DE4014833A1 - Schaltnetzteil mit bereitschaftsbetrieb nach dem wesselprinzip - Google Patents

Schaltnetzteil mit bereitschaftsbetrieb nach dem wesselprinzip

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DE4014833A1
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DE
Germany
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transformer
load
wessel
power supply
voltage
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Withdrawn
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DE4014833A
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Franz Dipl Ing Dieterle
Steffen Dipl Ing Lehr
Rudolf Dr Koblitz
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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Publication date
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0032Control circuits allowing low power mode operation, e.g. in standby mode
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Description

Die Erfindung geht aus von einem Schaltnetzteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Schaltnetzteil für einen Fernsehempfänger überträgt im normalen Betrieb des Fernsehempfängers im allge­ meinen die gesamte benötigte Leistung in der Größenordnung von 80-100 W. Im Bereitschaftsbetrieb, sogenanntem Stand­ by, überträgt das Schaltnetzteil eine wesentlich geringere Leistung von etwa 5-10 W für die in Standby wirksamen Bau­ teile wie den Infrarotempfänger und den Standby-Mikroprozes­ sor. Der Standby-Betrieb ist in der Praxis im allgemeinen während eines überwiegenden Teiles eines Tages eingeschal­ tet, zumal manche Haushalte einen Fernsehempfänger ohnehin niemals ganz ausschalten. Man ist daher bemüht, die im Stand­ by-Betrieb aufgenommene Leistung möglichst gering zu halten. Diese Leistung setzt sich im wesentlichen aus zwei Komponen­ ten zusammen, nämlich aus der Last im Bereitschaftsbetrieb zugeführten Leistung und der Verlustleistung innerhalb des Schaltnetzteils.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Schaltnetz­ teil im Bereitschaftsbetrieb auftretende Verlustleistung zu verringern und dabei die galvanische Trennung zwischen der mit dem Netz verbundenen Seite und der mit dem Gerät verbun­ denen Seite aufrechtzuerhalten.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin­ dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird also die eigentliche Last im Standby-Betrieb durch eine künstliche Last nachgebil­ det. Das beruht auf der Überlegung, daß die eigentliche Last in Standby wegen der geforderten Netztrennung nicht zugäng­ lich ist, wenn z. B. die Primärseite des Schaltnetzteils auf der mit dem Netz verbundenen sogenannten heißen Seite und die Last im Standby-Betrieb auf der vom Netz getrennten, so­ genannten kalten Seite liegt. Durch die Erfindung wird die jeweils vom Schaltnetzteil übertragene Energie ständig der Last angepaßt. Der Energiebedarf der Last im Standby-Betrieb wird also immer gerade gedeckt, ohne daß unnütz viel Energie übertragen wird. Dadurch, daß die künstliche Last von der ei­ gentlichen Last unabhängig und von dieser getrennt ist, kann die notwendige galvanische Trennung zwischen der mit den Netz verbundenen Seite und der mit der Geräteschaltung ver­ bundenen Seite erhalten bleiben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich­ nung erläutert. Darin zeigen
Fig. 1 ein Schaltungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils und
Fig. 2 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise.
Fig. 1 zeigt ein Schaltnetzteil mit Zeilenablenkung nach dem Wesselprinzip. Dargestellt sind der sogenannte Wesseltrafo Tr mit der Primärwicklung 1 und der Sekundärwicklung 2, der Schalttransistor T1, die Kopplungsdiode D1, die Rücklaufdi­ ode D2, der Rücklaufkondensator C1, der Tangenskondensator C2, die Zeilenablenkspule 3, der Hochspannungstransformator HTr mit der Primärwicklung 5 und der Sekundärwicklung 6 so­ wie die sogenannte Energietransferdiode D3. Die Wicklung 2 erzeugt über die Diode D4 am Kondensator C3 die Betriebsspan­ nung an der Last L für den Standby-Betrieb. Die Primärwick­ lung 1 des Transformators Tr, die Primärwicklung 5 des Tra­ fos HTr und die daran angeschlossenen Bauteile stellen die mit dem Netz verbundene Seite dar, während die Sekundärwick­ lung 2 und die Sekundärwicklung 6 mit den angeschlossenen Bauteilen die netzgetrennte, Seite darstellen.
Die Sekundärwicklung 7 des Wesseltrafos Tr ist über die Di­ ode D5 mit der künstlichen Last Le verbunden, die durch den Kondensator C4 gebildet ist. Die am Kondensator C4 entstehen­ de Spannung Ua ist über den Widerstand 8 an den Emitter des Transistors T2 angelegt, dessen Kollektor über den Wider­ stand 9 mit einer positiven Betriebsspannung verbunden ist. Der Kollektor des Transistors T2 ist mit dem "+"-Eingang des Komparators C verbunden, an dessen "-"-Eingang eine Sägezahn­ spannung Uz angelegt ist. Uz ist von der Vertikalablenkung abgeleitet und hat eine Periodendauer von 20 ms. Der Ausgang des Comparators C steuert den Schalter S, der zwischen dem Ausgang eines Generators G und der Basis des Schalttransi­ stors T1 liegt. Der Generator G erzeugt periodische Impulse mit einer Dauer von 3 µs und einer Periodendauer von 28 µs, was etwa der doppelten Zeilenfrequenz entspricht.
Die Wirkungsweise der Schaltung wird anhand der Fig. 2 erläu­ tert. Am Kondensator C4 steht eine Gleichspannung Ua, die von der Zahl und der Amplitude der Impulse an der Wicklung 7 und damit von der übertragenen Leistung abhängig ist. Im Zeitpunkt t1 ist die Sägezahnspannung Uz am "-"-Eingang des Comparators C kleiner als die Spannung Us am "+"-Eingang. Der Comparator C liefert daraufhin eine positive Schaltspan­ nung Up, die den Schalter S schließt. Die Impulse Ub vom Ge­ nerator werden jetzt auf die Basis von T1 geschaltet, so daß T1 periodisch leitet und sperrt und an T1 die Rücklaufimpul­ se Ur auftreten. Das Netzteil ist in Betrieb und überträgt Leistung auf die Last L. Im Zeitpunkt t3 erreicht die Säge­ zahnspannung Uz den Wert von Us. Die Schaltspannung Up am Ausgang des Comparators C geht jetzt auf null, so daß der Schalter S geöffnet wird. Es werden jetzt keine Impulse Ub mehr auf den Transistor T1 übertragen. Das Netzteil wird al­ so nach einigen Ausschwingvorgängen ausgeschaltet, wobei die Spannung Ur den Wert UB annimmt. An den Transistor T1 gelan­ gen also nur burstartige Pakete P von vier Impulsen Ub. Da­ zwischen liegenden Pausen t3-t4, während der T1 gesperrt bleibt.
Es sei angenommen, daß die vom Netzteil übertragene Leistung unnötig ansteigt. Dann wird die Spannung Ua am Kondensator C4 mehr negativ und damit auch die Spannung am Emitter von T2. Dadurch wird der Strom über den Widerstand 9 und den Transistor T2 größer. Die Spannung Us wird daher geringer, wie bei Us′ dargestellt. Die Schaltspannung Up geht daher schon im Zeitpunkt t2 auf null, so daß der Schalter S früher geöffnet wird. Es werden jetzt weniger Impulse Ub (in Fig. 2 zwei Impulse) durchgelassen, so daß die Einschaltdauer von T1 und die übertragene Leistung verringert wird. Dadurch wird also der angenommenen Erhöhung der übertragenen Lei­ stung entgegengewirkt. Es handelt sich um eine geschlossene Regelschleife, durch die die vom Netzteil übertragene Lei­ stung gemessen und in Abhängigkeit davon die Dauer der dem Schalttransistor T1 zugeführten Impulspakete, also von t1-t2 oder t1-t3 geändert wird. Wenn die übertragene Leistung sinkt, wird entsprechend Us größer, so daß der Schalter S später geöffnet wird und die Zahl der Impulse Ub innerhalb eines Impulspaketes größer wird. Dadurch wird auch die über­ tragene Leistung größer und der angenommenen Verminderung entgegengewirkt.

Claims (5)

1. Schaltnetzteil mit Bereitschaftsbetrieb nach dem Wessel­ prinzip mit einem Wesseltrafo (Tr), einem durch periodi­ sche Schaltimpulse (Ub) gesteuerten Schalttransistor (T1) und einer vom Wesseltrafo gespeisten, den Bereit­ schaftsbetrieb darstellenden Last (L), dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Wesseltrafo (Tr) eine die Last (L) nachbildende künstliche Last (Le) angeschlossen ist und die Spannung (Ua) an der künstlichen Last (Le) zur Rege­ lung der Dauer (t1-t3) von durch Pausen (t3-t4) ge­ trennten Paketen (P) aus den Schaltimpulsen (Ub) dient.
2. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Last (Le) durch ein RC-Glied (8, C4) ge­ bildet ist, das über einen Gleichrichter (D5) an eine Wicklung (7) des Wesseltrafos (Tr) angeschlossen ist.
3. Netzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung (Ua) an dem RC-Glied (8, C4) und eine Säge­ zahnspannung (Uz) an die Eingänge eines Komparators (C) angelegt sind, dessen Ausgang an den Steuereingang ei­ nes im Weg der Schaltimpulse (Ub) liegenden Schalters (S) angeschlossen ist.
4. Netzteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahnspannung (Uz) von der Vertikalablenkschal­ tung abgeleitet ist.
5. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltimpulse (Ub) die doppelte Zeilenfrequenz ha­ ben.
DE4014833A 1990-05-09 1990-05-09 Schaltnetzteil mit bereitschaftsbetrieb nach dem wesselprinzip Withdrawn DE4014833A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4245072B4 (de) * 1992-04-14 2012-01-26 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Freischwingendes Schaltnetzteil

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