DE4227183A1 - Elektronische Schaltvorrichtung zur Abgabe einer Anlaufversorgungsspannung in einem getakteten Netzgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltvorrichtung zur Abgabe einer Anlaufversorgungsspannung in einem getakteten Netzgerät, wobei die Schaltvorrichtung die Anlauf­ versorgungsspannung einer Regelelektronikschaltung zuführt, deren Ausgang mit einem elektronisch steuerbaren Taktschalter verbunden ist, nach dessen Taktbeginn die Regelelektronik­ schaltung aus einer Betriebsspannungsschaltung versorgt wird.

Stand der Technik

Derartige Schaltungen werden in getakteten Netzgeräten mit einer Regelelektronik eingesetzt, die beim taktenden Normal­ betrieb des Netzgerätes aus einer Betriebsspannungsschaltung versorgt wird, die beispielsweise als eine Wicklung eines Übertragers ausgebildet sein kann. Diese Betriebsspannungs­ schaltung wird aber erst dann aktiv, wenn die Elektronik­ schaltung einmal das erforderliche Takten herbeigeführt hat, mit anderen Worten das Netzgerät im Normalbetrieb läuft. Für die Anlaufphase muß deswegen eine Hilfsversorgungs- oder Startschaltung vorgesehen werden, die für die Regelelektronikschaltung die erforderliche Startspannung zur Verfügung stellt. Die Startschaltung sollte nach Einsetzen des normalen Taktbetriebes des Netzgerätes wieder passiv werden.

Bei einer bekannten Schaltung nach dem Stand der Technik wird beispielsweise ein aus einer Eingangsspannung versorgter Linearregler verwendet, der die Regelelektronikschaltung so­ lange speist, bis diese sich aus der Betriebsspannungsschaltung selbst versorgen kann.

Auch ist es bekanntgeworden, über einen Vorwiderstand einen Kondensator aufzuladen und dessen Spannung durch einen nach­ geschalteten Komparator mit einer Konstantspannung zu ver­ gleichen. Die Regelelektronikschaltung ist am Ausgang des Komparators angeschlossen und wird bei Erreichen der Schalt­ schwelle aus dem Komparator versorgt.

Derartige Startschaltungen nach dem Stand der Technik sind in mehrerlei Hinsicht nachteilig: Zum einen muß im Falle der Verwendung eines Linearreglers eine relativ hohe Leistung vernichtet werden, was dann unschädlich ist, wenn die Regel­ elektronikschaltung sofort nach ihrer Anlauf bzw. Einschwing­ phase zu einem stabilen Takten der nachgeschalteten Elemente führt. Tritt allerdings im Bereich der Regelelektronikschaltung oder der von dieser geregelten Elemente irgendein Fehler auf, der einen nicht ordnungsgemäßen Betrieb der Schaltung herbeiführt, werden über einen längeren Zeitraum im Bereich des Linearreglers relativ hohe Leistungen verarbeitet, was zu unzulässig hoher Temperatur und damit zum Ausfall von weiteren Bauteilen führen kann.

Zum anderen sind auch bei einem ordnungsgemäßen Taktbetrieb die vorbezeichneten Startschaltungen insofern nachteilig, als auch in eingeschwungenem Zustand der Regelelektronikschaltung durch die Stromschaltung eine relativ hohe Leistung aus der Eingangsspannung entnommen wird. Werden Komparatoren verwendet, wie bei der zweitgenannten Schaltung nach dem Stand der Technik, so ist für diese eine gesonderte Spannungsversorgung vorzusehen, was zu einer weiteren Erhöhung von Verlustleistungen führen kann.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des An­ spruches 1 derart auszubilden, daß zum einen die Leistungs­ aufnahme aus der Eingangsspannung möglichst gering gehalten wird, zum anderen bei Auftreten eines Störfalles das Störver­ halten auf einen kleinen Schaltungsteil begrenzt bleibt und Überhitzungen von Bauteilen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruches 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, innerhalb der er­ findungsgemäßen elektronischen Schaltvorrichtung einen ersten und einen zweiten Kondensator vorzusehen. Die beiden Kondensatoren sind über einen steuerbaren elektronischen Schalter parallel miteinander verschaltbar. Zunächst wird der erste Kondensator über eine Stromquelle bis zu einem Schwell­ wert aufgeladen. Bei Erreichen des Schwellwertes wird sodann der elektronisch steuerbare Schalter durchgeschaltet, die Ladung des ersten Kondensators verteilt sich dabei auf die beiden nunmehr parallelgeschalteten Kondensatoren, wobei der Spannungswert absinkt. Die Spannung des zweiten Kondensators steht nun der Regelelektronikschaltung als Anlaufspannung zur Verfügung.

Da der erste Kondensator, der auch als Eingangsladekondensator bezeichnet werden kann, hochohmig aus der Eingangsspannung geladen werden kann, ist die Schaltung so auslegbar, daß im Fehlerfalle nur wenig Strom in die be­ troffenen Schaltungsteile abfließt. Im Normalbetrieb wird der nachgeschalteten Regelelektronik die Ladung aus dem zweiten Kondensator nach Erreichen des Schwellwertes sehr niederohmig zur Verfügung gestellt. Bei einem fehlgeschlagenen Startver­ such der Regelelektronikschaltung wird der Ladevorgang der beiden Kondensatoren immer wieder wiederholt, was sich positiv auf die Betriebssicherheit solcher Startversorgungs­ schaltungen auswirkt.

Vorteilhafterweise soll die Verbindung zwischen den beiden Kondensatoren nach Einsetzen der Taktung wieder getrennt werden, mit anderen Worten der steuerbare elektronische Schalter abschalten. Dies läßt sich besonders einfach dadurch erreichen, daß als steuerbarer Schalter ein Thyristor einge­ setzt wird. Aufgrund des Potentialgleichgewichts nach Einsetzen der Taktung wird der Haltestrom des Thyristors unterschritten, der Thyristor schaltet ab. Falls über seinen Steueranschluß ein neuer Startimpuls kommt, führt dies zu einer Durchschaltung des Thyristors und zu einer Umladung der zunächst nur auf dem ersten Kondensator liegenden Ladung auf beide Kondensatoren.

Wird der Haltestrom des Thyristors höher als der Ladestrom des ersten Kondensators gewählt, dann wird im Fehlerfalle die Kapazität des ersten Kondensators nach dem Zünden des Thyristors erneut aufgeladen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnungsfigur näher erläutert.

Diese zeigt

Ein Prinzipschaltbild eines getakteten Netzgerätes mit einer Regelelektronikschaltung und einer elektronischen Schaltvor­ richtung zur Abgabe einer Anlaufversorgungsspannung.

Das insgesamt mit 1 bezeichnete getaktete Netzgerät weist die elektronische Schaltvorrichtung 2 zur Abgabe einer Anlaufver­ sorgungsspannung (UA) auf, die über Ausgänge 3 den Eingängen 4 einer Regelelektronikschaltung 5 zugeführt wird. Der Aus­ gang 6 der Regelelektronikschaltung ist mit einem elektronisch steuerbaren Taktschalter 7 zur Leistungstaktung verbunden, nach dessen Taktbeginn die Regelelektronikschaltung 5 aus einer gesonderten Betriebsspannungsschaltung 8 versorgt wird.

Die elektronische Schaltvorrichtung 2 wird eingangsseitig mit einer Eingangsspannung UE über eine Stromquelle 9 versorgt, die im einfachsten Falle auch als Widerstand oder als PTC ausgebildet sein kann. Über die Stromquelle 9 wird ein erster Kondensator 10 aufgeladen. Parallel über dem Kondensator liegt eine erste Zener-Diode 11, bei Erreichen eines durch diese bestimmten Schwellwertes wird über eine zweite Zener- Diode 12 der Steueranschluß 13 eines als Thyristor ausgebildeten steuerbaren Schalters 14 gepulst, wodurch der Schalter 14 durchschaltet und die Ladung des ersten Kondensators 10 sich zusätzlich auf einen zweiten Kondensator 15 mit verteilt.

Die über dem zweiten Kondensator 15 liegende Spannung steht als Ausgangsspannung (UA) an den Ausgängen 3 der Schaltvor­ richtung 2 für die Regelelektronikschaltung 5 zur Verfügung.

Aufgrund dieser nunmehr vorliegenden Startspannung beginnt die Regelelektronikschaltung 5 über ihren Ausgang 6 den Takt­ schalter 7 zu steuern, dieser setzt mit dem erforderlichen Taktbetrieb ein, wodurch über die Elemente der gesonderten Betriebsspannungsschaltung 8 über die Strompfade 16, 17 den Eingängen 4 der Regelelektronikschaltung 5 die Betriebsspannung zugeführt wird, die die Regelelektronik­ schaltung weiter am Laufen hält. Aufgrund des sich dabei über dem elektronisch steuerbaren Schalter 14 einstellenden Potentialgleichgewichtes wird der Haltestrom des als Thyristor ausgebildeten Schalters 14 unterschritten, weswegen die Parallelschaltung der beiden Kondensatoren 10, 15 aufge­ hoben wird. Die Startschaltung schaltet ab.

Vorteilhafterweise ist der Haltestrom des als Thyristor aus­ gebildeten Schalters 14 höher gewählt als der Ladestrom des ersten Kondensators 10.

Die elektronische Schaltvorrichtung besteht ersichtlich nur aus einfachen Bauelementen, ist relativ einfach aufgebaut und vermeidet teuere, empfindliche und stromfressende Schaltmittel.

Claims (8)

1. Elektronische Schaltvorrichtung (2) zur Abgabe einer Anlaufversorgungsspannung (UA) an eine Regelelektronik­ schaltung (5) eines getakteten Netzgerätes (1) , deren Ausgang (6) mit einem elektronisch steuerbaren Takt­ schalter (7) verbunden ist, nach dessen Taktbeginn die Regelelektronikschaltung (5) aus einer Betriebsspannungsschaltung (8) versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltvorrichtung (2) einen ersten (10) und einen über einen steuerbaren elektronischen Schalter (14) parallel zuschaltbaren zweiten Kondensator (15) aufweist, der erste Kondensator (10) über eine Stromquelle (9) bis zu einem Schwellwert aufgeladen wird, bei Erreichen des Schwellwertes der elektronisch steuerbare Schalter (14) durchschaltet, wodurch der zweite Kondensator (15) geladen wird, dessen Spannung der Regelelektronikschaltung als Anlaufspannung (UA) zur Verfügung steht.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Einsetzen der Taktung des Taktschalters (7) der elektronisch steuerbare Schalter (14) abschaltet.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter (14) ein Thyristor ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steueranschluß (13) des Thyristors (14) über eine Zener-Diode (12) bestromt wird.

5. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufladung des zweiten Kondensators (15) und Einsetzen der Taktung der Haltestrom des Thyristors (14) unterschritten wird.

6. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum ersten Kondensator (16) eine Zener- Diode (11) geschaltet ist.

7. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltestrom des Thyristors (14) höher ist als der Ladestrom des ersten Kondensators (10).

8. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladezeit des ersten Kondensators (10) unabhängig von der Eingangsspannung (UE) einstellbar ist.