DE4115734C2

DE4115734C2 -

Info

Publication number: DE4115734C2
Application number: DE19914115734
Authority: DE
Inventors: Seiji Toyama Jp Oda
Original assignee: ELCO Co Ltd TOYAMA JP
Current assignee: ELCO Co Ltd TOYAMA JP
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1993-06-09
Also published as: JPH0797900B2; DE4115734A1; JPH0426359A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hochtrans formierungs-Stromversorgungsschaltungen gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift 59-2 30 464 (Abstract) ist eine derartige Stromversorgungsschaltung bekannt, die durch Vermindern der Drosselspulenkapazität der harmonischen Oberwellen verringert. Dabei wird die am Ausgang des Gleichrichters anliegende Spannung über eine erste Drossel und eine Kapazität, eine zweite Drosselspule und ein Schaltelement auf einen Kondensator geleitet, wobei an diesem Kondensator eine Gleichspannung abgreifbar ist.

Eine übliche Hochtransformierungs-Stromversorgungs anordnung unter Verwendung einer Zerhacker- bzw. Chopper-Schaltung ist eine Anordnung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Wechselstromquelle bezeichnet, an deren Eingangsanschlüssen 12, 14 eine Gleichrichtungsschaltung 16 liegt, die aus einer Diodenbrücke D1-D4 aufgebaut ist und die Eingangs wechselspannung gleichrichtet. Ein Kondensator 20 zum Glätten der Spannung ist nachgeschaltet.

Anschließend ist eine Zerhackerschaltung 36 vorgesehen. Die Zerhackerschaltung 36 weist eine Drosselspule 22 und einen Transistor 24 auf, der als Schalteinrichtung dient. Der Transistor 24 wird mit hoch frequenten Impulsen ein- und ausgeschaltet, die von einem Oszillator 26 erzeugt werden. Dadurch wird in der Dros selspule 22 intermittierend Energie induziert.

Die in der Drosselspu le 22 induzierte intermittierende Energie wird durch eine Diode 28 gleichgerichtet und mittels eines Kondensators 30 geglättet; sie wird über einen Ausgangsanschluß 32 an eine Last 34 abgegeben.

Die Gleichspannung am Ausgangsanschluß 32 ist auf einen Spannungspegel gebracht wor den, der höher ist als der Pegel der Eingangspannung am Kondensator 20.

Bei einer derartigen Hochtransformierungs- Spannungsversorgungsschaltung tritt jedoch ein Problem insofern auf, als dann, wenn der Transistor 24 die Schalt operation ausführt, ein hochfrequenter Welligkeitsstrom von der Drosselspule 22 zu dem zur Glättung der Eingangs spannung dienenden Kondensator 20 fließt. Ferner bildet sich eine hochfrequente Welligkeitsspannung an dem Kon densator 20 aus, so daß eine hochfrequente Störung bzw. ein hochfrequentes Rauschen an die Eingangsanschlüs se 12, 14 gelangt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu grunde, eine Hochtransformierungs-Stromversorgungsschaltung zu schaffen, welche den Anteil an hochfrequenter Störung an den Eingangsanschlüssen reduziert und welche eine hochfrequente Welligkeitsspannung an dem Glättungskondensator beseitigt, der zur Abgabe einer Gleichspannung an eine Zerhackerschaltung dient.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4 gelöst.

Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit ihren Merkmalen und Vorteilen nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Schaltungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt in einem Schaltungsdiagramm eine Ausfüh rungsform gemäß der Erfindung.

Fig. 3A, 3B, 3C und 3D zeigen in erläuternden Diagrammen Signalverläufe bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2.

Fig. 4 zeigt in einem Schaltungsdiagramm eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 2 ist die Wechselspannungsquelle 10 mit den Eingangsanschlüs sen 12 und 14 einer Gleichrichtungs- und Glättungsschal tung 18 verbunden. Die Gleichrichtungsschaltung 16 besteht aus einer Diodenbrücke D₁ bis D₄. Die durch die Gleichrichtungsschaltung 16 gleichgerichtete Spannung wird durch den Kondensator 20 geglättet und zu der Zerhackerschaltung 36 hingeleitet.

Die Zerhackerschaltung 36 weist die Drosselspule 22 und den Transistor 24 als Schalteinrichtung auf. Der Tran sistor 24 wird mittels hoch frequenter Impulse ein-/ausgeschaltet, die von dem Oszil lator 26 erzeugt werden, wodurch in der Drosselspule 22 intermittierend Energie induziert wird. Die in der Drosselspule 22 induzierte intermittierende Energie wird durch die Diode 28 gleichgerichtet und mittels des Konden sators 30 geglättet. Die so zur Verfügung stehende Spannung wird der Last 34 über den Ausgangsanschluß 32 als hoch transformierte Gleichspannung zugeführt.

Eine weitere Wicklung 38 ist mit der Drosselspule 22 magnetisch derart gekoppelt, daß sie dieselbe Polarität hat wie die Drosselspule 22.

Ein Ende der weiteren Wicklung 38 ist mit Erde bzw. Masse verbunden, und das andere Ende ist mit der Eingangsseite der Drossel spule 22 über eine Reihenschaltung verbunden, die aus einer Spule bzw. Induktivität 40 zur Einstellung eines Stromes und einem Kondensator 42 zur Sperrung einer Gleich stromkomponente besteht.

Die Stromeinstellungs-Spule 40 ist in Reihe zu der weiteren Wicklung 38 eingefügt, um die Größe des durch die weitere Wicklung 38 fließenden Stromes einzustellen.

In Verbindung mit der Schaltoperation des Transistors 24 wird eine magnetische Koppelung durch die der Drossel spule 22 zugeführte intermittierende Energie hervorgerufen, so daß ein Strom mit einer Phase, welche entgegengesetzt ist zu jener des in der Drosselspule 22 fließenden Stromes, in der weiteren Wicklung 38 fließt. Ein Änderungsbetrag des in der weiteren Wicklung 38 fließenden Stromes wird zu dem eingangsseitigen Glättungskondensator 20 zurückge koppelt und mit dem in der Drosselspule 22 fließenden Welligkeitsstrom zusammengesetzt, wodurch die hochfrequen te Welligkeitsspannung, die auf dem Kondensator 20 hervor gerufen wird, aufgehoben wird.

Fig. 3A zeigt den Verlauf eines Stromes I₁, der in der Drosselspule 22 fließt. Fig. 3B zeigt den Verlauf eines Stromes I₂, der in der weiteren Wicklung 38 fließt. Fig. 3C zeigt den Verlauf einer Spannung V₂ an der zur Einstellung des Stromes dienenden Spule 40. In der weiteren Fig. 3D sind die EIN/AUS-Zustände des Transistors 24 veranschau licht.

Mit ΔI₁ ist in Fig. 3A ein Änderungsbetrag des Stromes I₁ bezeichnet. Mit ΔI₂ ist in Fig. 3B ein Änderungsbetrag des Stromes I₂ bezeichnet.

Im EIN-Zustand des Transistors 24 liegt eine bestimmte Spannung an der Drosselspule 22, und der Strom I₁ steigt linear an. Zur gleichen Zeit wird eine Spannung, welche dem Windungsverhältnis entsprechend höher ist als die der Drosselspule 22 zugeführte Spannung, in der weiteren Wicklung 38 induziert. Wenn die Kapazität des Kondensators 42 zur Ab trennung der Gleichstromkomponente hinreichend hoch ist, wird die in der weiteren Wicklung 38 induzierte bestimmte Spannung direkt der Stromeinstellungs-Spule 40 zugeführt, und der Strom I₂ nimmt linear ab.

Wenn der Transistor 24 anschließend abgeschaltet wird, liegt eine umgekehrte Spannung an der Drossel spule 22, und der Strom I₁ nimmt linear ab. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Spannung, die dem Windungsver hältnis entsprechend höher ist als die an der Drosselspule 22, in der weiteren Wicklung 38 induziert und der Strom I₂ steigt linear an.

Da die Stromeinstellungs-Spule 40 so bemessen ist, daß der Änderungsbetrag ΔI₁ des Stromes I₁ und der Änderungsbetrag ΔI₂ des Stromes I₂ gleich sind, kann der in dem eingangsseitigen Glättungskondensator 20 fließende Welligkeitsstrom aufgehoben werden.

Damit ist es möglich zu verhindern, daß die hochfrequen te Welligkeitsspannung an dem Glättungskondensator 20 erzeugt wird. Die Auswirkung der hochfrequenten Störung an den Eingangsanschlüssen 12, 14 kann reduziert werden.

Es genügt, die Kapazität des eingangsseitigen Glättungskondensators 20 auf einen geringen Wert festzu legen, der ausreicht, einen Schwankungswert der hochfre quenten Welligkeitsspannung zu erhalten. Es ist nicht immer notwendig, die Kapazität auf einen solchen Wert festzulegen, der genügt, einen im Ausgangssignal der Gleichrichtungs schaltung 16 enthaltenen pulsierenden Strom zu glätten.

Fig. 4 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 4 sind der Kondensator 20 und ein Kondensator 44 in Reihe geschaltet; sie werden als eingangsseitiger Glät tungskondensator verwendet. In ähnlicher Weise wie bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist eine weitere Wicklung 38 mit der Drosselspule 22 in der Hochtrans formierungs-Zerhackerschaltung 36 derart magnetisch ge koppelt, daß sie dieselbe Polarität hat. Das eine Ende der weiteren Wicklung 38 ist mit der Eingangsseite der Drosselspule 22 über die Stromeinstellungs-Spule 40 verbunden. Das andere Ende der weiteren Wicklung 38 ist mit einem Zwischenverbindungspunkt zwischen den eingangs seitigen Einstellkondensatoren 20 und 44 verbunden, die miteinander in Reihe geschaltet sind.

Der Wert der Stromeinstellungs-Spule 40 ist so festgelegt, daß die Größen der Welligkeitsspannung des eingangsseiti gen Glättungskondensators 20 und der Welligkeitsspannung des Kondensators 44 gleich und von entgegengesetzter Phase sind.

Damit kann die an den eingangsseitigen Glättungs kondensatoren 20 und 44 erzeugte hochfrequente Welligkeits spannung aufgehoben und die Auswirkung der hochfrequenten Störung an den Eingangsanschlüssen 12, 14 reduziert werden.

Claims

1. Hochtransformierungs-Stromversorgungsschaltung, bei der eine Wechselspannung gleichgerichtet und anschließend eine Hochtransformierung der Spannung vorgenommen wird, mit
einer Gleichrichtungseinrichtung (16) zur Gleichrichtung der Wechselspannung,
einer Glättungseinrichtung (20) zur Glättung der gleichgerichteten Ausgangsspannung der Gleichrichtungseinrichtung (16),
einer Zerhackereinrichtung (36) welche die von der Glättungseinrichtung (20) erzeugte Gleichspannung an eine Drosselspule (22) hin legt, eine durch Ein/Aus- Schaltoperationen der Drosselspule (22) mittels einer Schalteinrichtung (24) hervorgerufene intermittierende Energie gleichrichtet und glättet und dadurch eine hochtransformierte Gleichspannung erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Wicklung (38) mit der Drosselspule (22) derart magnetisch gekoppelt ist, daß sie dieselbe Polarität aufweist wie die Drosselspule (22),
daß das eine Ende der weiteren Wicklung (38) mit Erde bzw. Masse verbunden ist,
daß das andere Ende der weiteren Wicklung (38) mit der Eingangsseite der Drosselspule (22) verbunden ist, und
daß eine Induktivität (40) mit der weiteren Wicklung (38) in Reihe geschaltet ist und einen in der betreffenden weiteren Wicklung (38) fließenden Strom einstellt.

2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß ein Konden sator (42) zur Sperrung einer Gleichstromkomponente in Reihe zu der Induktivität (40) vorgesehen ist.

3. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Induk tivität (40) eine Stromeinstellung in einer solchen Weise vornimmt, daß eine Änderung in dem in der weiteren Wick lung (38) fließenden Strom gleich einer Änderung in dem in der Drosselspule (22) fließenden Strom gemacht ist.

4. Hochtransformierungs-Stromversorgungsschaltung, die eine Wechselspannung gleichrichtet und danach eine hochtransformierte Spannung abgibt, mit
einer Gleichrichtungseinrichtung (16) für die Gleichrichtung der Wechselspannung,
einer Glättungseinrichtung (20, 44), die aus der Reihenschaltung eines ersten und eines zweiten Kondensators (20, 44) besteht und die zur Glättung der gleichgerichteten Ausgangsspannung der Gleichrichtungseinrichtung (16) dient, und
einer Zerhackereinrichtung (36), welche die an der Glättungseinrichtung (20, 44) erzeugte Gleichspannung an eine Drosselspule (22) legt, eine durch Ein/Aus- Schaltoperationen der Drosselspule (22) infolge des Betriebs einer Schalteinrichtung (24) hervorgerufene intermittierende Energie gleichrichtet und glättet und dadurch eine hochtransformierte Gleichspannung erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Wicklung (38) vorgesehen ist, die mit der Drosselspule (22) magnetisch so gekoppelt ist, daß sie dieselbe Polarität aufweist wie die Drosselspule (22),
daß das eine Ende der weiteren Wicklung (38) mit dem Verbindungspunkt zwischen den ersten und zweiten Kondensatoren (20, 44) verbunden ist,
daß das andere Ende der weiteren Wicklung (38) mit der Eingangsseite der Drosselspule (22) verbunden ist, und
daß eine Induktivität (40) mit der weiteren Wicklung (38) in Reihe geschaltet ist und einen in der betreffenden weiteren Wicklung (38) fließenden Strom einstellt.

5. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, daß die In duktivität (40) eine solche Stromeinstellung vornimmt, daß eine Änderung in dem die betreffende weitere Wick lung (38) durchfließenden Strom gleich einer Änderung in dem in der Drosselspule (22) fließenden Strom gemacht ist.