DE4017374C2 - Gleichspannungswandler - Google Patents
GleichspannungswandlerInfo
- Publication number
- DE4017374C2 DE4017374C2 DE19904017374 DE4017374A DE4017374C2 DE 4017374 C2 DE4017374 C2 DE 4017374C2 DE 19904017374 DE19904017374 DE 19904017374 DE 4017374 A DE4017374 A DE 4017374A DE 4017374 C2 DE4017374 C2 DE 4017374C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- input voltage
- resistor
- converter according
- converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion 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
- H02M3/325—Conversion 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
- H02M3/335—Conversion 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
- H02M3/33507—Conversion 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 with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion 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
- H02M3/325—Conversion 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
- H02M3/335—Conversion 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
- H02M3/33561—Conversion 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 having more than one ouput with independent control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler zur
Erzeugung mindestens einer Ausgangsspannung aus einer
innerhalb eines Eingangsspannungsbereichs veränderlichen
Eingangsspannung mit einem steuerbaren Schalter und mit
einer Steuerschaltung zur Regelung der Einschaltdauer des
steuerbaren Schalters in Abhängigkeit der Eingangsspan
nung, wobei der Steuerschaltung unterhalb eines Schwell
wertes ein aus der Eingangsspannung ableitbarer erster
Steuerstrom und oberhalb des Schwellwertes ein aus der
Eingangsspannung über einen Spannungsteiler ableitbarer
zweiter Steuerstrom zugeführt wird (JP 1-315262 (A),
In: Patents Abstr. of Japan, Seet. E., 1990, Vol. 14, Nr. 120 (E-899)).
Für die Versorgung elektronischer Geräte werden Stromver
sorgungseinrichtungen benötigt, die eine oder mehrere
Gleichspannungen liefern. Bei Gleichspannungswandlern
sind insbesondere die Grundtypen Sperrwandler, Durchfluß
wandler und Gegentaktwandler zu unterscheiden. Die zum
Beispiel aus der Netzspannung durch Gleichrichtung und
Siebung gewonnene Eingangsspannung wird mit Hilfe eines
steuerbaren Schalters in eine Rechteckspannung umgewan
delt. Diese wird mit Hilfe eines Transformators übertra
gen, der im Fall des Sperrwandlers auch die Energiespei
cherung übernimmt. Anschließend wird gleichgerichtet und
gesiebt. Der steuerbare Schalter wird beispielsweise
durch Impulse gesteuert, die in ihrer Breite in Abhängig
keit der Eingangs- und/oder Ausgangsspannung moduliert
werden. Die Impulse werden von einer beispielsweise als
pulsbreitenmodulator ausgebildeten Steuerschaltung er
zeugt und an die Steuerelektrode des steuerbaren Schal
ters gelegt. Insbesondere für die Versorgung von Geräten
der Nachrichtentechnik werden Gleichspannungswandler be
nötigt, die innerhalb eines Eingangsspannungsbereiches
von beispielsweise 40 bis 80 Volt konstante Ausgangsspan
nungen liefern sollen. Dabei kann zur Regelung der Ein
schaltdauer des steuerbaren Schalters eine primärseitige
und/oder sekundärseitige Regelschaltung vorgesehen wer
den, wobei bei einer sekundärseitigen Regelschaltung ein
potentialtrennender Baustein, beispielsweise ein Opto
koppler, benötigt wird, wodurch die Komplexität der Re
gelschaltung erhöht wird.
Aus DE-PS 30 00 955 ist eine Steuerschaltung zur Stabili
sierung der Ausgangsspannung eines Durchflußwandlers be
kannt. Dabei bewirkt die Änderung der durch eine Span
nungsteilerschaltung herabgeteilten Eingangsspannung eine
dieser Änderung entgegengesetzte Beeinflussung der Ein
schaltdauer des steuerbaren Schalters. Die Spannungstei
lerschaltung ist derart ausgelegt, daß beim Maximalwert
und beim Minimalwert der Eingangsspannung an deren Ab
griff eine das Tastverhältnis festlegende Sollspannung
auftritt und damit am Ausgang des Durchflußwandlers die
Sollausgangsspannung anliegt. Dabei steigt die Spannung
am Abgriff der Spannungsteilerschaltung vom Minimalwert
der Eingangsspannung bis zu einem Mittelwert der Ein
gangsspannung überproportional und von diesem Minimalwert
bis zu dem Maximalwert der Eingangsspannung unterpro
portional an. Dazu sind die Zweige der Spannungsteiler
schaltung jeweils aus einem ersten Zweig mit linearen Wi
derständen aufgebaut, dem jeweils ein zweiter Zweig mit
nichtlinearen Widerständen parallelgeschaltet ist.
Aus JP 1-315262 (A) ist ein Gleichspannungswandler der
eingangs genannten Art bekannt. Der erste und zweite Steuer
strom werden dabei aus einer Hilfsspannung eines primär-
und sekundärseitig galvanisch koppelnden Transformators
abgeleitet. Hierzu ist eine Reihenschaltung von zwei Wi
derständen vorgesehen, wobei parallel zu einem Widerstand
eine Zenerdiode angeordnet ist. Der Schwellwert der Zener
diode liegt dabei im oberen Bereich des Eingangsspannungs
bereichs. Der Gleichspannungswandler weist zur Spannungs
regelung eine sekundärseitig angeordnete Regelschaltung
auf, die über einen potentialtrennenden Baustein die Steuer
schaltung so ansteuert, daß die Ausgangsspannung auch
nach dem Durchschalten der Zenerdiode konstant bleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleich
spannungswandler der eingangs genannten Art anzugeben, der
innerhalb des Eingangsspannungsbereiches ohne den Einsatz
von potentialüberbrückenden Bausteinen eine im wesentlichen
konstante Ausgangsspannung liefert.
Die Aufgabe wird bei einem Gleichspannungswandler der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schwellwert
der untere Schwellwert des Eingangsspannungsbereiches ist
und daß der Spannungsteiler so dimensioniert ist, daß
oberhalb des Schwellwertes mit zunehmender Eingangsspannung
eine Reduzierung der Einschaltdauer des steuerbaren
Schalters erfolgt.
Dabei erfolgt die Regelung der Ausgangsspannung in Ab
hängigkeit von Änderungen der Eingangsspannung unterhalb
des unteren Schwellwertes des Eingangsspannungsbereichs
mit Hilfe des ersten Steuerstroms. Dazu wird der erste
Steuerstrom aus der Eingangsspannung beispielsweise da
durch abgeleitet, daß der Steuerschaltung über einen er
sten Widerstand die Eingangsspannung zugeführt wird. Nach
dem Überschreiten des Schwellwertes durch die Eingangs
spannung fließt der zweite Steuerstrom, wobei durch die
hierdurch bewirkte Reduzierung der Einschaltdauer des
steuerbaren Schalters mit steigender Eingangsspannung
kein weiterer steiler Anstieg der Ausgangsspannung mit
zunehmender Eingangsspannung mehr erfolgt. Der Anstieg
wird nach dem Überschreiten des Schwellwertes durch die
Eingangsspannung durch das Verhältnis der Bauelemente des
Spannungsteilers bestimmt. Durch die Dimensionierung des
Spannungsteilers kann der Ansprechpunkt entsprechend dem
Beginn des Eingangsspannungsbereichs sowie das Maß der
Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Eingangsspan
nung der Vorsteuerung festgelegt werden. Hierdurch wird
es möglich, bei bestimmten Anwendungen eine geforderte
Genauigkeit und Stabilität der Ausgangsspannung bereits
durch eine primärseitige Regelung zu realisieren und eine
aufwendige, von der Sekundärseite beispielsweise durch
einen Optokoppler galvanisch getrennte, Regeleinrichtung
einzusparen.
Bei einer Ausgestaltungsform weist der Spannungsteiler
ein Referenzelement auf, dessen Durchbruchsspannung so
gewählt ist, daß das Referenzelement durchschaltet, wenn
die Eingangsspannung die untere Schaltschwelle des Ein
gangsspannungsbereichs überschreitet. Dabei fließt vor
dem Durchschalten des Referenzelements, d. h. unterhalb
des unteren Schwellwertes des Eingangsspannungsbereichs,
zunächst lediglich der erste Steuerstrom. Beim Über
schreiten des unteren Schwellwertes des Eingangsspan
nungsbereichs wird das Referenzelement leitend und der
zweite Steuerstrom wird durch das Verhältnis der Elemente
des Spannungsteilers bestimmt.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsform wird der Spannungs
teiler aus der Reihenschaltung aus einem Referenzelement
sowie aus einem ersten und einem zweiten Widerstand ge
bildet, wobei die Steuerschaltung zwischen dem ersten und
zweiten Widerstand angeschlossen ist. Dabei kommt es un
terhalb des unteren Schwellwertes des Eingangsspannungs
bereichs zunächst zu einem Stromfluß in Form des ersten
Steuerstroms durch den ersten Widerstand, wodurch mit zu
nehmender Eingangsspannung auch ein steiler Anstieg der
Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers verbunden
ist. Beim Überschreiten des unteren Schwellwertes wird
das Referenzelement leitend und der Verlauf der Ausgangs
spannung wird vom Verhältnis des ersten und zweiten Wi
derstandes der des Spannungsteilers abhängig. Hierdurch
wird eine Reduzierung der Einschaltdauer des steuerbaren
Schalters bewirkt und somit die Ausgangsspannung auch bei
einer weiteren Änderung der Eingangsspannung im wesentli
chen konstant.
Bei einer Ausgestaltungsform ist das Referenzelement als
Zenerdiode ausgebildet. Ein derart ausgebildetes Refe
renzelement ist kostengünstig und erfüllt die an ein Re
ferenzelement gestellten Anforderungen.
Bei einer anderen Ausgestaltungsform werden der erste und
zweite Steuerstrom dem Vorsteuerungseingang einer inte
grierten Steuerschaltung zugeführt. Ein derartiger Vor
steuerungseingang ist häufig bei integrierten Steuer
schaltungen vorgesehen und hat die Aufgabe, die Wirkung
von Eingangsspannungsschwankungen auf die Ausgangsspan
nung zu kompensieren. Wird der erste und zweite Steuer
strom dem Vorsteuerungseingang einer integrierten Steuer
schaltung zugeführt, so ergibt sich eine im wesentlichen
konstante Ausgangsspannung, die bei bestimmten Anwendun
gen bereits einer geforderten Genauigkeit und Stabilität
der Ausgangsspannung genügt.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsform ist zwischen dem
Abgriff des ersten und zweiten Widerstandes und der Steu
erschaltung ein Vorwiderstand eingeschaltet. Der Vorwi
derstand dient dabei als Anpassungswiderstand zwischen
dem ersten und zweiten Widerstand des Spannungsteilers
und der nachgeschalteten Steuerschaltung.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsform ist der Reihen
schaltung aus dem zweiten Widerstand und der Zenerdiode
ein weiterer Widerstand in Reihe mit einer weiteren Ze
nerdiode parallelgeschaltet. Hierdurch können weitere
gewünschte Eigenschaften einer Abhängigkeit der Ausgangs
spannung von der Eingangsspannung erreicht werden. So
kann beispielsweise beim Überschreiten eines bestimmten
oberen Schwellwertes der Eingangsspannung eine verstärkte
Reduzierung der Einschaltdauer des steuerbaren Schalters
und damit eine Spannungsbegrenzung erfolgen.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsform weist der Gleich
spannungswandler mindestens einen Sekundärkreis mit einer
Transduktordrossel auf, die in Abhängigkeit der Ausgangs
spannung ansteuerbar ist. Hierdurch ist beispielsweise
ein Gleichspannungswandler realisierbar, der eine erste
Ausgangsspannung liefert, die eine geforderte Genauigkeit
auch ohne weitere sekundärseitige Regelung erfüllt. Eine
zweite Ausgangsspannung wird mit Hilfe des Sekundärkrei
ses mit der Transduktordrossel gewonnen. Dabei wird die
bereits über die primärseitige Steuerschaltung vorstabi
lisierte Ausgangsspannung mit Hilfe der von der Ausgangs
spannung ansteuerbaren Transduktordrossel auf noch exak
tere und genauere Werte stabilisiert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Gleichspan
nungswandlers.
Fig. 2 zeigt einen schematischen und beispielhaften Ver
lauf der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers als
Funktion der Eingangsspannung.
Fig. 3 zeigt einen schematischen und beispielhaften Ver
lauf der Einschaltdauer des steuerbaren Schalters als
Funktion der Eingangsspannung.
Fig. 1 zeigt einen Gleichspannungswandler mit einem
Transformator Tr, welcher eine Primärwicklung N1 und zwei
Sekundärwicklungen N2, N3 eines ersten und eines zweiten
Sperrwandlerkreises besitzt. In Reihe zur Primärwick
lung N1 ist beispielsweise ein als Transistor ausgebilde
ter steuerbarer Schalter S angeordnet. Parallel zu den
Eingangsklemmen, an denen eine Spannung UE anliegt, ist
ein erster Kondensator C1 geschaltet. In Reihe zur ersten
Sekundärwicklung N2 ist eine erste Diode D1 angeordnet.
Parallel zu der Reihenschaltung aus der Sekundärwick
lung N2 und der ersten Diode D1 liegt ein zweiter Konden
sator C2. An den Ausgangsklemmen des Sperrwandlerkreises
parallel zum zweiten Kondensator C2 liegt eine erste Aus
gangsspannung UA1. In Reihe zur zweiten Sekundärwick
lung N3 des zweiten Sekundärkreises ist eine Transduktor
drossel L0 und eine zweite Diode D2 angeordnet. Parallel
zu der Reihenschaltung aus der zweiten Sekundärwick
lung N3, der Transduktordrossel L0 und der zweiten Dio
de D2 liegt eine dritte Diode D3. In Serie zu der Anord
nung aus der zweiten Sekundärwicklung N3, der zweiten Di
ode D2 und der dritten Diode D3 ist im zweiten Sekundär
kreis eine Speicherdrossel L1 angeordnet. Parallel zu den
Ausgangsklemmen, an denen eine zweite Ausgangsspan
nung UA2 auftritt, liegt ein dritter Kondensator C3. Die
Ausgangsklemmen des zweiten Sperrwandlerkreises, an denen
die zweite Ausgangsspannung UA2 anliegt, sind mit einer
Regelschaltung R verbunden, die einen Steuerstrom an die
Transduktordrossel L0 liefert. Parallel zum ersten Kon
densator C1 liegt auf der Primärseite des Gleichspan
nungswandlers die Reihenschaltung aus einem ersten Wider
stand R1, einem zweiten Widerstand R2 sowie einer als Re
ferenzelement dienenden Zenerdiode Z. Der Abgriff des er
sten R1 und zweiten R2 Widerstandes, an dem eine Steuer
spannung Ust anliegt, ist über einen gestrichelt einge
zeichneten Vorwiderstand RV an den Vorsteuereingang einer
Steuerschaltung St angeschlossen. Die Steuerschaltung St
ist an den Steuereingang des steuerbaren Schalters S an
geschlossen.
Während der Leitphase des steuerbaren Schalters S sperrt
die Diode D1 des Sperrwandlerkreises und an der Primär
wicklung N1 liegt die Eingangsspannung UE an. Während der
Sperrphase des steuerbaren Schalters S wird die Diode D1
leitend und es wird die während der leitenden Phase vom
Transistor Tr aufgenommene Energie über die Diode D1 an
den zweiten Kondensator C2 abgegeben und so die erste
Ausgangsspannung UA1 erzeugt. Während der Leitphase des
steuerbaren Schalters S ist die zweite Diode D2 des zwei
ten Sekundarkreises ebenfalls gesperrt. Die zweite Dio
de D2 ist während der Sperrphase des steuerbaren Schal
ters S leitend, der Strom fließt nach dem Durchschalten
der Transduktordrossel L0 zur nicht dargestellten Last
und die Speicherdrossel L1 nimmt Energie auf, während die
dritte Diode D3 (Freilaufdiode) gesperrt ist. Während der
Leitphase des steuerbaren Schalters S fließt der Strom
aus der Speicherdrossel L1 weiter über die Freilaufdio
de D3 in die Last. Auf diese Weise wird die zweite Aus
gangsspannung UA2 erzeugt.
Bei Spannungswerten der Eingangsspannung UE unterhalb des
unteren Schwellwertes UEmin des Eingangsspannungsberei
ches ist der aus dem zweiten Widerstand und der Zenerdio
de Z gebildete Zweig zunächst hochohmig. Es fließt ledig
lich über den ersten Widerstand R1 ein erster Steuer
strom IS zum Vorsteuerungseingang der Steuerschaltung St.
Kommt es zu einem weiteren Anstieg der Eingangsspan
nung UE, so wird nach dem Überschreiten der Zenerspannung
der Zenerdiode Z die Zenerdiode Z leitend und es fließt
ein zweiter Steuerstrom, dessen Größe durch das Verhält
nis der Spannungsteilerwiderstände R1, R2 bestimmt ist.
Die Durchbruchspannung der Zenerdiode ist dabei so ge
wählt, daß die Zenerdiode leitend wird, wenn die Ein
gangsspannung UE den unteren Schwellwert UEmin des Ein
gangsspannungsbereichs überschreitet. Die Schaltungsan
ordnung aus den beiden Widerständen R1, R2 sowie dem Vor
widerstand RV und der Zenerdiode Z1 ist so dimensioniert,
daß der Steuerstrom IS durch den Vorwiderstand RV wesent
lich kleiner ist als der Strom im Spannungsteiler R1,
R2. Der Steuerstrom IS bewirkt eine Änderung der Puls
breite (= Einschaltdauer) des steuerbaren Schalters S und
damit eine Regelung der Ausgangsspannung UA. Ist die
Steuerschaltung St beispielsweise als integrierte Steuer
schaltung mit einem Vorsteuerungseingang ausgebildet, so
kann für bestimmte Anwendungsfälle auf eine sekundärsei
tige auf einen weiteren Eingang der integrierten Steuer
schaltung St wirkende Ansteuerung verzichtet werden. In
diesem Fall wird bereits mit Hilfe der Vorsteuerung die
Ausgangsspannung UA1 stabilisiert und beispielsweise auch
auf unkritische Werte begrenzt. Spannungsschwankungen
bzw. Spannungssprünge der Eingangsspannung UE führen nur
zu geringfügigen Auswirkungen auf die Ausgangsspannun
gen UA1, UA2. Dadurch, daß die Vorregelung bereits pri
märseitig wirkt, erfolgt die Regelung der Ausgangsspan
nungen UA1, UA2 unverzögert. Bei dem in der Fig. 1 darge
stellten Ausführungsbeispiel weist die erste Ausgangs
spannung UA1 beispielsweise eine Genauigkeit von plus/minus
5% auf. Ist für bestimmte Anwendungsfälle eine hö
here Genauigkeit erforderlich, so kann die durch die pri
märseitige Steuerschaltung St bereits vorstabilisierte
Ausgangsspannung mit Hilfe der Transduktordrossel L0 so
wie des Reglers R auf eine Genauigkeit von beispielsweise
plus/minus 1% stabilisiert werden. Die Regelschaltung R
weist beispielsweise einen Operationsverstärker auf, der
die Ausgangsspannung UA2 mit einem Spannungsreferenzwert
vergleicht und daraus als Meßgröße einen Steuerstrom an
die Transduktordrossel L0 liefert. Dabei bewirkt der zur
Transduktordrossel L0 fließende Steuerstrom eine Änderung
der Zeit, in der die Transduktordrossel sperrt, und somit
eine Regelung bzw. Stabilisierung der zweiten Ausgangs
spannung UA2. Hierdurch weist die zweite Ausgangsspan
nung UA2 eine sehr hohe Genauigkeit auf. Die in der
Fig. 1 angegebene Schaltungsanordnung ist als Grundschal
tung anzusehen. Durch zusätzliche Schaltelemente können
weitere gewünschte Eigenschaften der Vorsteuerung er
reicht werden. So kann beispielsweise beim Überschreiten
einer bestimmten Schwellspannung der Eingangsspannung UE
eine verstärkte Pulsbreitenreduzierung erfolgen.
Fig. 2 zeigt die Ausgangsspannung UA in Abhängigkeit der
Eingangsspannung UE für ein praktisch realisiertes Aus
führungsbeispiel. Dabei beträgt der Wert des ersten Wi
derstandes R1 200 K/Ohm und der Wert des zweiten Wider
standes R2 2 K/Ohm. Als Referenzelement dient eine han
delsübliche Zenerdiode. Der Eingangsspannungsbereich
liegt dabei zwischen 40 und 80 Volt. Unterhalb des unte
ren Schwellwertes UEmin des Eingangsspannungsbereichs,
d. h. zwischen 30 und 40 Volt, erfolgt mit zunehmender
Eingangsspannung UE ein steiler Anstieg der Ausgangsspan
nung UA. Ein weiteres Ansteigen der Ausgangsspannung UA
könnte beispielsweise zu einem Ansprechen von Überspan
nungsschutzeinrichtungen und somit zu einem Ausfall der
angeschlossenen Geräte führen. Oberhalb des unteren
Schwellwertes UEmin, d. h. bei der in Fig. 2 dargestellten
Funktion bei 40 Volt der Eingangsspannung UE, erfolgt bei
der durchgezogenen Kennlinie mit zunehmender Eingangs
spannung UE ein wesentlich flacherer Anstieg der Aus
gangsspannung UA. So erfolgt zwischen 40 und 80 Volt der
Eingangsspannung lediglich ein Anstieg der Ausgangsspan
nung UA von ca. 98 Volt auf 98,5 Volt. Für bestimmte An
wendungsfälle ist es jedoch auch möglich, oberhalb des
unteren Schwellwertes UEmin einen Abfall der Ausgangs
spannung UA mit zunehmender Eingangsspannung UE zu erzeu
gen, wie dies in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist.
Dieser Anstieg bzw. Abfall, d. h. die Steigung der Kenn
linie nach dem Ansprechen der Vorsteuerung, wird durch
die Dimensionierung des ersten und zweiten Widerstan
des R1, R2 ermöglicht. Durch das Verhältnis R1/R2 wird
entsprechend der gewünschten Abhängigkeit der Ausgangs
spannung UA von der Eingangsspannung UE die Pulsbreite,
d. h. die Einschaltdauer des steuerbaren Schalters, fest
gelegt. Der Vorwiderstand RV dient lediglich als Anpas
sungswiderstand zwischen dem aus den Widerständen R1, R2
gebildeten Spannungsteiler und der nachfolgenden Steuer
schaltung St.
Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit der Einschaltdauer tein des
steuerbaren Schalters als Funktion der Eingangsspan
nung UE. Dabei erfolgt bei der Kennlinie 1 im Bereich
zwischen 30 bis 35 Volt der Eingangsspannung UE zunächst
ein Anstieg der Einschaltdauer tein, während es ab
ca. 35 Volt Eingangsspannung UE zu einem annähernd linea
ren Abnehmen der Einschaltdauer tein kommt. In Fig. 3 ist
neben der Kennlinie 1 eine gestrichelt eingezeichnete
Vergleichskennlinie 2 eingezeichnet, die die Abhängigkeit
der Einschaltdauer tein von der Eingangsspannung UE für
einen Gleichspannungswandler zeigt, dessen Vorsteuerung
ohne definierten Einsatzpunkt lediglich über einen kon
stanten Vorwiderstand erfolgt.
Claims (9)
1. Gleichspannungswandler zur Erzeugung mindestens einer
Ausgangsspannung (UA1, UA2) aus einer innerhalb eines
Eingangsspannungsbereichs veränderlichen Eingangsspannung
(UE) mit einem steuerbaren Schalter (S) und mit einer
Steuerschaltung (St) zur Regelung der Einschaltdauer
(tein) des steuerbaren Schalters (S) in Abhängigkeit der
Eingangsspannung (UE), wobei der Steuerschaltung (St)
unterhalb eines Schwellwertes ein aus der Eingangsspannung
(UE) ableitbarer erster Steuerstrom (IS) und oberhalb des
Schwellwertes ein aus der Eingangsspannung (UE) über einen
Spannungsteiler (R1, R2, Z) ableitbarer zweiter Steuer
strom (IS) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwellwert (UEmin) der untere Schwellwert des
Eingangsspannungsbereichs ist und daß der Spannungsteiler
(R1, R2, Z) so dimensioniert ist, daß oberhalb des
Schwellwertes (UEmin) mit zunehmender Eingangsspannung
(UE) eine Reduzierung der Einschaltdauer (tein) des steuer
baren Schalters (S) erfolgt.
2. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsteiler (R1, R2, Z) ein Referenzelement
(Z) aufweist, dessen Durchbruchspannung so gewählt ist,
daß das Referenzelement (Z) durchschaltet, wenn die Ein
gangsspannung (UE) die untere Schaltschwelle (UEmin) des
Eingangsspannungsbereichs überschreitet.
3. Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ableitung des ersten Steuerstroms (IS) ein mit der
Eingangsspannung (UE) kontaktierbarer erster Widerstand
(R1) vorgesehen ist.
4. Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsteiler (R1, R2, Z) aus der Reihenschal
tung aus dem Referenzelement (Z) sowie aus einem ersten (R1)
und einem zweiten Widerstand gebildet wird, wobei die
Steuerschaltung (St) zwischen dem ersten (R1) und zweiten
(R2) Widerstand angeschlossen ist.
5. Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Referenzelement (Z) als Zenerdiode ausgebildet
ist.
6. Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und zweite Steuerstrom (IS) dem Vorsteue
rungseingang einer integrierten Steuerschaltung (St) zu
geführt werden.
7. Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Abgriff des ersten (R1) und zweiten (R2)
Widerstandes und der Steuerschaltung (St) ein Vorwider
stand (RV) eingeschaltet ist.
8. Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Reihenschaltung aus dem zweiten Widerstand (R2)
und der Zenerdiode (Z) ein weiterer Widerstand in Reihe
mit einer weiteren Zenerdiode parallelgeschaltet ist.
9. Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gleichspannungswandler mindestens einen Sekundär
kreis mit einer Transduktordrossel (L0) aufweist, die in
Abhängigkeit der Ausgangsspannung (UA2) ansteuerbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904017374 DE4017374C2 (de) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Gleichspannungswandler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904017374 DE4017374C2 (de) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Gleichspannungswandler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4017374A1 DE4017374A1 (de) | 1991-12-05 |
DE4017374C2 true DE4017374C2 (de) | 1993-12-23 |
Family
ID=6407473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904017374 Expired - Fee Related DE4017374C2 (de) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | Gleichspannungswandler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4017374C2 (de) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1246097B (de) * | 1965-12-07 | 1967-08-03 | Telefunken Patent | Geregelter Sperrwandler |
DE2447850C2 (de) * | 1974-10-08 | 1985-06-13 | ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang | Schaltungsanordnung zum Konstanthalten der Ausgangsspannung eines Gleichspannungswandlers |
DE3000955C2 (de) * | 1980-01-12 | 1984-09-20 | Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH, 8500 Nürnberg | Steuerschaltung zur Stabilisierung der Ausgangsspannung eines Durchflußwandlers |
-
1990
- 1990-05-30 DE DE19904017374 patent/DE4017374C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4017374A1 (de) | 1991-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19545154C2 (de) | Stromversorgungseinrichtung | |
EP0309892B1 (de) | Schaltnetzteil | |
DE3123804A1 (de) | Ueberlastungsschutzschaltung fuer stromversorgungsgeraete | |
EP0664602B1 (de) | Sperrumrichter mit geregelter Ausgangsspannung | |
DE4421249A1 (de) | Schaltstromversorgungsgerät mit Snubber-Schaltung | |
DE4017374C2 (de) | Gleichspannungswandler | |
EP0301386A2 (de) | Schaltnetzteil | |
DE4337461A1 (de) | Schaltnetzteil | |
EP1205021B1 (de) | Verfahren zur regelung eines schaltnetzteiles und schaltnetzteil | |
EP0024523B1 (de) | Eintakt-Durchflussumrichter zur Erzeugung galvanisch getrennter Ausgangsgleichspannungen | |
EP0357060A2 (de) | Überspannungsschutzeinrichtung für eine Elektronikschaltung | |
EP0326064B1 (de) | Speiseschaltung zur Speisung wenigstens eines Verbrauchers aus einem eingeprägten Gleichstrom | |
DE2910593C2 (de) | Schaltnetzteil, insbesondere für einen Fernsehempfänger | |
DE2804694A1 (de) | Getaktetes netzgeraet | |
EP0638985B1 (de) | Gleichspannungsumrichter | |
EP0657987B1 (de) | Getakteter Umrichter mit Strombegrenzung | |
EP0475296B1 (de) | Getaktete Stromversorgunseinrichtung mit einem Fluss- und einem Sperrwandlerausgang | |
WO1999012240A1 (de) | Schaltungsanordnung und verfahren zur strombegrenzung für wechselstromverbraucher | |
EP1919067B1 (de) | Ansteuerschaltung für einen Schalter in einem Schaltwandler mit Burst-Betriebsmodus | |
DE3300285C2 (de) | Elektronisches Schaltnetzteil | |
EP0581989B1 (de) | Schaltregler mit Regelung wenigstens einer Ausgangsspannung | |
DE3024721C2 (de) | Gleichspannungsumrichter zur Erzeugung mehrerer Ausgangsspannungen | |
EP0576702A1 (de) | Getakteter Umrichter mit Strombegrenzung | |
DE4438388A1 (de) | Selbstschwingender Gleichspannungswandler | |
DE2621763A1 (de) | Sperrwandler-netzgeraet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PHILIPS CORPORATE INTELLECTUAL PROPERTY GMBH, 2233 |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PHILIPS INTELLECTUAL PROPERTY & STANDARDS GMBH, 20 |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |