DE4315906A1 - Power supply circuit - Google Patents

Power supply circuit

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DE4315906A1
DE4315906A1 DE19934315906 DE4315906A DE4315906A1 DE 4315906 A1 DE4315906 A1 DE 4315906A1 DE 19934315906 DE19934315906 DE 19934315906 DE 4315906 A DE4315906 A DE 4315906A DE 4315906 A1 DE4315906 A1 DE 4315906A1
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rectifier
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DE19934315906
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Wolfgang Koch
Hans-Juergen Kettschau
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Abstract

A power supply circuit is described, having an inductive storage element for storing electrical energy and a switching device for the essentially periodic supply of the power to the storage element, a rectifier arrangement for dissipating power from the storage element, a first control device for emitting a first control signal to control the rectifier arrangement synchronously with the supply of power via the switching device, a freewheeling arrangement for dissipating a current, which is not passed by the rectifier arrangement, in the storage element of a second control device for emitting a second control signal to control the freewheeling arrangement as a function of the current in the storage element. In the case of this circuit, according to the invention the occurrence of parallel-path currents and hence overloads of the components is avoided and an increase in the efficiency is achieved by an interlocking logic circuit, by means of which the rectifier arrangement and the freewheeling arrangement can be switched in opposition into a conducting and inhibited state, respectively, in such a way that a current flowing through both does not occur. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungs schaltung mit einem induktiven Speicherelement zum Speichern elektrischer Energie und einer Schaltvorrichtung zum im wesentlichen periodischen Zuführen der Energie zum Speicherelement, einer Gleichrichteranordnung zum Abführen von Energie aus dem Speicherelement, einer ersten Steuereinrichtung zum Abgeben eines ersten Steuersignals zum Steuern der Gleichrichteranordnung synchron zum Zuführen der Energie über die Schaltvorrichtung, einer Freilaufanordnung zum Ableiten eines nicht von der Gleich richteranordnung geführten Stromes im Speicherelement, einer zweiten Steuereinrichtung zum Abgeben eines zweiten Steuersignals zum Steuern der Freilaufanordnung in Abhängigkeit vom Strom im Speicherelement. The invention relates to a power supply circuit with an inductive storage element for storing electrical energy and a switching device for substantially periodic supplying the power to the memory element, a rectifier arrangement for the discharge of energy from the storage element, a first control means for outputting a first control signal for controlling the rectifier arrangement synchronously for supplying the power through the switching device, a freewheeling arrangement for deriving a current conducted not rectifier arrangement of the same in the storage element, a second control means for outputting a second control signal for controlling the freewheel arrangement in dependence on the current in the memory element.

Aus der Veröffentlichung Nr. U-103 der Firma Unitrode mit dem Titel "Bipolare Synchrongleichrichter verbessern den Wirkungsgrad von Netzteilen", insbesondere Bild 9 auf Seite A6-4 mit zugehöriger Beschreibung, ist ein Durch flußwandler mit einem bipolaren Synchrongleichrichter mit zwei Transistoren bekannt. "Improve Bipolar synchronous rectifier efficiency of power supplies" of the publication no. U-103 of the company Unitrode having the title, in particular figure 9 on page A6-4 with associated description, is a well known to a forward converter with a bipolar synchronous rectifier with two transistors. Dieser Durchflußwandler weist einen Transformator auf, dessen Primärwicklung über zwei Schalttransistoren an eine Eingangsspannung angeschlossen ist. This forward converter includes a transformer, whose primary winding is connected to an input voltage via two switching transistors. Eine Sekundärwicklung des Transformators ist durch zwei Anzapfungen in drei Abschnitte aufgeteilt. A secondary winding of the transformer is divided by two taps into three sections. Der mittlere Abschnitt zwischen den beiden Anzapfungen liefert über einen der Synchrongleichrichter-Transistoren und eine mit diesem in Reihe geschaltete Filterdrossel einen Strom an einen angeschlossenen Verbraucher. The middle portion between the two taps provides a synchronous rectifier transistors, and a switched with this in series filter inductor a current to a connected load. Der Basisanschluß dieses Synchrongleichrichter-Transistors ist über einen Widerstand an einen Endanschluß der Primärwicklung ange schlossen und wird durch die über den Wicklungsteil der Sekundärwicklung, der zwischen dem Kollektoranschluß des Synchrongleichrichter-Transistors und dem Endanschluß der Sekundärwicklung angeordnet ist, hervorgerufene Spannung gesteuert. The base terminal of this synchronous rectifier transistor is closed is connected via a resistor to an end terminal of the primary winding and is controlled by the on the winding part of the secondary winding, which is arranged between the collector terminal of the synchronous rectifier transistor and the end terminal of the secondary winding induced voltage. Die Filterdrossel ist ebenfalls als Trans formator mit einer Sekundärwicklung ausgebildet, deren einer Anschluß mit der zweiten Anzapfung und deren anderer Anschluß über einen Widerstand mit dem Basisanschluß eines zweiten Synchrongleichrichter-Transistors verbunden ist, dessen Emitteranschluß mit dem Emitteranschluß des (ersten) Synchrongleichrichter-Transistors und dessen Kollektoranschluß mit der zweiten Anzapfung verbunden ist. The filter choke is also formed as Trans formator to a secondary winding of which one terminal is connected to the second tap and the other terminal is connected via a resistor to the base terminal of a second synchronous rectifier transistor, whose emitter terminal to the emitter terminal of the (first) synchronous rectifier transistor and whose collector terminal is connected to the second tap. Außerdem ist vom Basisanschluß des zweiten Synchron gleichrichter-Transistors eine Verbindung über eine Diode an den zweiten Endanschluß der Sekundärwicklung des Trans formators, über den die Energie aus der Eingangsspannung zugeführt wird, geführt. In addition, is guided from the base terminal of the second synchronous rectifier transistor, a connection via a diode to the second end terminal of the secondary winding of the Trans formators over which the energy is supplied from the input voltage.

Wie bereits in der Veröffentlichung U-103 dargelegt ist, ergeben sich beispielsweise aus den langen Sperrverzöge rungszeiten der Synchrongleichrichter-Transistoren Probleme, die einerseits zu unerwünschten Stromspitzen und andererseits zu erhöhten Verlustleistungen in der Schaltung führen. As already set forth in the publication is U-103, resulting for example from the long Sperrverzöge delay times of the synchronous rectifiers transistors problems, on the other hand have lead to undesired current peaks and to increased power losses in the circuit. Andererseits muß bei einer derartigen Schaltungsanordnung mit Synchrongleichrichtern vermieden werden, daß beide Synchrongleichrichter-Transistoren gleichzeitig derart in den leitenden Zustand geraten, daß über beide ein Kurzschlußstrom durch die beiden Anzapfun gen der Sekundärwicklung des Transformators fließt. On the other hand, it must be avoided in such a circuit arrangement with synchronous rectifiers that both synchronous rectifier transistors fall at the same time in such a manner in the conductive state, that on both a short-circuit current flows through the two Anzapfun gene of the secondary winding of the transformer. Ein solcher Kurzschlußstrom würde zumindest den Wirkungsgrad einer derartigen Stromversorgungsschaltung verringern, schlimmstenfalls sogar zu deren Zerstörung führen. Such a short circuit current would at least reduce the efficiency of such a power supply circuit, even in the worst case lead to their destruction. Zwar kann, wie auch aus der Veröffentlichung U-103 zu entnehmen ist, das gleichzeitige Leiten beider Synchrongleich richter-Transistoren durch eine Verzögerung zwischen dem Ausschalten des einen Transistors und dem Einschalten des anderen Transistors vermieden werden, doch führt dies zu einer zusätzlichen Belastung der Schalttransistoren auf der Primärseite des Transformators. Admittedly, such as U-103 can be seen even from the publication, the simultaneous conduction of both synchronous rectifier transistors due to a delay between switching off of the one transistor and switching on the other transistor can be avoided, but this leads to additional stress on the switching transistors on the primary side of the transformer. Die Schaltungsanord nung nach der Veröffentlichung U-103 zeigt zwar in Gestalt von primärseitig am Transformator angeordneten Gleich richterdioden Maßnahmen, um diesen nachteiligen Auswir kungen zu begegnen, jedoch müssen diese Gleichrichter dioden sehr kurze Sperrverzögerungszeiten aufweisen, was hohe Anforderungen an ihre Herstellung bedeutet. The Schaltungsanord voltage after the release of U-103 indeed shows in the form of primary-side at the transformer rectifier diodes measures to counter these adverse distorting effects, but these rectifiers have diodes have very short reverse recovery times, which means high demands on their production.

Aus der Veröffentlichung AN92-4 der Firma Siliconix über den Leistungshalbleitersatz Si9150 ist ein Regler mit zwei MOS-Feldeffekttransistoren bekannt, die mit ihren Haupt strompfaden in Reihe zwischen einem Versorgungsspannungs anschluß und einer Masseleitung geschaltet sind. From the publication AN92-4 of Siliconix via the power semiconductor Si9150 set a regulator with two MOS field-effect transistors is known, the current paths for connection in series between a supply voltage with its head, and a ground line are connected. Von der Verbindung zwischen den beiden Transistoren wird die Ausgangsspannung abgeleitet. From the connection between the two transistors, the output voltage is derived. Bei dieser Schaltungsanord nung wird ein gleichzeitiges Leiten beider Transistoren und damit ein Kurzschluß der Versorgungsquelle ebenfalls durch eine Schaltverzögerung zwischen dem Ausschalten eines der Transistoren und dem Einschalten des anderen Transistors vermieden. In this Schaltungsanord voltage simultaneous conduction of both transistors and thus a short circuit of the power source will also be prevented by a switching delay between switching off one of the transistors and switching on the other transistor.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Stromversorgungsschal tung der eingangs genannten Art mit geringem Schaltungs aufwand in der Weise zu verbessern, daß einerseits die auftretende Verlustleistung verringert, eine starke Belastung einzelner Bauteile sowie insbesondere ein Kurz schluß über die Synchrongleichrichter-Transistoren ver mieden und andererseits eine möglichst geringe Anforderung an die Kenndaten der verwendeten Bauelemente gestellt wird. The invention has the object to provide a power supply TIC of the type mentioned with little circuit expenditure to improve in such a way that on the one hand reduces the power loss occurring, a strong stress components and, in particular a circuit-short avoided through the synchronous rectifier transistors ver and on the other hand, a as small as possible request is made to the characteristics of the components used.

Diese Aufgabe wird bei einer Stromversorgungsschaltung der gattungsgemäßen Art gelöst durch eine logische Verriege lungsschaltung, durch die die Gleichrichteranordnung und die Freilaufanordnung gegensinnig in einen leitenden bzw. gesperrten Zustand schaltbar sind, derart, daß kein beide durchfließender Strom auftritt. This object is achieved in a power supply circuit of the generic type averaging circuit by a logic INTERLOCKS through which the rectifier arrangement and the freewheel arrangement in opposite senses in a conductive or blocked state switchable, such that no two current flowing through occurs.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß das gleichzeitige Leiten der Gleichrichteranordnung und der Freilaufanordnung und damit das Auftreten von Kurzschlußströmen oder Querströmen zuverlässig dadurch verhindert ist, daß die Steuersignale nicht nur gegenein ander verriegelt sind, sondern dadurch zusätzlich auch ohne die Anwendung gesonderter Verzögerungsglieder in den gewünschten Zeitfenstern liegen. The circuit arrangement according to the invention has the advantage that the simultaneous conduction of the rectifier arrangement and the freewheel arrangement and thus the occurrence of short circuit currents or cross currents can be reliably prevented by the control signals are locked not only gegenein other, but by in addition, even without the application of separate delay elements in the desired time slots are. Dadurch werden zusätzlich auch sogenannte Totzeiten vermieden, durch die, wie beim Stand der Technik beschrieben, unerwünschte Belastungen der Bauteile und Verringerungen des Wirkungsgrades der Stromversorgungsschaltung entstehen. By so-called dead times are also avoided by the described as the prior art, result in undesirable loads on the components and decreases the efficiency of the power supply circuit. Insgesamt wird die so erreichte Verbesserung des Wirkungsgrades mit geringem Schaltungsaufwand erreicht, der zum einen aus einer sehr geringen Zusatzbeschaltung und andererseits aus niedrigen Anforderungen an die die Lastströme und daraus resultie renden Ströme leitenden Bauteile besteht. Overall, the improvement in efficiency achieved in this way is achieved with simple circuitry, the load to which the currents and currents therefrom resultie Governing consists conductive members on the one hand a very small additional circuit and the other from low requirements. Dabei müssen in der Funktionssicherheit auch in kritischen Betriebsfällen wie Hochlauf, Kurzschluß oder Leerlauf am Ausgang oder sprungartigem Wechsel der Last keinerlei Einbußen hin genommen werden. Here, no losses have to be taken out in the functional reliability even in critical operational situations such as startup, short circuit or open circuit at the output or sprungartigem change of load.

Bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung werden bevorzugt das erste und das zweite Steuersignal von der Verriegelungsschaltung miteinander logisch verknüpft. In the inventive power supply circuit, the first and the second control signal from the latch circuit are preferably logically linked to each other. Diese logische Verknüpfung kann bevorzugt derart ausge staltet sein, daß die Verriegelungsschaltung zwei Und- Gatter umfaßt mit je einem invertierenden und einem nicht invertierenden Eingang sowie je einem Ausgang, daß dem nicht invertierenden Eingang jedes der Und-Gatter je eines der Steuersignale zugeleitet und vom zugehörigen Ausgang des Und-Gatters an die Gleichrichteranordnung bzw. die Freilaufanordnung geführt wird und daß jedes Steuersignal außerdem an den invertierenden Eingang des jeweils anderen Und-Gatters geführt ist. This logical link may be such be staltet preferred that the latch circuit comprises two AND gates each having an inverting and a noninverting input and one output, that the non-inverting input of each of the AND gates fed to each one of control signals to and from the accompanying output of the aND gate to the rectifier arrangement and the freewheel arrangement and in that each control signal is also fed to the inverting input of the other aND gate.

An dieser Stelle sei angemerkt, daß aus einer Veröffent lichung der Firma Siliconix vom 01.02.1990 über die Schaltkreise Si9120 und Si9112 mit dem Titel "Synchronous Rectification with Power Mosfets" eine Schaltungsanordnung für eine Stromversorgungsschaltung mit einem Übertrager bekannt ist, dessen Primärwicklung über einen primär seitigen Schalttransistor Energie zugeführt wird. It should be noted that from a publication is the Siliconix lichung from 01.02.1990 through the circuits Si9120 and Si9112 entitled "Synchronous Rectification with Power MOSFETs" a circuit arrangement for a power supply circuit having a transformer is known, the primary winding primarily via an side switching transistor is energized. An die Anschlüsse einer Sekundärwicklung des Übertragers ist die Reihenschaltung zweier Synchrongleichrichter-Transistoren angeschlossen, und über einem dieser Synchrongleich richter-Transistoren wird eine Spannung abgegriffen und einem Ausgang zugeführt. To the terminals of a secondary winding of the transformer, the series circuit of two synchronous rectifier transistors is connected, and one of these synchronous rectifier transistors, a voltage is tapped off and supplied to an output. Eine Ansteuerschaltung steuert den primärseitigen Schalttransistor über einen Widerstand und zusätzlich die beiden Synchrongleichrichter-Tran sistoren über je ein Und-Gatter und einen nachgeschalteten Widerstand. A drive circuit controls the primary-side switching transistor via a resistor and in addition the two synchronous rectifier Tran sistoren via a respective AND-gate and a downstream resistance. Dabei ist bei einem der Und-Gatter der verwendete Eingang als invertierender Eingang ausgeführt. In this case, for one of the AND gates of the input used is performed as an inverting input. Die jeweils zweiten Eingänge der Und-Gatter sind mit einer positiven Hilfsspannung bzw. Masse verbunden. The respective second inputs of the AND gates are connected to a positive supply voltage and ground, respectively. Die Und- Gatter wirken dadurch als invertierende bzw. nicht inver tierende Treiberstufen für die Synchrongleichrichter- Transistoren. The AND gate thereby act as inverting or non-inver animal end driver stages for the synchronous rectification transistors.

Zwar soll bei dieser Schaltungsanordnung ein Querstrom durch beide Synchrongleichrichter-Transistoren durch die Beschaltung mit den Und-Gattern vermieden werden. Although in this circuit arrangement, a cross-flow is to be avoided through both synchronous rectifier transistors by the wiring to the AND gates. Es zeigt sich jedoch, daß dies nur dann gegeben ist, wenn der primärseitige Schalttransistor und die Synchrongleich richter-Transistoren sehr schnell abgeschaltet werden. It turns out, however, that this is only achieved when the primary-side switching transistor and the synchronous rectifier transistors are rapidly turned off.

Dies erfordert einerseits Bauelemente mit besonders kurzen Schaltzeiten, andererseits wird einer Verringerung der Abschaltzeiten insbesondere des primärseitigen Schalttran sistors beispielsweise durch die Streuinduktivität des Übertragers eine Grenze gesetzt. On the one hand requires components with very short switching times, on the other hand a reduction in the turn-off times in particular, the primary-side Schalttran sistors is set, for example, by the leakage inductance of the transformer is a limit. Bei verlangsamtem Abschalten des primärseitigen Schalttransistors ist dann derjenige Synchrongleichrichter-Transistor bereits abge schaltet, der eine Gleichrichterdiodenfunktion übernimmt, während der zweite Synchrongleichrichter-Transistor, der eine Freilaufdiodenfunktion übernimmt, bereits einge schaltet ist. At slower switching off the primary-side switching transistor one synchronous rectifier transistor is then already abge on, the accepts a rectifier diode function, while the second synchronous rectifier transistor, which accepts a free-wheeling diode function is already switched into. Über den letzteren Transistor und die bauartbedingte, parasitäre Diode des erstgenannten Synchrongleichrichter-Transistors stellt sich dann trotz dem noch ein Querstrom, dh ein Kurzschlußstrom der Sekundärwicklung des Übertragers, ein. About the latter transistor and the maximum design, parasitic diode of the first-mentioned synchronous rectifier transistor then turns despite the still a cross flow, ie, a short circuit current of the secondary winding of the transformer, a.

Darüber hinaus wird bei der Schaltung nach der Druck schrift der Firma Siliconix vom 01.02.1990 lediglich eine einzige, bezüglich des Übertragers primärseitig angeord nete Quelle für die Ansteuersignale sowohl des primär seitigen Schalttransistors als auch der Synchrongleich richter-Transistoren verwendet. In addition, the Siliconix is ​​from 01.02.1990 only a single, with respect to the transformer primary side angeord designated source for the driving signals for both the primary-side switching transistor as well as the synchronous rectifier transistors used in the circuit after the writing pressure. Somit ist bei dieser Schaltungsanordnung auch keine Verriegelung der Steuer signale zweier unterschiedlicher Steuereinrichtungen nötig und vorhanden. Thus, in this circuit arrangement, no locking of the control signals of two different control devices is needed and present. Bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungs schaltung wird dagegen die Freilaufanordnung von einer zweiten Steuereinrichtung und einem daraus gewonnenen zweiten Steuersignal gesteuert, wodurch sich eine verbesserte, zeitliche Abfolge der Ströme durch die Gleichrichteranordnung und die Freilaufanordnung erzielen läßt. In the inventive power supply circuit, however, the freewheel arrangement is controlled by a second control means and a second control signal derived therefrom, which can be improved, temporal sequence of flows achieved by the rectifier device and the freewheeling arrangement.

Eine Verringerung von Kurzschluß- bzw. Querströmen durch beide Synchrongleichrichter-Transistoren und eine damit verbundene Verbesserung des Wirkungsgrades bei der aus der Druckschrift der Firma Siliconix vom 01.02.1990 bekannten Schaltungsanordnung durch eine Verkürzung der Schaltzeiten würde außer zu dem bereits beschriebenen, höheren Bauteileaufwand bzw. höheren Aufwand für deren Gestaltung auch zu einer Vergrößerung von Störsignalen durch steilere Schaltflanken führen. A reduction of short-circuit or shunt currents through both synchronous rectifier transistors and an associated improvement in efficiency in the known from the publication of Siliconix from 01.02.1990 circuit arrangement by shortening the switching times would except for the already described, higher component count or also cause higher cost for their design to an increase of interference signals by steeper switching edges. Diese enthalten in höherem Maße Signalkomponenten bei hohen Frequenzen, die durch ent sprechende Filtereinrichtungen oder andere Maßnahmen mit vergleichbarem Effekt unterdrückt werden müssen. to a greater extent they contain signal components at high frequencies that have to be suppressed by ent speaking filter means or other means with a similar effect. Bei der Stromversorgungsschaltung nach der Erfindung treten jedoch vergleichsweise lange Schaltzeiten auf, wodurch die beschriebenen hochfrequenten Störungen von vornherein begrenzt oder vermieden werden. In the power supply circuit according to the invention, however, relatively long switching times occur, whereby the described high-frequency interference from the outset limited or avoided.

Bevorzugt sind bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungs schaltung die Gleichrichteranordnung und die Freilauf anordnung mit MOS-Feldeffekttransistoren ausgebildet. Preferably are in the inventive power supply circuit, the rectifier device and the freewheeling arrangement with MOS field-effect transistors formed. Diese haben gegenüber beispielsweise Bipolartransistoren wesentlich verringerte Steuerleistungen und bauartbedingt ohne besonderen Aufwand auch verringerte sogenannte Sperr verzögerungszeiten. These have the advantage over delay times, for example, bipolar transistors substantially reduced tax services and due to design without special effort also reduced so-called barrier. Dadurch können die Verluste besonders niedrig gehalten werden und es kann ohne Nachteile auch eine höhere Schaltfrequenz für die Schaltvorrichtung, die Gleichrichteranordnung und die Freilaufanordnung gewählt werden. Thus, the losses can be kept very low and it can be selected without disadvantages, a higher switching frequency for the switching device, the rectifier arrangement and the freewheeling arrangement. Dies wirkt sich auch günstig auf die Dimen sionierung beispielsweise des Speicherelements aus. This also has a favorable effect on the Dimen dimensioning example of the memory element from. Darüber hinaus können MOS-Feldeffekttransistoren als in beiden Richtungen wirkende Synchrongleichrichter derart betrieben werden, daß der Strom durch das induktive Speicherelement auch bei geringer Belastung der Strom versorgungsschaltung oder bei Leerlauf am Ausgang stets kontinuierlich ist. In addition, MOS field effect transistors can be operated as acting in both directions synchronous rectifier such that the power supply circuit through the inductive storage element, even at low load of the power or at idle at the output is always continuous. Im Gegensatz zur Verwendung herkömm licher Gleichrichterdioden entsteht somit kein "lückender" Betrieb, wodurch das Regelverhalten bei einer Strom versorgungsschaltung, bei der der Betrieb des primär seitigen Schalttransistors durch die Ausgangsspannung nachgesteuert wird, verbessert werden kann. In contrast to using herkömm Licher rectifier diodes not therefore arises "Intermittent flow" mode, whereby the control behavior at a current supply circuit, wherein the operation of the primary-side switching transistor is readjusted by the output voltage can be improved. Eine direkte Beeinflussung des Tastverhältnisses bei der Ansteuerung des primärseitigen Schalttransistors ist dabei unter bunden, unabhängig von der Last. A direct influence of the duty ratio in the control of primary-side switching transistor is prevented, regardless of the load. Dadurch kann eine sogenannte Vorlast eingespart werden, was ebenfalls zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades beiträgt. This can save a so-called preload, which also contributes to improving the overall efficiency.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind den Hauptstrompfaden der MOS-Feldeffekttransistoren Dioden parallelgeschaltet. According to an advantageous development of the invention the main current paths of the MOS field-effect transistors are connected in parallel diodes. Durch diese Dioden können die von der Gleichrichteranordnung bzw. der Freilaufanordnung aufzu nehmenden Ströme in den Zeitintervallen geleitet werden, in denen das Ein- bzw. Ausschalten der MOS-Feldeffekttran sistoren verzögert wird. Through these diodes aufzu of the rectifier arrangement or the freewheel arrangement receiving streams can be passed in the time intervals in which the switching on and off the MOS-field effect is delayed sistoren. Diese Dioden können bevorzugt auch durch die internen, parasitären Dioden der MOS-Feld effekttransistoren gebildet werden. These diodes may be preferably formed effect transistors and by the internal parasitic diodes of the MOS field.

In einer anderen Fortbildung der Erfindung wird die Ener gie von der Schaltvorrichtung, dh vorzugsweise dem primärseitigen Schalttransistor, durch einen Übertrager zum Speicherelement geführt. In another development of the invention the Ener is energy of the switching device, that preferably the primary-side switching transistor is passed through a transformer to the storage element. Durch einen derartigen Über trager kann einerseits ein beliebiges Spannungsverhältnis vorgegeben und andererseits vorteilhaft eine Potential trennung zwischen der Schaltvorrichtung und der ersten Steuereinrichtung einerseits und den übrigen Elementen der Stromversorgungsschaltung gemäß der Erfindung andererseits hergestellt werden. can be produced by such a transducer over a predetermined hand any tension and on the other hand, advantageously provides electrical isolation between the switching device and the first control device on the one hand and the other elements of the power supply circuit according to the invention, on the other hand. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Schaltungsanordnungen läßt sich eine derartige Potentialtrennung einfach und ohne Verschlechte rung der Eigenschaften der Schaltungsanordnung einfügen. In contrast to the known from the prior art circuit arrangements, such a potential separation can easily and without Verschlechte tion of the characteristics of the circuit to insert. So müßte in den Schaltungsanordnungen, bei denen ein gleichzeitiges Leiten der Synchrongleichrichter-Tran sistoren, dh ein Querstrom, durch gezielte Schaltver zögerungen bewirkt wird, zumindest eine neue Abstimmung dieser Verzögerungszeiten vorgenommen werden, ua durch Einfügen neuer oder anderer Verzögerungseinrichtungen. We should have in the circuit arrangements in which simultaneous conduction of the synchronous rectifier Tran sistoren, ie a cross-flow, delays through targeted Schaltver is caused, at least one new tune these delays to be made, including by inserting new or different delay devices. Darüber hinaus bieten beispielsweise die Druckschriften AN92-4 der Firma Siliconix oder die Druckschrift dieser Firma vom 01.02.1990 keinerlei Hinweis darauf, wie unter diesen veränderten Bedingungen die zeitliche Abfolge mit zwei Steuersignalen zu bewerkstelligen ist. In addition, for example, the publications AN92-4 of Siliconix or the publication of this company from 01.02.1990 offer no indication of how, under these changed conditions the timing is to be managed with two control signals.

Insgesamt ergibt sich somit für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ein wesentlich universellerer Einsatz bereich. Overall, a much more universal application thus results range for the inventive circuit arrangement.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungs anordnung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben. An embodiment of the circuit according to the invention is arrangement shown in the drawing and will be described in greater detail below. Dabei zeigt Here shows

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines als Eintakt- Durchflußwandler mit Potentialtrennung und Synchrongleich richtern aufgebauten Ausführungsbeispiels, von dem in Fig. 2 einige Strom- und Spannungsverläufe wiedergegeben sind. Fig. 1 is a schematic diagram of a single-ended forward converter with a potential separation and synchronous rectifiers constructed embodiment, several current and voltage waveforms are reproduced from the in Fig. 2.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird einem aus zwei Anschlüssen 1 , 2 gebildeten Eingang mit einer Eingangsspannung UE und einem Eingangsstrom IE Energie zugeführt, vorzugsweise aus einer gegebenenfalls pulsierenden Gleichspannungsquelle wie beispielsweise von einem Netzgleichrichter. In the circuit arrangement shown in FIG. 1 an input formed from two terminals 1, 2 with an input voltage UE and an input current IE supplied energy, preferably from a possibly pulsating DC voltage source, such as from a mains rectifier. Zwischen den Anschlüssen 1 und 2 ist ein Glättungskondensator 3 angeordnet. Between the terminals 1 and 2, a smoothing capacitor 3 is disposed. Parallel dazu ist die Reihenschaltung aus einer Primärwicklung eines ersten Übertragers 4 , einer Primärwicklung eines zweiten Übertragers 5 und dem Hauptstrompfad eines eine Schaltvor richtung 6 bildenden MOS-Feldeffekttransistors angeordnet. In parallel, the series connection of a primary winding of a first transformer 4, a primary winding of the second transformer 5 and the main current path of a Schaltvor device 6 forming MOS field-effect transistor is arranged. Durch periodisches Umschalten der Schaltvorrichtung 6 zwischen ihrem leitenden und gesperrten Zustand fließt durch die Primärwicklung des zweiten Übertragers 5 ein geschalteter Strom ID. By periodically switching the switching device 6 between its conductive and blocked state flows through the primary winding of the second transformer 5, a switched current ID.

Der erste Übertrager 4 dient der Gewinnung einer Versor gungsspannung für eine erste Steuereinrichtung 7 . The first transformer 4 is used for obtaining a supply voltage is for a first control means. 7 Dazu ist an eine Sekundärwicklung des ersten Übertragers 4 die Reihenschaltung einer Gleichrichterdiode 8 und eines Widerstandes 9 angeschlossen, über dem die Versorgungs spannung für die erste Steuereinrichtung 7 gegenüber dem Anschluß 2 abgegriffen wird. For this purpose, the series circuit of a rectifier diode 8 and of a resistor 9 is connected to a secondary winding of the first transformer 4, via which the supply voltage for the first control means 7 relative to the terminal 2 is tapped. Diese Versorgungsspannung bzw. ein Speisestrom I7 wird einem Versorgungsspannungs anschluß 10 der ersten Steuereinrichtung 7 zugeführt. This supply voltage or a supply current I7 is a supply voltage connection 10 of the first control means 7 is supplied.

Die erste Steuereinrichtung 7 gibt an einem Steuersignal ausgang 11 ein erstes Steuersignal ab, vorzugsweise in Form einer pulsweitenmodulierten Spannung bzw. eines puls weitenmodulierten Stromes. The first control means 7 indicates a control signal output 11 from a first control signal, preferably in the form of a pulse width modulated voltage or a pulse width modulated current. Dieses erste Steuersignal wird den Eingängen 12 , 13 zweier Treiberstufen 14 , 15 zuge leitet. This first control signal applied to the inputs 12, 13 of two driver stages 14, 15 supplied. Die erste Treiberstufe 14 dient dabei der Formung des ersten Steuersignals zu einer Spannung UG6, die vom Ausgang 16 der ersten Treiberstufe 14 einem Steuer anschluß 17 der Schaltvorrichtung 6 zugeleitet wird. The first driver stage 14 serves the formation of the first control signal to a voltage UG6, the connection from the output 16 of the first driver stage 14 a control 17 of the switching device is supplied. 6 Der Steueranschluß 17 wird bevorzugt durch den Gate-Anschluß des die Schaltvorrichtung 6 bildenden MOS-Feldeffekt transistors gebildet. The control terminal 17 is preferably formed by the gate terminal of the switching device 6 forming MOS field effect transistor.

Zwischen einem Ausgang 18 der zweiten Treiberstufe 15 und dem Anschluß 2 ist die Reihenschaltung eines Blockkonden sators 19 und der Primärwicklung eines dritten Über tragers 20 angeordnet. Between an output 18 of the second driver stage 15 and the terminal 2 is the series connection of a Blockkonden crystallizer 19 and the primary winding of a third oversteer wearer 20. Der dritte Übertrager 20 dient dabei der Potentialtrennung zwischen der Schaltvorrich tung 6 und der ersten Steuereinrichtung 7 einerseits und den mit dem zweiten Übertrager 5 sekundärseitig verbunde nen Schaltungsteilen. The third transformer 20 serves to potential separation between the Schaltvorrich tung 6 and the first control means 7 on the one hand and the secondary side composites with the second transformer 5 NEN circuit parts. Wird eine derartige Potential trennung nicht benötigt, kann der dritte Übertrager 20 entfallen. If such electrical isolation is not required, the third exchanger 20 can be omitted.

Der zweite Übertrager 5 weist eine Sekundärwicklung auf, die auf der Sekundärseite der vorstehend genannten Poten tialtrennung angeordnet ist, welche in Fig. 1 durch eine Linie 21 angedeutet ist. The second transformer 5 has a secondary winding which is disposed tialtrennung on the secondary side of the aforementioned Poten, which is indicated in Fig. 1 by a line 21.. Parallel zu den Anschlüssen dieser Sekundärwicklung des zweiten Übertragers 5 ist die Reihenschaltung der Hauptstrompfade zweier weiterer MOS- Feldeffekttransistoren 22 , 23 gelegt. Parallel to the terminals of the secondary winding of the second transformer 5 is the series connection of the main current paths of two further MOS field-effect transistors 22, placed 23rd Die Hauptstrompfade der MOS-Feldeffekttransistoren 22 , 23 sind dabei gegen sinnig angeordnet. The main current paths of the MOS field effect transistors 22, 23 are arranged against sinnig. Der erste MOS-Feldeffekttransistor 22 bildet dabei eine Gleichrichteranordnung, der zweite MOS- Feldeffekttransistor 23 eine Freilaufanordnung. The first MOS field effect transistor 22 forms a rectifier arrangement, the second MOS field effect transistor 23 is a freewheel arrangement. Gleich richteranordnung 22 und Freilaufanordnung 23 sind über Steueranschlüsse 24 bzw. 25 - die Gate-Anschlüsse dem MOS-Feldeffekttransistoren - steuerbar und bilden somit steuerbare Synchrongleichrichter. Rectifier arrangement 22 and freewheel assembly 23 are connected via control connections 24 and 25, - the gate terminals of the MOS field-effect transistors - controllable and thus form controllable synchronous rectifier. Den Steueranschlüssen 24 bzw. 25 werden Steuerspannungen UG (an 24 ) bzw. UF (an 25 ) zugeleitet. The control terminals 24 and 25 control voltages UG are supplied (at 24) or UF (at 25). Parallel zu den Hauptstrompfaden der Gleich richteranordnung 22 bzw. der Freilaufanordnung 23 ist weiterhin je eine Schottkydiode 26 bzw. 27 geschaltet. Parallel to the main current paths of the rectifier assembly 22 and the freewheel assembly 23 is also a Schottky diode connected in each 26 and 27 respectively. Diese Schottkydioden 26 , 27 sollen verhindern, daß beim Umschalten der Gleichrichteranordnung 22 bzw. der Freilaufanordnung 23 die internen, parasitären Dioden der MOS-Feldeffekttransistoren leitend werden. This Schottky diodes 26, 27 are intended to prevent the internal parasitic diodes of the MOS field effect transistors become conductive when switching of the rectifier assembly 22 and the freewheel arrangement 23rd Dies ist insofern von Vorteil, weil die internen, parasitären Dioden langsamer umschalten als die Schottkydioden. This is advantageous because the internal parasitic diode switch slower than the Schottky diodes.

Parallel zur Freilaufanordnung 23 wird die Reihenschaltung aus einem induktiven Speicherelement 28 und einem Glättungskondensator 29 geschaltet. In parallel with the freewheel assembly 23, the series circuit of an inductive storage element 28 and a smoothing capacitor 29 is switched. Mit den Anschlüssen des Glättungskondensators 29 sind zwei Ausgangsan schlüsse 30 , 31 verbunden, zwischen denen eine Ausgangs spannung UA bzw. über die ein Ausgangsstrom IA abgegriffen werden kann. With the terminals of the smoothing capacitor 29, two Ausgangsan are connections 30, 31 connected, an output voltage UA and on the output current IA can be tapped between them.

Das induktive Speicherelement 28 weist eine Sekundärwick lung auf, die mit einem ihrer Anschlüsse mit dem Ausgangs anschluß 31 und dem Verbindungspunkt der Hauptstrompfade der Gleichrichteranordnung 22 und der Freilaufanordnung 23 verbunden ist. The inductive storage element 28 has a secondary Wick lung on the connection with one of its terminals connected to the output 31 and the junction of the main current paths of the rectifier assembly 22 and the freewheel assembly 23 is. Mit ihrem zweiten Anschluß ist die Sekundärwicklung des induktiven Speicherelements 28 an den Anodenanschluß einer Diode 32 angeschlossen, deren Kathodenanschluß über einen Widerstand 33 mit dem Ausgangsanschluß 31 verbunden ist. In its second terminal, the secondary winding of the inductive storage element 28 is connected to the anode terminal of a diode 32 whose cathode terminal is connected via a resistor 33 to the output terminal 31st Die Sekundärwicklung des induktiven Speicherelements 28 bildet zusammen mit der Diode 32 und dem Widerstand 33 eine zweite Steuereinrich tung, die an einem Anschlußpunkt 34 - dem Verbindungspunkt zwischen der Diode 32 und dem Widerstand 33 - ein zweites Steuersignal zum Steuern der Freilaufanordnung 23 abgibt. The secondary winding of the inductive storage element 28 together with the diode 32 and the resistor 33 processing a second Steuereinrich that at a connection point 34 - emits a second control signal for controlling the freewheel assembly 23 - the connection point between the diode 32 and resistor 33rd Entsprechend zum Abgeben des ersten Steuersignals an die Gleichrichteranordnung 22 ist der dritte Übertrager 20 mit einer Sekundärwicklung versehen, mit deren Anschlüssen die Reihenschaltung aus einer weiteren Diode 35 und einem weiteren Widerstand 36 verbunden ist. Accordingly, for outputting the first control signal to the rectifier assembly 22, the third transmitter 20 is provided with a secondary winding, the terminals of the series circuit is connected from a further diode 35 and a further resistor 36th Während die Verbindung zwischen dem Widerstand 36 und einem der Anschlüsse der Sekundärwicklung des dritten Übertragers 20 an den Ausgangsanschluß 31 angeschlossen ist, wird vom Verbindungspunkt zwischen der Diode 35 und dem Widerstand 36 versehen mit dem Bezugszeichen 37 - das erste Steuersignal abgegeben. The first control signal delivered - while the connection between the resistor 36 and one of the terminals of the secondary winding of the third transformer 20 is connected to the output terminal 31, from the connection point between the diode 35 and the resistor 36 is provided with the reference numeral 37th Es ist als Spannung UI über dem Widerstand 36 aufgetragen. It is applied as a voltage across the resistor UI 36th Entsprechend bildet das zweite Steuersignal eine Spannung UDR, die am Wider stand 33 zwischen dem Anschlußpunkt 34 und dem Ausgangs anschluß 31 anliegt. Accordingly, the second control signal forms a voltage UDR standing at the abutment 33 rests between the connection point 34 and the output terminal 31st

Gemäß der Erfindung umfaßt die Stromversorgungsschaltung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weiterhin eine logische Verriegelungsschaltung 38 , durch die die Gleich richteranordnung 22 und die Freilaufanordnung 23 gegen sinnig in ihren leitenden bzw. gesperrten Zustand schalt bar sind. According to the invention, the power supply circuit further comprises according to the embodiment of FIG. 1 is a logical latch circuit 38 through the rectifier arrangement, the DC 22 and the freewheel assembly 23 against sinnig switching to its conductive or blocked state are bar. Diese Verriegelungsschaltung 38 umfaßt zwei Und- Gatter 39 , 40 mit je einem invertierenden Eingang 41 bzw. 42 und je einem nicht invertierenden Eingang 43 bzw. 44 . This latch circuit 38 comprises two AND gates 39, 40 each having an inverting input 41 and 42, respectively, and each having a non-inverting input 43 and 44 respectively. In den Und-Gattern 39 , 40 werden die Steuersignale von der Verriegelungsschaltung logisch derart miteinander verknüpft, daß mit Sicherheit jeweils nur entweder die Gleichrichteranordnung 22 oder die Freilaufanordnung 23 leitend ist, so daß kein beide durchfließender Strom auftritt. In the AND gates 39, 40, the control signals from the latch circuit are logically linked to one another such that in each case only one of the rectifier arrangement 22 or the freewheel assembly 23 is conductively connected to safety so that no two current flowing through occurs. Dazu wird das erste Steuersignal UI vom Verbindungspunkt 37 dem nicht invertierenden Eingang 44 des zweiten Und-Gatters 40 zugeführt. For this purpose, the first control signal UI is supplied from the connection point 37 to the non-inverting input 44 of the second AND gate 40th Befindet sich jetzt das zweite Steuersignal UDR auf niedrigem Pegel, was gleichbedeutend mit einer Sperrung der Freilaufanord nung 23 ist, wird das erste Steuersignal UI von dem zweiten Und-Gatter 40 über dessen Ausgang 46 und eine nachgeschaltete Treiberstufe 48 dem Steueranschluß 24 der Gleichrichteranordnung 22 als Steuerspannung UG zugeführt. Is now the second control signal UDR at a low level, which voltage equivalent to a blocking of the Freilaufanord is 23, the first control signal UI from the second AND gate 40 via the output 46 and a downstream drive stage 48 to the control terminal 24 of the rectifier assembly 22 as is control voltage UG fed. Die Gleichrichteranordnung 22 kann dadurch in ihren leitenden Zustand geschaltet werden. The rectifier device 22 can thereby be switched to its conductive state. Ist dies der Fall, nimmt also die das erste Steuersignal repräsentierende Spannung UI einen hohen Pegel an, führt dieser gleich zeitig über den invertierenden Eingang 41 des ersten Und- Gatters 39 zu dessen Sperrung, so daß am Ausgang 45 des ersten Und-Gatters 39 nur ein niedriger, logischer Pegel anliegen kann. If this is the case, so the first control signal voltage representing UI a high level is believed this leads at the same time through the inverting input 41 of the first AND gate 39 to its blocking, so that only the output 45 of the first AND gate 39 can abut a lower logic level. Über eine dem Ausgang 45 nachgeschaltete Treiberstufe 47 wird dieser logische Pegel als Steuer spannung UF dem Steueranschluß 25 der Freilaufanordnung 23 zugeführt, wobei diese Steuerspannung UF einen niedrigen Wert annimmt. Over a 45 downstream the output driver stage 47 of this logic level is supplied as a control voltage UF to the control terminal 25 of the freewheel assembly 23, said control voltage UF goes low. Dadurch wird die Freilaufanordnung 23 gesperrt. Thus, the freewheel assembly 23 is blocked.

Umgekehrt verhält es sich bei niedriger Spannung UI, ent sprechend einem niedrigen logischen Pegel für das erste Steuersignal. Conversely, it behaves at low voltage UI, accordingly a low logic level for the first control signal. Dieser gibt über das erste Und-Gatter 39 den Signalweg für das zweite Steuersignal UDR frei, so daß die Freilaufanordnung 23 leitend geschaltet werden kann. This is via the first AND gate 39 releases the signal path for the second control signal UDR, so that the freewheel assembly can be turned on 23rd Gleichzeitig sperrt das zweite Steuersignal bei hohem Pegel für die Spannung UDR das zweite Und-Gatter, so daß vom ersten Steuersignal UI die Gleichrichteranordnung nicht mehr betätigt werden kann. Simultaneously, the second control signal at a high level disables the second AND-gate for the voltage UDR, so that the first control signal UI, the rectifier arrangement can not be operated.

Zum Ausregeln unterschiedlicher Belastungen an den Aus gangsanschlüssen 30 , 31 und damit unterschiedlich hoher Ausgangsströme in der Art, daß die Ausgangsspannung UA möglichst konstant bleibt, umfaßt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weiterhin eine Regelschaltung 49 , über die ein der Ausgangsspannung UA entsprechendes Meßsignal auf einer Leitung 50 über eine weitere Leitung 51 der ersten-Steuer einrichtung 7 zugeleitet wird. -Out terminals to compensate different loads on the Off 30, 31 and thus different levels of output currents in a manner that the output voltage UA remains as constant as possible, the embodiment further comprises according to Fig. 1, a control circuit 49, via which an output voltage UA measuring signal corresponding to a line 50 is fed via a further line 51 of the first controller. 7 Für eine Potentialtrennung kann die Regelschaltung 49 beispielsweise einen (oder mehrere) Übertrager oder Optokoppler enthalten. For electrical isolation, the control circuit 49 may, for example, one (or more) containing transformer or opto-coupler. Über die Leitung 51 wird die Pulsweitenmodulation in der ersten Steuereinrichtung 7 den Erfordernissen einer an die Ausgangsanschlüsse 30 , 31 angeschlossenen Last angepaßt. Via the line 51, the pulse width modulation is adapted to the requirements of a connected to the output terminals 30, 31 in the first load control means. 7

Fig. 2 zeigt verschiedene Strom- und Spannungsverläufe über der Zeit t, die in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 im Betrieb während einer Schaltperiode der Schalt vorrichtung 6 auftreten. Fig. 2 shows various current and voltage waveforms over time t, the device in the circuit of Fig. 1 in operation during a period of the switching 6 occur. In Fig. 2a) ist dabei die Spannung UG6 entsprechend dem ersten Steuersignal am Steueranschluß 17 der Schaltvorrichtung 6 dargestellt. In Fig. 2a) where the voltage UG6 corresponding to the first control signal at the control terminal 17 of the switching device 6 is illustrated. Zum Beginn t0 der Schaltperiode für die Schaltvorrichtung 6 wechselt der Wert der Spannung UG6 von niedrigem zu hohem Pegel, entsprechend wird die Schaltvorrichtung 6 leitend geschaltet. At the beginning t0 of the switching period of the switching device 6 changes the value of the voltage UG6 from low to high level, corresponding to the switching device 6 is turned on. In Fig. 2b) ist die dazu korrespondierende Spannung UDS über dem Hauptstrompfad der Schaltvorrich tung 6 aufgetragen, die beim Einschalten der Schaltvor richtung 6 auf wenigstens nahezu den Wert Null abfällt und bei gesperrter Schaltvorrichtung 6 wenigstens weitgehend den Wert der Eingangsspannung UE annimmt. In Fig. 2b) that to corresponding voltage UDS across the main current path of the Schaltvorrich is tung 6 plotted which decays when switching on the Schaltvor device 6 on at least substantially the value zero and at least substantially with inhibited switching device 6 assumes the value of the input voltage UE. Die gesamte Schaltperiode für die erste Schaltvorrichtung 6 endet zum Zeitpunkt t2; The entire switching period of the first switching device 6 ends at time t2; vorzugsweise ist die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t2 und t0 für alle Belastungsfälle konstant, dh die Schaltvorrichtung 6 wird mit konstanter Frequenz betrieben. preferably the time difference between the time points t2 and t0 is constant for all loading cases, that is, the switching device 6 is operated with constant frequency. Durch die Pulsweitenmodulation variiert dann die Lage des Umschaltzeitpunktes t1, zu dem von der ersten Steuereinrichtung 7 das erste Steuersignal in Form der Spannung UG6 auf einen niedrigen Wert umge schaltet wird, so daß die erste Schaltvorrichtung 6 sperrt und die Spannung UDS wieder einen hohen Wert annimmt. By pulse width modulation then the position of the changeover time t1 varies the first control signal to that of the first control means 7 turns the other way in the form of the voltage UG6 to a low value, so that the first switching device 6 closes and the voltage UDS again assumes a high value , Mit der Lage des Umschaltzeitpunktes t1 variiert somit das Tastverhältnis des ersten Steuersignals UG6. Thus, with the location of the changeover time t1, the duty cycle of the first control signal UG6 varied.

Fig. 2c) zeigt den zeitlichen Verlauf des Stromes ID in der Primärwicklung des zweiten Übertragers 5 und damit im Hauptstrompfad der Schaltvorrichtung 6 . Fig. 2c) shows the waveform of the current ID in the primary winding of the second transformer 5 and thus the main current path of the switching device 6. Der Strom ID steigt während des Einschaltens der Schaltvorrichtung 6 rasch auf einen Anfangswert und danach bis zum Umschaltzeitpunkt t1 auf einen Endwert, von dem er beim Abschalten der Schaltvorrichtung 6 rasch wieder auf Null abfällt. The current ID rises during power up of the switching device 6 rapidly to an initial value and thereafter until the switching time t1 to a final value, from which it drops when switching off the switching device 6 rapidly returns to zero. Bis zum Zeitpunkt t2 fließt kein Strom ID. By the time t2 no current ID.

Fig. 2d) zeigt die Spannung UI über dem Widerstand 36 , die in der gewählten Darstellung dem Verlauf der Spannung UG6 am Steueranschluß 17 entspricht. Fig. 2d) shows the voltage across the resistor 36 UI corresponding to the selected representation in the course of the voltage at the control terminal 17 UG6. Bei genauer Betrachtung zeigt sich, daß die Ansätze der ansteigenden bzw. ab fallenden Flanken der Spannungen UG6 und UI zeitlich wenigstens nahezu zusammenfallen, wohingegen die Signal flanken bei der Spannung UI am Widerstand 36 wesentlich steiler verlaufen als diejenigen der Spannung UG6. Upon closer examination shows that the approaches of increasing or at least substantially coincide in time of the voltages UG6 and from UI falling edges, whereas the signal edges extend substantially steeper at the voltage UI at the resistor 36 as those of the voltage UG6. Dies ist auch durch die Dimensionierung der Treiberstufen 14 bzw. 15 beeinflußbar. This is also influenced by the dimensioning of the driver stages 14 and 15 respectively.

Fig. 2e) zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung UDR am Widerstand 33 und somit den Verlauf des zweiten Steuer signals. Fig. 2e) shows the time profile of the voltage across the resistor UDR 33 and thus the course of the second control signal. Die Spannung UDR entspricht im wesentlichen dem Inversen der Spannung UI und damit dem ersten Steuer signal, wobei zu den Zeitpunkten t0, t1 und t2 (usw.) geringfügige, jedoch die Funktionsweise, insbesondere den Wirkungsgrad beeinträchtigende Überlappungen zwischen den Spannungen UDR und UI auftreten können. The voltage UDR substantially corresponds to the inverse of the voltage UI and the first control signal, slight, however, the operation, in particular the efficiency impairing overlaps between the voltages UDR and UI occur wherein at the times t0, t1 and t2 (etc.) , Diese werden durch die Verriegelungsschaltung 38 beseitigt, so daß die aus den Spannungen UI und UDR resultierenden Steuer spannungen UG bzw. UF derartige Überlappungen nicht mehr aufweisen. These are eliminated by the latch circuit 38, so that the resulting from the voltages UI and UDR control voltages no longer have UG or UF such overlaps. Die Steuerspannung UG am Steueranschluß 24 ist in Fig. 2f), die Steuerspannung UF am Steueranschluß 25 in Fig. 2h) schematisch auf getragen. The control voltage UG to the control terminal 24 is supported in Fig. 2f), the control voltage UF on the control terminal 25 in Fig. 2h) schematically on.

Getrieben durch den Strom ID in der Primärwicklung des zweiten Übertragers 5 und geschaltet durch die Steuer spannungen UG bzw. UF treten in der Gleichrichteranord nung 22 der Strom IG, in der Freilaufanordnung 23 der Strom IF sowie in den Schottkydioden 26 , 27 die Ströme IGD bzw. IFD auf, wie in Fig. 1 eingezeichnet. Driven by the current ID in the primary winding of the second transformer 5 and switched by the control voltages UG or UF occur in the Gleichrichteranord voltage 22, the current IG, IF in the freewheel assembly 23, the current and in the Schottky diodes 26, 27, the currents IGD or as shown in FIG. 1. IFD on. Die Summen dieser Ströme sind mit IGS (Gleichrichteranordnung 22 und zugehörige Schottkydiode 26 ) bzw. IFS (Freilaufanord nung 23 und zugehörige Schottkydiode 27 ) bezeichnet. The sums of these currents with IGS (rectifier assembly 22 and associated Schottky diode 26) or IFS (Freilaufanord voltage 23 and associated Schottky diode 27), respectively. In Fig. 2g) ist der Strom IG durch die Gleichrichteranord nung 22 mit Vollinie aufgetragen. In Fig. 2g) of the current IG is determined by the voltage Gleichrichteranord 22 plotted with solid line. Beginnend zum Zeit punkt t0 steigt dieser Strom, mit Null beginnend, allmählich auf einen Maximalwert zum Zeitpunkt t1 an und wird dann von der nun sperrenden Gleichrichteranordnung 22 abgeschaltet. Beginning at time t0, this current increases, starting with zero, gradually to a maximum value at the time t1, and is then switched off by the now blocking rectifier arrangement 22nd Im Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 behält der Strom IG den Wert Null. In the time interval between times t1 and t2, the current IG reserves to zero. Entsprechend umgekehrt verhält es sich mit dem Strom IF durch die Freilaufanordnung 23 , der im Zeitintervall t0 bis t1 den Wert Null annimmt und vom Zeitpunkt t1 an allmählich auf einen Maximalwert ansteigt, um von diesem allmählich bis zu einem niedrigeren Wert zum Zeitpunkt t2 abzufallen, von dem er zum Zeitpunkt t2 schnell auf den Wert Null zurück geschaltet wird. The reverse is true of the current IF through the freewheel assembly 23, which assumes the value zero in the time interval t0 to t1 and gradually increases from the time t1 to a maximum value to fall from this gradually up to a lower value at the time t2, from which it is connected at the time t2 quickly to the value zero. Bei genauer Analyse zeigt sich, daß die Ströme IG und IF zu den Zeitpunkten t0, t1, t2 stetige, nicht überlappende Übergänge vom bzw. zum Wert Null aufweisen. On closer analysis shows that the currents IG and IF at the times t0, t1, t2 continuous, non-overlapping transitions have from or to the value zero.

In Fig. 2g) ist außerdem mit punktierter Linie der Summen strom IGS durch die Kombination der Gleichrichteranord nung 22 und der zugehörigen Schottkydiode 26 aufgetragen, und in Fig. 2i) findet sich entsprechend in punktierter Linie der Summenstrom IFS als Summe der Ströme IF durch die Freilaufanordnung 23 und IFD durch die zugehörige Schottkydiode 27 . In Fig. 2g) also is with dotted line of the sum current IGS by the combination of Gleichrichteranord voltage 22 and the corresponding Schottky diode 26 is applied, and FIG. 2i) is found in accordance with a dotted line, the total current IFS as the sum of the currents IF through the freewheel assembly 23 and through the associated IFD Schottky 27th Der Strom IGD durch die Schottkydiode 26 steigt zum Zeitpunkt t0 rasch an und behält dann bis zum Zeitpunkt t1 einen im wesentlichen konstanten Wert, der durch die Dimensionierung der Gleichrichteranordnung 22 beeinflußt, dh verringert werden kann. The current IGD by the Schottky diode 26 rises at time t0 rapidly and then reserves to time t1 an essentially constant value, which influenced by the dimensioning of the rectifier assembly 22, that can be reduced. Die Schottky diode 26 führt insbesondere zum Zeitpunkt t0, wenn die Gleichrichteranordnung 22 eingeschaltet wird, kurzzeitig einen Strom, im Verlauf des restlichen Zeitintervalls bis zum Umschaltzeitpunkt t1 kann dieser Strom jedoch eher unbedeutend oder Null sein. The Schottky diode 26 leads, in particular at the time t0, when the rectifier assembly 22 is turned on, for a short time a current during the remaining time interval up to the switching time t1 of this current can, however, rather insignificant or zero. Entsprechend stellt sich beim Einschalten der Freilaufanordnung 23 in der ihr parallel geschalteten Schottkydiode 27 ein Strom IFS ein, der zunächst rasch auf einen Maximalwert ansteigt, im weiteren Verlauf bis zum Ende t2 der Schaltperiode der Schaltvor richtung 6 wieder auf Null abfällt. Accordingly, when turning on of the freewheel assembly 23 in their connected in parallel with Schottky diode 27, a current IFS a, which initially increases rapidly to a maximum value, falls again in the further course to the end t2 of the switching period of the Schaltvor device 6 to zero. Dabei treten auch in den Summenströmen IGS und IFS keine Überlappungen auf, die zu einem Kurzschluß der Sekundärwicklung des zweiten Über tragers 5 führen können. Here, no overlaps occur in the sum of currents IGS and IFS, the wearer to a short circuit of the secondary winding of the second transfer may result. 5

Claims (9)

  1. 1. Stromversorgungsschaltung mit 1. Power supply circuit
    • - einem induktiven Speicherelement zum Speichern elektrischer Energie und einer Schaltvorrichtung zum im wesentlichen periodischen Zuführen der Energie zum Speicherelement, - an inductive storage element for storing electrical energy and a switching device for substantially periodic supplying the power to the memory element,
    • - einer Gleichrichteranordnung zum Abführen von Energie aus dem Speicherelement, - a rectifier system for dissipating energy from the storage element,
    • - einer ersten Steuereinrichtung zum Abgeben eines ersten Steuersignals zum Steuern der Gleichrichteranordnung synchron zum Zufuhren der Energie über die Schaltvor richtung, - a first control means for outputting a first control signal for controlling the synchronous rectifier arrangement for supplying energy via, gear changes direction,
    • - einer Freilaufanordnung zum Ableiten eines nicht von der Gleichrichteranordnung geführten Stromes im Speicherelement, - a freewheeling arrangement for deriving a non-guided of the rectifier arrangement stream in the storage element,
    • - einer zweiten Steuereinrichtung zum Abgeben eines zweiten Steuersignals zum Steuern der Freilaufanordnung in Abhängigkeit vom Strom im Speicherelement, - a second control means for outputting a second control signal for controlling the freewheel arrangement in dependence on the current in the memory element,
  2. gekennzeichnet durch eine logische Verriegelungsschaltung, durch die die Gleichrichteranordnung und die Freilauf anordnung gegensinnig in einen leitenden bzw. gesperrten Zustand schaltbar sind, derart, daß kein beide durch fließender Strom auftritt. characterized by a logical latch circuit, by which the rectifier arrangement and the freewheeling arrangement in opposite senses in a conductive or blocked state are switchable, such that no current flowing through both occur.
  3. 2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Steuersignal von der Verriegelungsschaltung miteinander logisch verknüpft werden. 2. Power supply circuit according to claim 1, characterized in that the first and the second control signal from the latch circuit are logically linked to each other.
  4. 3. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsschaltung zwei Und-Gatter umfaßt mit je einem invertierenden und einem nicht invertierenden Eingang sowie je einem Ausgang, daß dem nicht invertierenden Eingang jedes der Und-Gatter je eines der Steuersignale zugeleitet und vom zugehörigen Ausgang des Und-Gatters an die Gleichrichteranordnung bzw. die Freilaufanordnung geführt wird und daß jedes Steuer signal außerdem an den invertierenden Eingang des jeweils anderen Und-Gatters geführt ist. 3. Power supply circuit according to claim 2, characterized in that the latch circuit comprises two AND gates each having an inverting and a noninverting input and one output, that the non-inverting input of each of the AND gates fed to each one of control signals to and from the accompanying output of the aND gate to the rectifier arrangement and the freewheel arrangement and in that each control signal is also led to the inverting input of the other aND gate.
  5. 4. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Aufbau als Durchflußwandler. 4. Power supply circuit according to claim 1, 2 or 3, characterized by a construction as a forward converter.
  6. 5. Stromversorgungsschaltung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung und die Freilaufanordnung mit MOS-Feldeffekttransistoren ausgebildet sind. 5. Power supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the rectifier arrangement and the freewheeling arrangement are formed with MOS field-effect transistors.
  7. 6. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Hauptstrompfaden der MOS- Feldeffekttransistoren Dioden parallelgeschaltet sind. 6. Power supply circuit according to claim 5, characterized in that the main current paths of the MOS field effect transistors diodes are connected in parallel.
  8. 7. Stromversorgungsschaltung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie von der Schaltvor richtung durch einen Übertrager zum Speicherelement geführt wird. 7. Power supply circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the energy is guided by the Schaltvor direction by a transformer to the storage element.
  9. 8. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Potentialtrennung zwischen der Schaltvorrichtung und der ersten Steuereinrichtung einer seits und den übrigen Elementen der Stromversorgungs schaltung andererseits. 8. Power supply circuit according to claim 7, characterized by an isolation between the switching device and the first control device on the one hand and the other elements of the power supply circuit on the other.
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