DE4316945C2 - Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 4.

Eine Spannungsversorgung dieser Art ist in der älteren Anmeldung DE 42 08 911 A1 beschrieben. Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt die herkömmliche Spannungsversorgung einen AC-DC- Wandler (Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandler) 10′, der aus einer Wechselspannung eines Stromnetzes eine gleichgerichtete und geglättete Gleichspannung erzeugt, einen Transformator 20′ mit einer Primärwicklung 21′, ei­ ner Sekundärwicklung 22′ sowie einer Rückkopplungswicklung 23′ und einen mit der Gleichspannung betriebenen selbst­ schwingenden Oszillator, um eine hochfrequente Spannung über die Primärwicklung 21′ zu erzeugen und über die Se­ kundärwicklung 22′ eine resultierende Wechselspannung als Ausgangssignal zum Betreiben einer Last zu induzieren. Der Oszillator umfaßt einen FET (Feldeffekttransistor) 31′, der in Reihe mit der Primärwicklung 21′ über die Gleich­ spannungsversorgung 10′ angeschlossen ist und so betrieben wird, daß er durch die über die Rückkopplungswicklung 23′ induzierte, hochfrequente Spannung ein- und ausgeschaltet wird. Ein Vorspannungskondensator 12′ ist in Reihe mit der Rückkopplungswicklung 23′ zwischen der Source (Quelle) und dem Gate (Steuertor) des FET′s 31′ zum Liefern einer Off­ set-Spannung (Versatzspannung) verbunden, welche zusammen mit der Rückkopplungsspannung an der Rückkopplungswicklung 23′ eine Vorspannung liefert, die an das Gate des FET′s 31′ angelegt wird, um den FET 31′ zur Selbstschwingung entweder ein- oder auszuschalten, so daß eine hochfrequen­ te Spannung über die Primärwicklung 21′ geliefert wird. Um zu verhindern, daß der FET 31′ in Antwort auf ein Anstei­ gen der Eingangsgleichspannung für eine verlängerte Zeit­ dauer eingeschaltet bleibt, ist ein Vorspannungsstabili­ sierungsstromkreis in der herkömmlichen Spannungsversor­ gung enthalten. Der Vorspannungsstabilisierungsstromkreis umfaßt einen Widerstand 41′ und eine Bypass-Diode (Umge­ hungsleitungsdiode) 42′, die in dem Stromkreis angeschlos­ sen sind, um die Offset-Spannung durch Entladen des Vor­ spannungskondensators 12′ über den eingeschalteten FET 31′ zu erniedrigen, so daß die Vorspannung des Gates des FET′s 31′ entsprechend erniedrigt wird, wodurch der FET 31′ im wesentlichen nur während einer konstanten EIN-Zeitdauer, unabhängig vom Anstieg der Eingangsgleichspannung, einge­ schaltet sein kann. In anderen Worten, da die angestiegene Eingangsgleichspannung die hochfrequente Rückkopplungs­ spannung erhöhen wird, übersteigt die resultierende Vor­ spannung während einer verlängerten Zeitdauer eine Schwel­ lenspannung des FET′s 31′, welche in Abwesenheit obigen Vorspannungsstabilisierungsstromkreises für eine verlän­ gerte EIN-Zeitdauer des FET′s 31′ mit entsprechendem An­ wachs eines Stromflusses durch den FET 31′ sorgen würde, was unerwünschte Schaltverluste herbeiführen würde. In diesem Sinne ist die herkömmliche Spannungsversorgung be­ züglich des Minimierens von Schaltverlusten und des effi­ zienten Arbeitens zufriedenstellend.

Die Arbeitsweise des Vorspannungsstabilisierungsstrom­ kreises kann mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 leicht ver­ standen werden, die Wellenformen der an das Gate des FET′s 31′ angelegten Vorspannung V_B, der Offset-Spannung V_OFF, der Schwellenspannung V_TH und der Drain-Versorgungsspannung (Senkenversorgungsspannung) V_DD des FET′s 31′ darstellen. Fig. 2 stellt einen Zustand dar, in welchem die herkömm­ liche Spannungsversorgung mit einer üblichen Eingangs­ gleichspannung arbeitet. Wenn sich die Gleichspannung in gewissem Ausmaß mit einer resultierenden Erhöhung der Rückkopplungsspannung erhöht, erniedrigt sich entsprechend die Offset-Spannung V_OFF, wie in Fig. 3 gezeigt, indem sich der Kondensator 12′ über den Widerstand 41′ und die Diode 42′ des Vorspannungsstabilisierungsstromkreises und über den FET 31′ entlädt, so daß sich die Vorspannung V_B ernied­ rigt (die sich aus der Rückkopplungsspannung zuzüglich der Offset-Spannung V_OFF zusammensetzt), wodurch die Verlänge­ rung der EIN-Zeitdauer des FET′s 31′ während der die Vor­ spannung V_B die Schwellenspannung V_TH überschreitet, ver­ hindert wird. Das bedeutet, daß, wenn die Eingangsgleich­ spannung anwächst, um momentan die EIN-Zeitdauer des FET′s 31′ zu verlängern, die Offset-Spannung V_OFF antwortet, in­ dem sie sich als Ausgleich für das Ansteigen der Rückkopp­ lungsspannung, was sich in dem Verlängern der EIN-Zeitdauer des FET′s 31′ auswirkt, erniedrigt, wodurch die Vor­ spannung V_B zum Verhindern des eingeschaltet Bleiben des FET′s 31′ für eine verlängerte EIN-Zeitdauer und zum ef­ fektiven Betreiben der Spannungsversorgung, unabhängig von dem Anstieg der Eingangsgleichspannung, erniedrigt wird.

Jedoch weist diese herkömmliche Spannungsversorgung immer noch ein Problem dadurch auf, daß der Vorspannungs­ stabilisierungsstromkreis nur innerhalb eines begrenzten Bereichs des Anstiegs der Eingangsgleichspannung wirksam ist, was ihn somit unfähig macht, die Vorspannung zum Aus­ gleich eines Anstiegs der Gleichspannung über den begrenz­ ten Bereich hinaus weiter zu erniedrigen, da eine dem FET 31′ eigene Parasitärdiode 32′ vorhanden ist. Das heißt, wenn sich die Eingangsgleichspannung gleichzeitig zu einem Anwachsen der Rückkopplungsspannung in solch einem Ausmaß weiter erhöht, daß sich die EIN-Zeitdauer des FET′s 31′ verlängert, wodurch die Drain-Versorgungsspannung V_DD rela­ tiv zum Erdpotential negativ wird, was ein Indiz dafür ist, daß die Primärwicklung 21′ eine größere Spannung als die Eingangsgleichspannung induziert, sorgt die Parasitär­ diode 32′ für eine geschlossene Schleife eines Stromflus­ ses, der durch solch negative Spannung hervorgerufen wird, durch die Primärwicklung 21′, die Gleichspannungsversor­ gung 10′ und die Parasitärdiode 32′, wobei die Drain-Ver­ sorgungsspannung V_DD ungefähr die Größe des Erdpotentials aufweist und davor bewahrt wird, negativ zu werden. Demge­ mäß ist es der Offset-Spannung V_OFF nicht möglich, negativ zu werden, was bedeutet, daß die Vorspannung V_B nicht genü­ gend erniedrigt wird, um den Anstieg der Rückkopplungs­ spannung, d. h. der Eingangsgleichspannung, auszugleichen.

Folglich tritt eine verlängerte EIN-Zeitdauer auf, in wel­ cher die Vorspannung V_B die Schwellenspannung V_TH über­ steigt, so daß der FET 31′ für eine verlängerte Zeitdauer mit einem entsprechend angestiegenen Drain-Strom (Senken­ stroms) I_D durch den FET 31′, wie in Fig. 4 gezeigt, eingeschaltet bleibt. Daher versagt die herkömmliche Spannungsversorgung darin, effektiv zu arbeiten, und leidet an erheblichen Schaltverlusten, wenn die Eingangsgleichspannung in einem erhöhten Maße ansteigt. Um die obenbeschriebenen Nachteile zu überwinden, mag es effektiv erscheinen, die an der Rückkopplungswicklung induzierte Rückkopplungsspan­ nung entweder durch Vermindern der Anzahl der Windungen derselben oder durch Erhöhen der Anzahl der Windungen der Primärwicklung zu beschränken. Jedoch hat sich herausge­ stellt, daß dies nicht praktikabel ist, da die Anzahl der Windungen der Rückkopplungswicklung höchstens auf eine Windung erniedrigt werden kann, und es tritt eine andere Schwierigkeit bezüglich des Erhaltens einer geeigneten Sekundärspannung auf, wenn die Primärwicklung eine große Anzahl von Windungen aufzuweisen hat.

Ferner ist aus der US 4,224,659 ein Konstant­ stromversorgungskreis mit einem selbstschwingenden Wechselrichter bekannt, bestehend i. w. aus einer Gleichspannungsversorgung, einem Transformator mit einer Primär-, einer Sekundär- und einer Rückkopplungswicklung, einen selbstschwingenden Oszillator, einen Vorspannungskondensator und einer Kompensationsschaltung, wobei dort die Kompensation abhängig von Variationen der Eingangsspannung durch Rückführung der Lastspannung erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannungs­ versorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 4 so zu verbessern, daß auch bei anwachsender Eingangsgleichspannung über einen bestimmten Wert die Vorspannung so weit erniedrigbar ist, daß die Leitdauer des Wechselrichter-Schalttransistors nicht vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einer Spannungsver­ sorgung nach Anspruch 1 oder 4 gelöst.

Die Unteransprüche 2, 3 und 5 bis 9 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechsel­ richter gemäß der Erfindung umfaßt eine Geichspannungsver­ sorgung, einen Transformator, einen selbstschwingenden Oszillator, einen Vorspannungskondensator, einen Vorspan­ nungsstabilisierungsstromkreis und einem Vorspannungskom­ pensationsstromkreis. Dabei liefert die von einer Wechsel­ spannungsversorgung ausgehende Gleichspannungsversorgung eine gleichgerichtete und geglättete Gleichspannung, und der Transformator weist eine Primärwicklung, eine Sekun­ därwicklung und eine Rückkopplungswicklung auf, wobei der durch die Gleichspannungsversorgung betriebene selbst­ schwingende Oszillator eine hochfrequente Spannung über die Primärwicklung erzeugt und über die Sekundärwicklung eine resultierende Wechselspannung als Ausgangssignal zum Betreiben einer Last induziert. Der Oszillator umfaßt ei­ nen FET, der in Reihe mit der Primärwicklung parallel zur Gleichspannungsversorgung verbunden ist, und einen Konden­ sator, der mit der Primärwicklung verbunden ist. Der Vor­ spannungskondensator ist in Reihe mit der Rückkopplungs­ wicklung über den Source-Gate-Kanal des FET′s zum Liefern einer Offset-Spannung verbunden, die zusammen mit einer hochfrequenten, über die Rückkopplungswicklung erzeugten Rückkopplungsspannung eine Vorspannung ergibt, die an ei­ nen Gate-Anschluß des FET′s angelegt ist, um den FET zum Selbstschwingenden entweder ein- oder auszuschalten. Der Vorspannungsstabilisierungsstromkreis erniedrigt durch Entladen des Vorspannungskondensators über den eingeschal­ teten FET die Offset-Spannung, wodurch der FET nur während einer kurzen EIN-Zeitdauer, unabhängig von einem Anstieg der Gleichspannung innerhalb eines begrenzten Bereiches, eingeschaltet ist. Um einen weiteren Anstieg der Gleich­ spannung über diesen begrenzten Bereich hinaus auszuglei­ chen, stellt der Vorspannungskompensationsstromkreis eine negative Spannung her, die der Offset-Spannung des Vor­ spannungskondensators zu überlagern ist, wodurch ermög­ licht wird, die Offset-Spannung auf einen negativen Wert zu erniedrigen, selbst wenn die Gleichspannung über den begrenzten Bereich hinaus ansteigt. Auf diese Weise kann die Vorspannung genügend erniedrigt werden, um gut diesen großen Anstieg der Eingangsgleichspannung auszugleichen und sicherzustellen, daß die EIN-Zeitdauer des FET′s im wesentlichen über einen weiten Bereich von Veränderungen des Gleichspannungseingangssignals konstant bleibt. Zu diesem Zweck umfaßt der Vorspannungskompensationsstrom­ kreis eine Hilfsrückkopplungswicklung, die mit der Primär­ wicklung gekoppelt ist, um eine Spannung von entgegenge­ setzter Polarität bezüglich der über die Rückkopplungs­ wicklung induzierten Rückkopplungsspannung zu induzieren, und ein Gleichrichter ist mit der Hilfsrückkopplungswick­ lung zum Glätten der über die Hilfsrückkopplungswicklung induzierten Spannung verbunden, wobei die resultierende, geglättete Spannung als die negative Spannung der Offset- Spannung überlagert wird, um die Offset-Spannung zu er­ niedrigen, wenn der FET eingeschaltet ist. Mit dieser Stromkreisgestaltung ist es leicht möglich, die Offset- Spannung um eine Spannung zu reduzieren, die proportional zur Rückkopplungsspannung, d. h. zur Eingangsgleichspan­ nung, ist, wodurch sichergestellt ist, daß eine geeignete Vorspannung in Übereinstimmung mit der unterschiedliche Pegel aufweisenden Eingangsgleichspannung an den FET ange­ legt ist, um den FET für eine begrenzte, konstante EIN- Zeitdauer, unabhängig von der Eingangsgleichspannungsva­ riation, eingeschaltet zu halten. Somit liegt eine ver­ besserte Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wech­ selrichter vor, die mit einem maximalen Wirkungsgrad und minimalen Schaltverlusten über einen weiten Bereich von Veränderungen der Eingangsgleichspannung effektiv arbei­ tet.

In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Vorspannungskompensationsstromkreis eine Sperrdiode, die zwischen dem Drain-Anschluß (Senkenanschluß) des FET′s und dem Vorspannungsstabilisierungsstromkreis, in Reihe, umgekehrt wie die Parasitärdiode des FET′s angeschlossen ist, so daß ein Strom, der von einer negativ werdenden, an der Primärwicklung entstehenden Spannung erzeugt wird, davon abgehalten wird, durch die Gleichspannungsversorgung und durch die Parasitärdiode zu fließen, so daß eine Drain-Versorgungsspannung an dem Drain-Anschluß des FET′s in Antwort auf eine negativ werdende Spannung negativ bleiben kann, was dem Vorspannungskondensator wiederum erlaubt, sich über eine Bypass-Diode (Umgehungsleitungs­ diode) des Vorspannungsstabilisierungsstromkreises, die Sperrdiode und den FET zum Erniedrigen der Offset-Span­ nung, auf einen negativen Wert, zu entladen. Daher ist es möglich, die Vorspannung genügend und zufriedenstellend abhängig von dem Anstieg der Eingangsgleichspannung über einen breiten Bereich einfach durch das Hinzufügen der Sperrdiode in den Stromkreis zu erniedrigen.

Ein Gegenwiderstand, oder auch Bypass-Widerstand, ist vor­ zugsweise parallel zur Sperrdiode angeschlossen, damit sich ein dem FET eigener Parasitärkondensator über den Gegenwiderstand zu dem Oszillator hin entladen kann, wenn der FET ausgeschaltet ist. Durch das Hinzufügen des Gegen­ widerstands kann sich der Parasitärkondensator über den Gegenwiderstand bypassartig über die Sperrdiode während der AUS-Zeitdauer des FET′s entladen, wodurch verhindert wird, daß sich der Parasitärkondensator über den FET wäh­ rend der EIN-Zeitdauer des FET′s entlädt, und somit der Schaltungsausfall eliminiert wird, der ansonsten beim Ent­ laden des Parasitärkondensators während der EIN-Zeitdauer des FET′s entstehen würde, wodurch der Wirkungsgrad weiter erhöht wird.

In dem Ausführungsbeispiel der Spannungsversorgung, das die Sperrdiode aufweist, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß ein Spannungsteilungswiderstand enthalten ist, der zwischen einem Source-Anschluß des FET′s und dem Vorspan­ nungskondensator verbunden ist, um die Schwellenspannung des FET′s proportional zu einem Anstieg des Drain-Strom­ flusses durch den Spannungsteilungswiderstand und den FET zur Zeit des Startens des Stromkreises zu erhöhen. Der erhöhte Drain-Strom entsteht aufgrund einer verlängerten EIN-Zeitdauer des FET′s, die beim Starten der Spannungs­ versorgung entsteht, und wird eine unerwünschte Rücklaufs­ pannung von relativ hohem Pegel über den FET in einer nachfolgenden AUS-Zeitdauer desselben erzeugen. Jedoch kann der Widerstand im Falle, daß dem FET der Spannungs­ teilungswiderstand hinzugefügt ist, eine entsprechende Spannung in Antwort auf den Stromflußanstieg durch den FET erzeugen und somit die Schwellenspannung zum Verkürzen der EIN-Zeitdauer des FET′s gleichzeitig anheben, wodurch die unerwünschte Rücklaufspannung reduziert wird. Dies ermög­ licht den Gebrauch des FET′s mit relativ niedriger Durch­ schlagsspannung.

Ferner kann erfindungsgemäß die Spannungsversorgung mit der Sperrdiode mit einem Bipolartransitor ausgerüstet sein, der in dem Gate-Source-Kanal des FET′s so verbunden ist, daß der Gate-Source-Kanal überbrückt wird, wenn der FET einen einen vorherbestimmten Pegel übersteigenden Strom sieht. Zu diesem Zweck ist ein Stromfühlungswider­ stand zwischen dem Source-Anschluß des FET′s und dem Emit­ ter-Anschluß des Bipolartransistors verbunden. Der Bipo­ lartransistor ist in dem Stromkreis so verbunden, daß sein Basis-Anschluß mit einem Punkt zwischen dem Stromfühlungs­ widerstand und dem Source-Anschluß des FET′s verbunden ist, um leitend zu werden, wenn der Stromfühlungswider­ stand einen einen vorherbestimmten Pegel übersteigenden Strom sieht, wodurch der Gate-Source-Kanal des FET′s über­ brückt und der FET ausgeschaltet wird. In dieser Strom­ kreisanordnung ist es auch gleichermaßen möglich, die EIN- Zeitdauer des FET′s in Antwort auf den angestiegenen Stromfluß durch den FET beim Starten des Stromkreises zu verkleinern, um die Rücklaufspannung zu reduzieren, die in der nachfolgenden AUS-Zeitdauer des FET′s entsteht, wo­ durch die Benutzung des FET′s mit relativ niedriger Durch­ schlagsspannung ermöglicht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausfüh­ rungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnung im ein­ zelnen erläutert wird. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Span­ nungsversorgung;

Fig. 2 bis 4 Wellenformverläufe, die jeweils die Ar­ beitsweise der herkömmlichen Spannungsver­ sorgung darstellen;

Fig. 5 ein Schaltbild einer Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter in Übereinstimmung mit einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 und 7 Wellenformverläufe, die jeweils die Ar­ beitsweise der Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter von Fig. 5 darstellen;

Fig. 8 ein Schaltbild einer Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 und 10 Wellenformverläufe, die jeweils die Ar­ beitsweise der Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter von Fig. 8 darstellen;

Fig. 11 ein Schaltbild einer Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter gemäß einer ersten Abwandlung der Spannungsver­ sorgung von Fig. 8;

Fig. 12 ein Wellenformverlauf, der die Arbeitsweise der Spannungsversorgung mit selbstschwin­ gendem Wechselrichter von Fig. 11 dar­ stellt;

Fig. 13 ein Schaltbild einer Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter gemäß einer zweiten Abwandlung der Spannungsver­ sorgung von Fig. 8;

Fig. 14 ein Wellenformverlauf, der die Arbeitsweise der Spannungsversorgung mit selbstschwin­ gendem Wechselrichter von Fig. 13 dar­ stellt; und

Fig. 15 ein Schaltbild einer Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter gemäß einer dritten Abwandlung der Spannungsver­ sorgung von Fig. 8.

Eine Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechsel­ richter gemäß der Erfindung kann zum Gebrauch an eine Netzspannung von festgelegter niedriger Frequenz ange­ schlossen werden, um daraus eine hochfrequente Spannung herzustellen, welche über einen geeigneten Gleichrichter an eine Last anlegbar ist. Die Spannungsversorgung ist so ausgestaltet, daß sie über einen weiten Spannungsbereich der Netzspannung lückenlos arbeitet, z. B. von 100 bis 240 V. Ein AC-DC-Wandler ist vorgesehen, um aus der Netzspan­ nung eine gleichgerichtete und geglättete Gleichspannung zu erzeugen, die sich bei Veränderung der Netzspannung verändert.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Fig. 5 zeigt eine Span­ nungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter, die den AC-DC-Wandler als eine Gleichspannungsversorgung 10 enthält, die aus der Netzspannung die gleichgerichtete und geglättete Gleichspannung erzeugt. Ein selbstschwingender Oszillator ist mit der Gleichspannungsversorgung 10 verbun­ den und enthält einen Transformator 20 zum Umwandeln der Gleichspannung von der Gleichspannungsversorgung 10 in eine hochfrequente Wechselspannung, die an eine Last 50 zum Betreiben derselben angelegt wird. Der Transformator 20 weist eine Primärwicklung 21, eine Sekundärwicklung 22 und eine Rückkopplungswicklung 23 auf. Parallel zur Primär­ wicklung 21 ist ein Kondensator 25 angeschlossen, so daß ein Parallelresonanzkreis entsteht, der mit einem FET 31 über die Gleichspannungsversorgung 10, in Reihe, verbunden ist, um den selbstschwingenden Oszillator zu bilden. Die Sekundärwicklung 22 ist über eine Diode 51 zum Betreiben der Last 50 verbunden. In der Spannungsversorgung sind außerdem parallel zur Gleichspannungsversorgung 10 eine Reihenschaltung, die einen Anlaufwiderstand 11 und einen Vorspannungskondensator 12 umfaßt, und ein Vorspannungs­ stabilisierungsstromkreis enthalten, der einen Widerstand 41 und eine Bypass-Diode 42 umfaßt, die zwischen dem Drain-Anschluß des FET′s 31 und einem ersten Ende der Rückkopplungswicklung 23, in Reihe, verbunden sind. Die Rückkopplungswicklung 23 hat ein zweites Ende, welches mit dem Gate-Anschluß des FET′s 31 verbunden ist, während ihr erstes Ende auch mit einem Punkt zwischen dem Anlaufwider­ stand 11 und dem Vorspannungskondensator 12 verbunden ist. Der Vorspannungskondensator 12 wird beim Starten der Span­ nungsversorgung durch die Gleichspannungsversorgung aufge­ laden, um eine Vorspannung zum ersten Einschalten des FET′s 31 zu liefern, wie weiter unten diskutiert ist. Nachdem die Spannungsversorgung im Dauerbetrieb zum Lie­ fern einer hochfrequenten Resonanzspannung über die Pri­ märwicklung läuft, dient der Vorspannungskondensator 12 dazu, eine Offset-Spannung V_OFF abzugeben, welche sich mit einer hochfrequenten Rückkopplungsspannung, die über die Rückkopplungswicklung 23 induziert wird, zu einer Vorspan­ nung addiert, die an dem Gate-Anschluß des FET′s 31 entwe­ der zum Ein- oder Ausschalten des FET′s 31 angelegt ist.

Ferner enthält die Spannungsversorgung einen Vorspannungs­ kompensationsstromkreis, der eine Hilfsrückkopplungswick­ lung 24, einen Glättungskondensator 61, der über die Hilfsrückkopplungswicklung 24 angeschlossen ist, und eine Diode 62 umfaßt. Die Hilfsrückkopplungswicklung 24 ist parallel mit dem Vorspannungskondensator 12 verbunden und magnetisch gekoppelt mit der Primärwicklung 21, um eine Spannung zu induzieren, die von entgegengesetzter Polari­ tät wie die Rückkopplungsspannung an der Rückkopplungs­ wicklung 23 ist und negativ wird, wenn sich die Rückkopp­ lungsspannung an der Rückkopplungswicklung 23 zum Ein­ schalten des FET′s 31 ändert. Die induzierte Spannung an der Hilfsrückkopplungswicklung 24 ist gleichgerichtet und geglättet, um eine negative Spannung über dem Glättungs­ kondensator 61 zu liefern. Über einen Widerstand 63 ist die resultierende negative Spannung an dem Vorspannungs­ kondensator 12 angelegt, wenn die Spannungsversorgung im Dauerbetrieb ist, um die zu der Rückkopplungsspannung an der Rückkopplungswicklung 23 hinzuzufügende Offset-Span­ nung zu erniedrigen.

Die Arbeitsweise der Spannungsversorgung mit selbstschwin­ gendem Wechselrichter ist im folgenden beschrieben:
Sobald der Spannungsversorgung Strom zugeführt ist, lie­ fert die Gleichspannungsversorgung 10 die Gleichspannung, die über die aus dem Anlaufwiderstand 11 und dem Vorspan­ nungskondensators 12 bestehende Reihenschaltung angelegt ist, um den Vorspannungskondensator 12 über den Widerstand 11 aufzuladen. Wenn der Vorspannungskondensator 12 so weit aufgeladen ist, daß er die Vorspannung, die eine Schwel­ lenspannung V_TH des FET′s 31 übersteigt, erzeugt, wird der FET 31 erstmalig eingeschaltet, um dem Resonanzkreis der Primärwicklung 21 und des Kondensators 25 von der Gleich­ spannungsversorgung 10 Energie zuzuführen. Daraufhin be­ ginnt der Kondensator 12 damit, sich über den Widerstand 41, die Diode 42 und den FET 31 zu entladen, um die Vor­ spannung zu erniedrigen. Nachdem die Vorspannung unter die Schwellenspannung V_TH gesunken ist, wird der FET 31 ausge­ schaltet, worauf der Resonanzkreis antwortet, indem er schwingt um dadurch die entsprechende Rückkopplungsspan­ nung in der Rückkopplungswicklung 23 zu induzieren. Wenn die so induzierte Rückkopplungsspannung die Vorspannung wieder über die Schwellenspannung V_TH erhöht, wird der FET 31 wieder eingeschaltet, um den Resonanzkreis mit Energie zu versorgen und gleichzeitig den Kondensator 12 über den Widerstand 41, die Diode 42 und den FET 31 zu entladen. Obiger Startzyklus wird mehrmals wiederholt, bis sich die Spannung über den Vorspannungskondensator 12 im wesentli­ chen um einen konstanten Pegel einpendelt, woraufhin sich dem FET 31 selbstschwingenderweise durch die hochfrequente Rückkopplungsspannung, die in der Rückkopplungswicklung 23 induziert ist, entweder ein- oder ausschaltet. Dann läuft die Spannungsversorgung in ihrem Dauerbetrieb zum Liefern einer hochfrequenten Resonanzspannung über die Primärwick­ lung 21, wie in Fig. 6 gezeigt, wo Wellenformen der durch den Vorspannungskondensator 12 gegebenen Offset-Spannung V_OFF, der Vorspannung V_B, die die Summe aus der Rückkopp­ lungsspannung und der Offset-Spannung V_OFF ist, und einer Drain-Versorgungsspannung V_DD des FET′s 31, die kennzeich­ nend für die hochfrequente über die Primärwicklung 23 er­ zeugte Resonanzspannung ist, dargestellt sind. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Vorspannung V_B sinusförmig und um 90° phasenversetzt bezüglich der ebenfalls sinusförmigen Drain-Versorgungsspannung V_DD. Hierbei ist anzumerken, daß die Offset-Spannung V_OFF des Vorspannungskondensators 12 so ausgewählt ist, daß die resultierende Vorspannung V_B (die Offset-Spannung V_OFF zuzüglich der Rückkopplungsspannung) die Schwellenspannung V_TH im Dauerbetrieb im wesentlichen nur an den Spitzen der Rückkopplungsspannung übersteigt, um den FET 31 nur einzuschalten, wenn die Drain-Versor­ gungsspannung V_DD des FET′s 31 im wesentlichen ungefähr 0 ist, wie in Fig. 6 zu sehen.

Der Dauerschwingungsbetrieb kann selbst dann weiterbeste­ hen, wenn die Eingangsgleichspannung aufgrund eines ent­ sprechenden Spannungsanstiegs der Netzspannung oder einer Lastveränderung ansteigt. Wenn die Eingangsgleichspannung ansteigt, stellt der Resonanzkreis eine entsprechend ange­ stiegene Resonanzspannung über die Primärwicklung 21 her und erhöht gleichzeitig entsprechend die Rückkopplungs­ spannung an der Rückkopplungswicklung 23. Wenn die Rück­ kopplungsspannung von sinusförmiger Wellenform ansteigt, steigt die Dauer, in welcher die resultierende Vorspannung V_B, die ebenfalls eine sinusförmige Wellenform aufweist, die Schwellenspannung übersteigt, um die EIN-Zeitdauer des FET′s 31 zu verlängern. Jedoch hat der Vorspannungskonden­ sator 12, wenn die EIN-Zeitdauer verlängert ist, eine ent­ sprechend angestiegene Zeitdauer zum Entladen über den Vorspannungsstabilisierungsstromkreis des Widerstands 41 und der Diode 42 und über den eingeschalteten FET 31 zur Verfügung, um entsprechend die Offset-Spannung V_OFF zu er­ niedrigen. Gleichzeitig wird die negative Spannung, die über die Hilfswicklung 24 erzeugt und durch den Kondensa­ tor 61 geglättet ist, der Spannung des Kondensators 12 überlagert, um die Offset-Spannung V_OFF weiter zu erniedri­ gen, damit die resultierende Vorspannung V_B unter die Schwellenspannung V_TH gebracht wird. Somit ist die EIN- Zeitdauer des FET′s 31 davor bewahrt, länger zu werden, und die Spannungsversorgung ist daher durch Einschalten des FET′s 31 nur während einer begrenzten EIN-Zeitdauer, wenn die Drain-Versorgungsspannung V_DD des FET′s 31 unge­ fähr 0 beträgt effizient betrieben. Hierbei ist anzumer­ ken, daß die Offset-Spannung V_OFF über den Vorspannungskon­ densator 12 selbst dann nicht auf einen negativen Wert erniedrigt werden kann, wenn der Resonanzkreis die resul­ tierende Resonanzspannung liefert, die größer als die Ein­ gangsgleichspannung ist, woraufhin, als Konsequenz, der FET 31 über eine verlängerte Zeitdauer in Antwort auf die erhöhte Eingangsgleichspannung eingeschaltet bleibt. Das kommt daher, daß eine dem FET 31 eigene Parasitärdiode 32 dafür sorgt daß ein Strom fließt, sobald solch eine Reso­ nanzspannung erzeugt wird, oder die Drain-Versorgungsspan­ nung V_DD negativ wird, wodurch es der Drain-Versorgungs­ spannung V_DD unmöglich gemacht wird, negativ zu werden. Demgemäß ist dem Vorspannungskondensator 12 nicht erlaubt, sich bis auf einen negativen Wert zu entladen, wodurch verhindert wird, daß die Offset-Spannung V_OFF nur mittels des Vorspannungsstabilisierungsstromkreisen unter das Erd­ potential absinkt. Dennoch kann die Hilfsrückkopplungswicklung 24 unter diesen Umständen eine geeignet negative Spannung liefern, die der Spannung des Kondensators 12 überlagert wird, wodurch ermöglicht wird, die resultieren­ de Offset-Spannung V_OFF unter das Erdpotential, bis ins Negative, abzusenken. Mit diesem Ergebnis ist es möglich, den FET 31 nur über eine beschränkte EIN-Zeitdauer, unab­ hängig von dem Anstieg der Eingangsgleichspannung, einzu­ schalten, wodurch die Spannungsversorgung mit höchster Effizienz betrieben wird. Dies ist in Fig. 7 gezeigt, die die gleichen Wellenformen wie Fig. 6 darstellt, wobei die Offset-Spannung V_OFF jedoch unterhalb des Erdpotentials liegt. Auf diese Weise kann die Spannungsversorgung über einen weiten Bereich von Veränderungen der Eingangsgleich­ spannung, die sich entweder aus einem entsprechenden Span­ nungsanstieg der Netzspannung oder einer Lastbedingung ergibt, effektiv arbeiten.

Hierbei ist zu bemerken, daß die Primärwicklung 21 so aus­ gestaltet ist, daß sie eine geeignete Induktivität oder Windungsanzahl aufweist, um für eine gewünschte Ausgangs­ energie für die Last zu sorgen, und daß die Anzahl der Windungen der Rückkopplungswicklung 23 in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Schwellenspannung zu der Anzahl der Windungen der Primärwicklungen 21 festgelegt ist, jedoch zumindest eine Windung aufweist. Mit dieser Begrenzung kann dadurch ein Problem auftreten, wenn, beispielsweise, der Stromversorgungskreis so ausgelegt ist, daß er mit 100 V als Netzspannung arbeitet, daß die einzige Windung der Rückkopplungswicklung 23 eine Überspannung herstellt, die die Vorspannung nicht genügend erniedrigen kann, um die EIN-Zeitdauer des FET′s 31 zu minimieren, was schließlich dazu führt, daß kein geeigneter Transformator 20 ausgebil­ det werden kann. Jedoch ist es leicht möglich, aufgrund des Hinzufügens der Hilfsrückkopplungswicklung 24 und der entsprechenden Stromkreiskomponenten, eine geeignete Vor­ spannung zum Minimieren der EIN-Zeitdauer ohne obige Be­ schränkung bezüglich der Primärwicklung 21 und der Rück­ kopplungswicklung 23 zu liefern, was Flexibilität im Aus­ gestalten der Spannungsversorgung sicherstellt.

In den Fig. 8 bis 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt Fig. 8 eine Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrichter, die bezüglich der Stromkreisgestaltung bis auf die Ausnah­ me identisch mit der des ersten Ausführungsbeispiels ist, daß eine Sperrdiode anstatt des Vorspannungskompensations­ stromkreises, der durch die Hilfsrückkopplungswicklung 24, den Kondensator 61, die Diode 62 und den Widerstand 63 gebildet ist, enthalten ist. Bauteile des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeich­ net, wobei zwecks Unterscheidung dem jeweiligen Bezugszei­ chen der Buchstabe "A" zugefügt ist. Die Sperrdiode 70 ist zwischen dem Drain-Anschluß des FET′s 31A und der Bypass- Diode 42A mit entgegengesetzter Orientierung im Vergleich zur Parasitärdiode 32A des FET′s 31A eingefügt. Die Sperr­ diode 70 blockiert den Strom, der ansonsten durch die Pa­ rasitärdiode 32A fließen würde, wenn der Resonanzstrom­ kreis die Resonanzspannung, die größer als die Eingangs­ gleichspannung ist, in Antwort auf die länger werdende EIN-Zeitdauer des FET′s 31A herstellt. Daher ist der Drain-Versorgungsspannung V_DD erlaubt, negativ zu werden, wie in Fig. 9 dargestellt, so daß dem Vorspannungskonden­ sator 12 auch erlaubt ist, sich über den Widerstand 41 und die Bypass-Diode 42 zu entladen, um die Offset-Spannung V_OFF zu erniedrigen, selbst ins Negative, unter der Bedin­ gung, daß die Drain-Versorgungsspannung V_DD des FET′s nega­ tiv relativ zum Erdpotential ist. Daher kann die Stromver­ sorgung des zweiten Ausführungsbeispiels ebenso effizient über einen weiten Bereich von Veränderungen der Eingangs­ gleichspannung mit minimalen Schaltverlusten arbeiten.

Der in Fig. 8 dargestellte Stromkreis weist jedoch das Problem auf, daß ein Parasitärkondensator 33, der dem FET 31A eigen ist, aufgrund der Gegenwart der Sperrdiode 70 während der AUS-Zeitdauer des FET′s 31A vom Entladen abge­ halten wird, was die Abnahme der Drain-Source-Spannung (Senken-Quellen-Spannung) V_DS bezüglich der Drain-Versor­ gungsspannung V_DD verzögert, wie in Fig. 10 dargestellt, wobei der schraffierte Bereich von V_DS dem entspricht, was ansonsten von dem Parasitärkondensator 33 entladen werden würde. Somit neigt der Parasitärkondensator 33 dazu, sich während der EIN-Zeitdauer des FET′s 31A zu entladen, wo­ durch der Stromfluß durch den FET 31A während seiner EIN- Zeitdauer ansteigt und daher Schaltverluste entstehen. Um dieses Problem zu vermeiden, ist eine erste Abwandlung, wie in Fig. 11 gezeigt, vorgeschlagen, bei welcher ein Bypass-Widerstand 71 dem Stromkreis von Fig. 8 hinzugefügt ist. Der Bypass-Widerstand 71 ist parallel zur Sperrdiode 70A so angeschlossen, daß dem Parasitärkondensator 33 er­ laubt ist, sich während der AUS-Zeitdauer des FET′s 31A über den Bypass-Widerstand 71 zu entladen, um Ladung von dem Parasitärkondensator 33 an den Resonanzstromkreis der Primärwicklung 21A und des Kondensators 25A zurückzugeben. Daher kann sich die Drain-Source-Spannung V_DS leicht an die Drain-Versorgungsspannung V_DD anpassen, wie in Fig. 12 ge­ zeigt, um ungewünschtes zusätzliches Ansteigen von V_DS wäh­ rend der AUS-Zeitdauer des FET′s 31A zu verhindern, was ansonsten den Strom durch den FET 31A während der nächsten EIN-Zeitdauer erhöhen würde, wodurch die Schaltverluste minimal gehalten werden.

Fig. 13 stellt eine zweite Abwandlung des Stromkreises von Fig. 8 dar, wobei dieser Stromkreis so ausgestaltet ist, daß er den FET 31B vor einer beim Starten des Stromkreises entwickelten Überspannung schützt. Während des Startens des Stromkreises ist der FET 31B für eine relativ lange Zeitdauer, relativ zu der des Dauerbetriebs, eingeschal­ tet, um einen erhöhten Drain-Strom I_D herzustellen, wie in Fig. 14 dargestellt. Somit erhält die Primärwicklung 21B des Resonanzkreises eine entsprechend große Energie, wel­ che bewirkt, daß eine Rücklaufspannung von hohem Pegel über den FET 31B während einer folgenden AUS-Zeitdauer des FET′s 31B entsteht. Daher ist vom FET 31B gefordert, eine große Durchschlagsspannung zum Schutz gegen eine Überspan­ nung aufgrund des hohen Pegels der Rücklaufspannung zu haben. Dennoch ist es möglich, mit dem in Fig. 13 darge­ stellten Abwandlungsstromkreis, dieses Problem zu vermei­ den und die Forderung an den FET 31B zu erniedrigen. Der Abwandlungsstromkreis ist bis auf die Ausnahme identisch mit dem Stromkreis von Fig. 8, daß ein Widerstand 80 zwi­ schen dem Source-Anschluß des FET′s 31B und dem Vorspan­ nungskondensator 12 oder der Erde verbunden ist. Komponen­ ten, die denen des ersten oder zweiten Ausführungsbei­ spiels entsprechen, sind durch gleiche Bezugszeichen ge­ kennzeichnet, wobei zwecks Unterscheidung der Buchstabe "B" dem jeweiligen Bezugszeichen hinzugefügt ist. Der so zwischen dem Source-Anschluß des FET′s 31B und der Erde angeschlossene Widerstand 80 wird die Drain-Source-Span­ nung V_DS des FET′s 31B, wie in Fig. 14 gezeigt, proportio­ nal zu dem Fluß eines Drain-Stroms I_D durch den FET 31B erhöhen, wodurch die Gate-Source-Spannung oder die Schwel­ lenspannung des FET 31B entsprechend beim Starten des Stromkreises erniedrigt und somit die EIN-Zeitdauer des FET′s 31B verkürzt wird. Daher ist es möglich, die in der folgenden AUS-Zeitdauer des FET′s 31B auftretende Rück­ laufspannung zu erniedrigen, wodurch die für den FET 31B geforderte Durchschlagsspannung reduziert wird.

Obiger Effekt des Verhinderns des Entstehens der uner­ wünschten Rücklaufspannung während des Startens des Strom­ kreises kann ebenso mit Hilfe einer dritten Abwandlung erhalten werden, die in Fig. 15 dargestellt ist und bezüg­ lich der Stromkreisgestaltung bis auf die Ausnahme iden­ tisch mit dem Stromkreis von Fig. 8 ist, daß ein Bipolar­ transistor 90 in dem Gate-Source-Kanal des FET′s 31C mit entsprechenden Widerständen 91 und 92 angeschlossen ist. Komponenten, die denen der vorangegangenen Ausführungsbei­ spielen gleichen, sind mit gleichen Bezugszeichen gekenn­ zeichnet, wobei zwecks Unterscheidung der Buchstabe "C" den jeweiligen Bezugszeichen hinzugefügt ist. Widerstände 91 und 92 sind zwischen dem Source-Anschluß des FET′s 31C und dem Vorspannungskondensator 12C oder der Erde, in Rei­ he, angeschlossen, um an diesen entsprechende Spannungen zu erzeugen, wenn der Drain-Strom I_D durch dieselben hin­ durch fließt. Der Kollektor des Transistors 90 ist zwi­ schen dem Gate-Anschluß des FET′s 31C und der Rückkopp­ lungswicklung 23C angeschlossen, wobei der Widerstand 92 über den Basis-Emitter-Kanal des Transistors 90 verbunden ist. Wenn der durch die Widerstände 91 und 92 während der Zeit des Startens des Stromkreis fließende Drain-Strom I_D anwächst, entsteht eine Vorspannung über den Widerstand 92, die den Transistor 90 dazu bringt, leitend zu werden, welcher seinerseits den Gate-Source-Kanal des FET′s 31C überbrückt, um den FET 31C zur Verkürzung seiner EIN-Zeit­ dauer während des Startens des Stromkreises ausschaltet. Durch Bereitstellung des Transistors 90 in dem Gate-Sour­ ce-Kanal des FET′s 31C ist es leicht möglich, den Wider­ stand der Widerstände 91 und 92 zu reduzieren, während der Gate-Source-Kanal des FET′s 31C in Antwort auf den Anstieg des Drain-Stroms I_D überbrückt wird, was Minimieren von Leistungsverlusten aufgrund der Widerstände 91 und 92 ge­ währleistet. Weiterhin ist zu erwähnen, daß es beim Benut­ zung des Überbrückungstransistors 90 möglich ist, den FET 31C einzig in Abhängigkeit von dem Drain-Strom I_D während des Startens des Stromkreises auszuschalten, wodurch un­ erwünschte Veränderungen der Stoßspannung vermieden wer­ den, die ansonsten aufgrund möglicher Veränderungen der Anzahl der Windungen der Rückkopplungswicklung 23C und der Kopplungscharakteristik zwischen der Primärwicklung 21C und der Rückkopplungswicklung 23C entstehen würde. Dies ist besonders vorteilhaft und steht im Gegensatz dazu, daß bei dem Stromkreis von Fig. 13 die Möglichkeit des Verzö­ gerns des Ausschaltens des FET′s 31B aufgrund von Verände­ rungen der Anzahl der Windungen der Rückkopplungswicklung 23B, d. h. der induzierten Spannung, bestehen kann. Beispielsweise, wenn die Rückkopplungswicklung 23B so ausge­ bildet worden ist, daß die Anzahl der Windungen größer als beabsichtigt ist, würde dort eine verlängerte Zeitdauer vorhanden sein, während welcher die induzierte Spannung die Schwellenspannung übersteigt, wodurch das Ausschalten des FET′s 31B verzögert und eventuell die Rücklaufspannung erhöht werden würde.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiede­ nen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (11)

1. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter, umfassend:

• - eine Gleichspannungsversorgung (10);
• - einen Transformator (20) mit einer Primärwicklung (21), einer Sekundärwicklung (22) und einer Rückkopplungs­ wicklung (23);
• - einen selbstschwingenden Oszillator; umfassend:
• - einen FET (31), der in Reihe mit der Primärwicklung (21) über die Gleichspannungsversorgung (10) ange­ schlossen ist, um eine hochfrequente Spannung über die Primärwicklung (21), eine hochfrequente Rück­ kopplungsspannung über die Rückkopplungswicklung (23) und eine resultierende Wechselspannung als Aus­ gangssignal über die Sekundärwicklung (21) zu erzeu­ gen, wobei die Wechselspannung an einer Last (50) angelegt ist; und
• - einen Kondensator (25), der mit der Primärwicklung (21) verbunden ist, um mit dieser einen Resonanz­ kreis zum Liefern der hochfrequenten Spannung durch Resonanz zu bilden;
• - einen Vorspannungskondensator (12), der in Reihe mit der Rückkopplungswicklung (23) über den Gate-Source- Kanal des FET′s (31) zum Liefern einer Offset-Spannung verbunden ist, wobei die Offset-Spannung zusammen mit der hochfrequenten Rückkopplungsspannung, die über der Rückkopplungswicklung (23) vorhanden ist, eine an den Gate-Anschluß des FET′s (31) angelegten Vorspannung liefert, um den FET (31) zum Betreiben des selbst­ schwingenden Oszillators entweder ein- oder auszuschal­ ten; und
• - einen Vorspannungsstabilisierungsstromkreis, der die Offset-Spannung durch Entladen des Vorspannungskonden­ sators (12) über den eingeschalteten FET (31) ernied­ rigt, wodurch der FET (31) im wesentlichen nur während einer konstanten EIN-Zeitdauer, unabhängig von einem Anstieg der Gleichspannung innerhalb eines begrenzten Bereichs, eingeschaltet ist und wobei der Vorspannungs­ stabilisierungsstromkreis eine Bypass-Diode (42) und einen dazu in Reihe geschalteten Widerstand (41) zwi­ schen dem Drain-Anschluß des FET′s (31) und einem er­ sten Ende der Rückkopplungswicklung (23) umfaßt und ein zweites Ende der Rückkopplungswicklung (23) mit dem Gate-Anschluß des FET′s (31) verbunden ist,

gekennzeichnet durch:

• - einen Vorspannungskompensationsstromkreis, der eine negative Spannung erzeugt, welche der Offset-Spannung überlagert wird, so daß diese bis auf einen negativen Wert erniedrigbar ist,
• - wobei der Vorspannungskompensationsstromkreis eine Hilfsrückkopplungswicklung (24) , die mit der Primär­ wicklung (21) gekoppelt ist, um eine Spannung von einer Polarität zu induzieren, die entgegengesetzt zu der an der Rückkopplungswicklung (23) induzierten Rückkopp­ lungsspannung ist, und einen Gleichrichter (61, 62) umfaßt, der mit der Hilfsrückkopplungswicklung (24) verbunden ist, um eine gleichgerichtete Spannung abzu­ geben, die der Offset-Spannung als die negative Span­ nung überlagert wird, wenn der FET (31) eingeschaltet ist.

2. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (25) parallel zu der Primärwicklung (21) angeschlossen ist, um mit dieser einen Parallelresonanz­ kreis zum Liefern der hochfrequenten Spannung durch Reso­ nanz zu bilden.

3. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter einen Glättungskondensator (61) umfaßt, der in Reihe mit einer Diode (62) über die Hilfsrückkopp­ lungswicklung (24) angeschlossen ist, um die über die Hilfsrückkopplungswicklung (24) induzierte Spannung zu glätten und die resultierende, geglättete Spannung der Offset-Spannung als die negative Spannung zu überlagern, wenn der FET (31) eingeschaltet ist.

4. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter, umfassend:

• - eine Gleichspannungsversorgung (10A; 10B; 10C);
• - einen Transformator (20A; 20B; 20C) mit einer Primär­ wicklung (21A; 21B; 21C), einer Sekundärwicklung (22A; 22B; 22C) und einer Rückkopplungswicklung (23A; 23B; 23C);
• - einen selbstschwingenden Oszillator, umfassend:
• - einen FET (31A; 31B; 31C), der in Reihe mit der Pri­ märwicklung (21A; 21B; 21C) über die Gleichspan­ nungsversorgung (10A; 10B; 10C) angeschlossen ist, um eine hochfrequente Spannung über die Primärwick­ lung (21A; 21B; 21C), eine hochfrequente Rückkopp­ lungsspannung über die Rückkopplungswicklung (23A; 23B; 23C) und eine resultierende Wechselspannung als Ausgangssignal über die Sekundärwicklung (21A; 21B; 21C) zu erzeugen, wobei die Wechselspannung an einer Last (50A; 50B; 50C) angelegt ist; und
• - einen Kondensator (25A; 25B; 25C), der mit der Pri­ märwicklung (21A; 21B; 21C) verbunden ist, um mit dieser einen Resonanzkreis zum Liefern der hochfre­ quenten Spannung durch Resonanz zu bilden;
• - einen Vorspannungskondensator (12A; 12B; 12C), der in Reihe mit der Rückkopplungswicklung (23A; 23B; 23C) über den Gate-Source-Kanal des FET′s (31A; 31B; 31C) zum Liefern einer Offset-Spannung verbunden ist, wobei die Offset-Spannung zusammen mit der hochfrequenten Rückkopplungsspannung, die über der Rückkopplungswick­ lung (23A; 23B; 23C) vorhanden ist, eine an den Gate- Anschluß des FET′s (31A; 31B; 31C) angelegten Vorspan­ nung liefert, um den FET (31A; 31B; 31C) zum Betreiben des selbstschwingenden Oszillators entweder ein- oder auszuschalten; und
• - einen Vorspannungsstabilisierungsstromkreis, der die Offset-Spannung durch Entladen des Vorspannungskonden­ sators (12A; 12B; 12C) über den eingeschalteten FET (31A; 31B; 31C) erniedrigt, wodurch der FET (31A; 31B; 31C) im wesentlichen nur während einer konstanten EIN- Zeitdauer, unabhängig von einem Anstieg der Gleichspan­ nung innerhalb eines begrenzten Bereichs, eingeschaltet ist und wobei der Vorspannungsstabilisierungsstromkreis eine Bypass-Diode (42A; 42B; 42C) und einen dazu in Reihe geschalteten Widerstand (41A; 41B; 41C) zwischen dem Drain-Anschluß des FET′s (31A; 31B; 31C) und einem ersten Ende der Rückkopplungswicklung (23A; 23B; 23C) umfaßt und ein zweites Ende der Rückkopplungswicklung (23A; 23B; 23C) mit dem Gate-Anschluß des FET′s (31A; 31B; 31C) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Sperrdiode (70; 70A; 70B; 70C), die in Reihe zwi­ schen dem Drain-Anschluß des FET′s (31A; 31B; 31C) und dem Vorspannungsstabilisierungsstromkreis umgekehrt wie eine Parasitärdiode (32A; 32B; 32C) des FET′s (31A; 31B; 31C) so angeschlossen ist, daß ein Strom aufgrund einer negativ werdenden, an der Primärwicklung (21A; 21B; 21C) entstandenen Spannung vom Fließen durch die Gleichspannungsversorgung (10A; 10B; 10C) und durch die Parasitärdiode (32A; 32B; 32C) abgehalten wird, wodurch die Spannung an dem Drain-Anschluß des FET′s (31A; 31B; 31C) in Antwort auf die negativ werdende Spannung bis ins Negative abgesenkt werden kann und sich somit der Vorspannungskondensator (12A; 12B; 12C) über die By­ pass-Diode (42A; 42B; 42C), die Sperrdiode (70; 70A; 70B; 70C) und den FET (31A; 31B; 31C) zum Absenken der Offset-Spannung auf einen negativen Wert entladen kann.

5. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (25A; 25B; 25C) parallel zu der Primär­ wicklung (21A; 21B; 21C) angeschlossen ist, um mit dieser einen Parallelresonanzkreis zum Liefern der hochfrequenten Spannung durch Resonanz zu bilden.

6. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Bypass-Widerstand (71), der parallel zu der Sperr­ diode (70A) zum Entladen eines Parasitärkondensators (33) des FET′s (31A) über den Bypass-Widerstand (71) mit dem selbstschwingenden Oszillator verbunden ist, wenn der FET (31A) ausgeschaltet ist.

7. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Spannungsteilungswiderstand (80), der zwischen dem Source-Anschluß des FET′s (31B) und dem Vorspannungskon­ densator (12B) angeschlossen ist, um die Schwellenspannung des FET′s (31B) proportional zu dem durch den Spannungs­ teilungswiderstand (80) fließenden Strom zu erhöhen, wenn der FET (31B) eingeschaltet ist.

8. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Grenzschalter (90, 91, 92), der in dem Gate-Source-Kanal des FET′s (31C) angeschlossen ist, um den Gate-Sour­ ce-Kanal zu überbrücken, wenn durch den FET (31C) ein einen vorherbestimmten Pegel überschreitender Strom fließt.

9. Spannungsversorgung mit selbstschwingendem Wechselrich­ ter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzschalter einen Bipolartransistor (90), der in dem Gate-Source-Kanal des FET′s (31C) angeschlossen ist, und einen Strommeßwiderstand (92) umfaßt, der zwischen dem Source-Anschluß des FET′s (31C) und dem Emitter-An­ schluß des Bipolartransistors (90) angeschlossen ist, wo­ bei der Basis-Anschluß des Bipolartransistors (90) mit einem Punkt zwischen dem Stromfühlungswiderstand (92) und dem Source-Anschluß des FET′s (31C) so verbunden ist, daß der Bipolartransistor (90) leitend ist, wenn durch den Strom­ meßwiderstand (92) ein Strom fließt, der einen vorher­ bestimmten Pegel überschreitet, und den Gate-Source-Kanal des FET′s (31C) zum Ausschalten des FET′s (31C) über­ brückt.