converter, the switching element current from zero increases. It is conceivable the current or the voltage in the load circuit via a shunt and after a gain z. B. via a Schmitt trigger to recognize the zero current crossing, whereupon a tax stage the switching element (z. B. a transistor) in the brings current-carrying condition. There is potential here separation between the detection element (shunt) in the load circuit and the control stage for the switching element in the Primary circuit of the transformer required. A Electrical isolation via an optocoupler is possible Lich, but an optocoupler works with a time lapse delay of a few µs, so that one constructed in this way Arrangement in its switching frequency is very limited.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schal tungsanordnung zur Ansteuerung des Schaltelements eines Dreieck-Sperrwandlers anzugeben, die bei einfachem Auf bau unter Trennung der Potentiale des Steuerkreises für das Schaltelement vom sekundärseitigen Lastkreis beim Stromnulldurchgang des Laststromes praktisch verzöge rungsfrei das Schaltelement in den stromführenden Zu stand steuert.The invention has for its object a scarf line arrangement for controlling the switching element of a Triangular flyback converter to specify the single open construction with separation of the potentials of the control circuit for the switching element from the secondary-side load circuit at Zero current crossing of the load current practically delay the switching element in the current-carrying Zu stand controls.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schal tungsanordnung gemäß der Erfindung durch die im An spruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This task is the scarf mentioned at the beginning arrangement according to the invention by the in An claim 1 marked features solved.
Auf vorteilhafte Weise enthält das Schaltelement somit unter der angestrebten Potentialtrennung vom Speicher glied zur Ansteuerung einen dynamischen Impuls, sobald der Laststrom Null wird. Die Verwendung eines Shunts entfällt, weil statt dessen lediglich die weitere Diode im Fußpunkt der Sekundärwicklung des Transformators eingesetzt wird. The switching element thus advantageously contains under the desired separation of potential from the storage link a dynamic impulse as soon as the load current becomes zero. The use of a shunt omitted, because instead only the further diode at the base of the secondary winding of the transformer is used.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange geben.Advantageous refinements of the circuit arrangement according to the invention are set out in the dependent claims give.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Es zeigtThe invention is based on one in the Drawing illustrated embodiment explained will. It shows
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Sperrwandlers mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung und Fig. 1 is a schematic diagram of a flyback converter with the circuit arrangement according to the invention and
Fig. 2 die zeitlichen Verläufe von Strom und Potenti alen bei einzelnen Elementen der in Fig. 1 dargestellten Schaltung. Fig. 2 shows the time profiles of current and Potenti alen for individual elements of the circuit shown in Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 fließt aus einer Gleichspannungsquelle E über die Primärwicklung eines Transformators T 1 und über einen mit dieser Primärwicklung in Reihe liegenden ohmschen Widerstand R 1 ein Strin i 1, sobald ein Schalt element V 1 in Form eines Transistors in den elektrisch leitenden Zustand gesteuert wird. Die Sekundärwicklung des Transformators T 1 ist über eine hochspannungsseitig angeordnete Diode D 1, eine Fußpunktdiode D 2 und eine weitere im Fußpunkt angeordnete Diode D 2′ mit einem Kondensator C 1 verbunden, dessen Spannung über eine Zündschaltung ZS an eine Blitzlichtröhre L gelegt ist, so daß diese dann durchzündet.Referring to FIG. 1 flows from a DC power source E via the primary winding of a transformer T 1 and a lying with this primary winding in series with resistor R 1, a Strin i 1, as soon as a switching element V 1 in the form of a transistor in the electrically conductive state controlled becomes. The secondary winding of transformer T 1 is connected via a high-voltage side arranged diode D 1, a base diode D 2 and another disposed in the base point diode D 2 'with a capacitor C1, whose voltage is applied to a flash tube L via an ignition circuit ZS, so that this then ignites.
Der im Fußpunkt der Sekundärwicklung des Transformators T 1 angeordneten weiteren Diode D 2′ ist die Primärwick lung eines Übertragers T 2 in Reihe mit einem ohmschen Widerstand R 2 parallelgeschaltet. Die Sekundärwicklung des Transformators T 2 ist über eine Diode D 4 an den Setzeingang eines als RS-Flip-Flop ausgebildeten Speicherglieds S 1 und außerdem durch eine Zener-Diode Z und eine Diode D 3 überbrückt.The arranged in the base of the secondary winding of the transformer T 1 further diode D 2 ' is the primary winding development of a transformer T 2 connected in series with an ohmic resistor R 2 . The secondary winding of the transformer T 2 is bridged via a diode D 4 to the set input of a memory element S 1 designed as an RS flip-flop and also by a Zener diode Z and a diode D 3 .
Der Wicklungssinn der Primär- und der Sekundärwicklungen bei dem Transformator T 1 und bei dem Übertrager T 2 ist jeweils durch Punkte gekennzeichnet.The sense of winding of the primary and secondary windings in the transformer T 1 and in the transformer T 2 is each indicated by dots.
Eine Startschaltung SS bewirkt über das Speicherglied S 1, daß das Schaltglied (Transistor) V 1 angesteuert wird. Der Strom i 1 durch die Primärwicklung des Trans formators T 1 steigt dreiecksförmig an, bis er eine vorgegebene Schwelle i 1 max erreicht.A start circuit SS causes the switching element S 1 to drive the switching element (transistor) V 1 . The current i 1 through the primary winding of the transformer T 1 increases triangularly until it reaches a predetermined threshold i 1 max .
Ein Schmitt-Trigger S 2 setzt dann das Speicherglied S 1 zurück. Das Schaltglied V 1 ist dadurch gesperrt und der Strom i 1 fällt auf Null zurück. Dieses ist im zeitlichen Verlauf über der Zeit t in Fig. 2a gezeigt.A Schmitt trigger S 2 then resets the memory element S 1 . The switching element V 1 is thereby blocked and the current i 1 falls back to zero. This is shown over time t in FIG. 2a.
Die im Übertrager T 1 gespeicherte Energie wird nun über die Dioden D 1, D 2 und D 2′ in den Kondensator C 1 einge speist. Der Ladestrom i 2 des Kondensators C 1 als Last strom des Sperrwandlers verläuft etwa dreiecksförmig mit fallendem Wert (Fig. 2b). Während des Ladestromflusses liegt an der weiteren Diode D 2′ eine etwa konstante Schleusenspannung u D an (Fig. 2e). Der Übertrager T 2 wird über den ohmschen Widerstand R 2 aufmagnetisiert. Der Magnetisierungsstrom i μ ist dabei durch den Wider stand R 2 begrenzt (Fig. 2c).The energy stored in the transformer T 1 is now fed via the diodes D 1 , D 2 and D 2 ' into the capacitor C 1 . The charging current i 2 of the capacitor C 1 as the load current of the flyback converter is approximately triangular with a falling value ( FIG. 2b). During the charging current flow, an approximately constant lock voltage u D is present at the further diode D 2 ' ( FIG. 2e). The transformer T 2 is magnetized via the ohmic resistor R 2 . The magnetizing current i μ is limited by the resistance R 2 ( Fig. 2c).
Der Übertrager T 2 wird nahezu im Leerlauf betrieben. Er kann aufgrund seiner Größe nur eine bestimmte maximale Spannungszeitfläche F 1 aufnehmen. In der Regel wird je doch eine Spannungszeitfläche F 2 auftreten, die kleiner ist als die Spannungsfläche F 1.The transformer T 2 is operated almost at idle. Due to its size, it can only accommodate a certain maximum voltage time area F 1 . As a rule, a voltage time area F 2 will occur that is smaller than the voltage area F 1 .
Sobald der Strom i 2 im Lastkreis zu Null wird, ist auch der Magnetisierungsstrom i μ Null. Die Diode D 2′ nimmt aufgrund der Schaltung aus dem Lastkreis keine Sperr spannung auf, weil der Kreis über die Primärwicklung des Übertragers T 2 geschlossen ist. Der Übertrager T 2 gibt seine gespeicherte Energie ab, sobald der Strom i 2 im Lastkreis zu Null wird, indem er eine Spannungs zeitfläche gleicher Größe aber mit entgegengesetzter Polarität erzeugt (Fig. 2d).As soon as the current i 2 in the load circuit becomes zero, the magnetizing current i μ is also zero. The diode D 2 ' takes up no blocking voltage due to the circuit from the load circuit because the circuit is closed via the primary winding of the transformer T 2 . The transmitter T 2 releases its stored energy as soon as the current i 2 in the load circuit becomes zero by generating a voltage time area of the same size but with the opposite polarity ( FIG. 2d).
Für die Funktion ist es bedeutungslos, wie weit der Übertrager T 2 aufmagnetisiert wird. In jedem Fall ent steht eine Rückschlagspannungsspitze, die in ihrer Höhe durch die Zenerdiode Z und die Schleusenspannung der Diode D 3 begrenzt wird. Diese vordere Flanke der Abma genetisierungsspannung des Übertragers T 2 wird zur Er kennung des Stromnullgangs des Stromes i 2 ausgenutzt. Der Spannungsimpuls setzt über die Diode D 4 erneut das Speicherglied S 1, das wiederum praktisch verzögerungs frei das Schaltglied V 1 ansteuert.It is irrelevant for the function how far the transformer T 2 is magnetized. In any case, there is a flashback peak, the height of which is limited by the Zener diode Z and the lock voltage of the diode D 3 . This leading edge of the Abma genetisierungs voltage of the transformer T 2 is used to detect the zero current of the current i 2 . The voltage pulse again sets the memory element S 1 via the diode D 4 , which in turn drives the switching element V 1 practically without delay.
Der zuvor beschriebene Vorgang läuft, wie in Fig. 2a bis 2d gezeigt ist, dann erneut ab.The process described above then runs again, as shown in FIGS. 2a to 2d.
Auch wenn sich der Übertrager T 2 nicht auf seinen An fangswert wieder abmagnetisiert, hat das keinen Einfluß auf die Wirkungsweise.Even if the transformer T 2 does not demagnetize to its initial value, this has no influence on the mode of operation.
Die Diode D 3 in Reihe mit der Zenerdiode Z kann entfallen, wenn die Schleusenspannung der Zenerdiode ausreicht, um einen Kurzschluß über die Sekundärwicklung des Über tragers T 2 zu vermeiden.The diode D 3 in series with the Zener diode Z can be omitted if the lock voltage of the Zener diode is sufficient to avoid a short circuit across the secondary winding of the transformer T 2 .
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863640705 DE3640705C1 (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Circuit arrangement for driving the switching element of a delta-connected isolating transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863640705 DE3640705C1 (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Circuit arrangement for driving the switching element of a delta-connected isolating transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3640705C1 true DE3640705C1 (en) | 1988-02-25 |
Family
ID=6315009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863640705 Expired DE3640705C1 (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Circuit arrangement for driving the switching element of a delta-connected isolating transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3640705C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4888821A (en) * | 1988-12-09 | 1989-12-19 | Honeywell Inc. | Synchronization circuit for a resonant flyback high voltage supply |
WO2003036782A2 (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Frequency modulated self-oscillating switching power supply |
-
1986
- 1986-11-28 DE DE19863640705 patent/DE3640705C1/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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WO2003036782A3 (en) * | 2001-10-23 | 2004-05-27 | Koninkl Philips Electronics Nv | Frequency modulated self-oscillating switching power supply |
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