DE4342805A1 - Selbstschwingendes Schaltnetzteil - Google Patents
Selbstschwingendes SchaltnetzteilInfo
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
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- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/338—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
- H02M3/3385—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current
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Description
Die Erfindung geht aus von einem selbstschwingenden Schaltnetz
teil gemaß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges
Schaltnetzteil ist bekannt durch die DE-OS 42 12 472. Es
benötigt in der Regel einen Trenntransformator mit drei Primär
wicklungen. Das sind die eigentliche Arbeitswicklung in Reihe
mit dem Schalttransistor, eine Wicklung für die Mitkopplung zur
Schwingungserzeugung sowie eine weitere Wicklung für die
Erzeugung der Regelspannung zur Stabilisierung der von dem
Schaltnetzteil erzeugten Betriebsspannungen. Außerdem enthalt
der Trenntransformator mehrere Sekundärwicklungen zur Erzeugung
von Betriebsspannungen unterschiedlicher Größe und Polarität.
Ein derartiger Transformator ist daher ein relativ kompliziertes
Bauteil mit einer Vielzahl von Anschlußstiften, sogenannten
Pins.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Transformator für
ein derartiges selbstschwingendes Schaltnetzteil zu vereinfa
chen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Er
findung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung werden somit der Mitkopplungsweg für die
Schwingungserzeugung und der Regelspannungsweg von derselben
zweiten primärseitigen Wicklung gesteuert. Dieses ist dadurch
möglich, daß der Mitkopplungsweg auf die positive Halbwelle und
der Regelspannungsweg auf die negative Halbwelle des von der
zweiten Wicklung gelieferten Impulses anspricht.
Vorzugsweise ist an die zweite Wicklung zusätzlich eine auf die
positive Halbwelle ansprechende Gleichrichterschaltung zur
Erzeugung einer Betriebsspannung für primärseitige Bauteile
angeschlossen. Bei dieser Lösung wird die zweite Wicklung somit
für drei Aufgaben ausgenutzt. Die dabei erzeugte Betriebsspan
nung dient vorzugsweise zur Speisung eines Regelverstärkers im
Regelspannungsweg.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind an ein Ende der
zweiten Wicklung zwei entgegengesetzt gepolte Dioden angeschlos
sen, von denen eine zur Erzeugung der Regelspannung und die an
dere zur Erzeugung der Betriebsspannung dient. Zur Erzielung der
genannten Mitkopplung zur Schwingungserzeugung sind die Arbeits
wicklung und die zweite Wicklung gleichsinnig gepolt.
Im Fußpunkt des Schalttransistors liegt vorzugsweise ein
Strommeßwiderstand, der an die Basis eines Abschalttransistors
angeschlossen ist, der zwischen einem Punkt im Basisweg des
Schalttransistors und Erde liegt. Die Regelspannung ist über ei
nen Regelverstärker an die Basis des Abschalttransistors
angelegt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Kollektor des
Schalttransistors über eine amplitudenselektive, auf den positi
ven Impuls zu Beginn der Sperrphase ansprechende Schaltung mit
der Basis eines Abschalttransistor verbunden, dessen Kollek
tor/Emitter-Strecke zwischen einem Punkt in der Basisleitung des
Schalttransistors und Erde liegt. Die amplitudenselektive
Schaltung ist vorzugsweise ein sogenanntes Snubber-Netzwerk aus
der Reihenschaltung eines Kondensators und der Parallelschaltung
eines Widerstandes und einer Diode. Durch diese Variante werden
das Abschaltverhalten des Schalttransistors betrachtlich
verbessert und die Abschaltverluste an diesem Transistor
verringert.
Vorzugsweise ist ein zur Temperaturkompensation dienender
Transistor vorgesehen, dessen Kollektor/Emitter-Strecke parallel
zur Basis/Emitter-Strecke eines Transistors des Regelverstärkers
liegt und dessen Basis an den Abgriff eines Spannungsteiler an
geschlossen ist, der zwischen der Quelle der Regelspannung und
Erde liegt.
Dadurch, daß dieselbe Primärwicklung des Transformators mehr
fach, namlich doppelt oder dreifach ausgenutzt wird, wird der
Trenntransformator wesentlich vereinfacht. Es kann dann derselbe
Trafo vorzugsweise für verschiedene Konzepte eines Schaltnetz
teiles eingesetzt werden. Die an dem Trafo auftretenden Verluste
und die Temperatur werden verringert, so daß gegebenenfalls auf
ein Kühlblech verzichtet werden kann. Durch die Reduzierung der
Zahl der Wicklungen wird auch die Anzahl der am Transformator
notwendigen Anschlußstifte oder Pins verringert. Ebenso wird der
gesamte Platzbedarf des Transformators herabgesetzt. Auch die
Herstellung des Transformators, insbesondere der Wickelvorgang,
wird vereinfacht. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für
kleine Schaltnetzteile mit geringen Leistungen von 5 bis 50
Watt, z. B. für Fernsehempfänger, Videorecorder,
Satellitenempfanger oder andere kleine Haushaltsgeräte mit einer
derart geringen Leistung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
Die Figur zeigt ein Schaltnetzteil, das durch eine Gleichspan
nung von +300 Volt von der Klemme 1 gespeist wird und an den
Ausgangsklemmen 2 eine stabilisierte Betriebsspannung UB
erzeugt. Dargestellt sind der Trenntransformator Tr mit der Ar
beitswicklung W1, der zweiten Primärwicklung W2 und der
Sekundärwicklung W3, der Schalttransistor T1, der Mitkopplungs
weg mit den Bauteilen R2, C1, D1, D2 zur Schwingungserzeugung,
das zur Begrenzung von Spannungsspitzen dienende Snubber-
Netzwerk 3, die Gleichrichterschaltung D7, C7 zur Erzeugung ei
ner Betriebsspannung U1 sowie die Gleichrichterschaltung D8, C8
zur Erzeugung einer Regelspannung Ur. Im Fußpunkt des Schalttransis
tors T1 liegt der Strommeßwiderstand R1, an dem eine sage
zahnförmige Spannung us abfällt, die proportional dem durch den
Schalttransistor T1 fließenden Strom i1 ist.
Im folgenden werden die einzelnen Funktionen des Schaltnetzteils
nacheinander beschrieben.
Dadurch, daß die Wicklungen W1 und W2 gleichsinnig gepolt sind,
wird von der Wicklung W2 über die Bauteile R2, C1, D1, D2 dem
Schalttransistor T1 im Sinne einer Mitkopplung ein positiver
Impuls zugeführt. Die gesamte Schaltung ist dadurch selbst
schwingend ausgebildet. Für diese Mitkopplung zur Schwingungser
zeugung wird somit die positive Halbwelle des Impulses an der
Wicklung W2 ausgenutzt. Der Kondensator C1 wird dabei über den
Widerstand R1 aufgeladen. Der Widerstand R2 begrenzt den
Basisstrom von T1 und den Kollektorstrom von T3. Der Kondensator
C1 lädt sich alternierend während einer Halbwelle über die
Basis/Emitter-Strecke des Transistors T1 und während der anderen
Halbwelle über den Kollektor von T2 und T3 auf. Die Entladung
von T1 erfolgt über den Widerstand R4 und die Diode D5.
Durch D8 und C8 wird am Punkt b die Regelspannung Ur gewonnen,
und zwar aus der negativen Halbwelle des Impulses an der
Wicklung W2. Ur gelangt über den Regelspannungsverstärker mit
den Transistoren T5 und T4 auf die Basis von T3 und steuert des
sen Basisvorspannung im Sinne einer Stabilisierung von UB. Wenn
z. B. UB und damit die Impulsspannung am Transformator Tr
ansteigen, wird Ur größer, also negativer. Dadurch wird T5 mehr
leitend, T4 ebenfalls mehr leitend und somit die Basisvorspan
nung von T3 positiver. Das bedeutet, daß der Transistor T3 durch
die Spannung us früher leitend wird, somit der Punkt a früher
geerdet wird und der Strom i1 in T1 früher abgeschaltet wird und
daher einen geringeren Endwert erreicht. Dadurch wird die
angenommene Erhöhung von UB ausgeregelt.
Mit D7 und C7 wird aus der positiven Halbwelle des Impulses an
der Wicklung W2 die Betriebsspannung U1 für den Regelverstärker
mit den Transistoren T5, T4 erzeugt.
Der Transistor T6, dessen Kollektor/Emitter-Strecke parallel zur
Basis/Emitter-Strecke von T5 liegt und dessen Basis an den
Abgriff des an die Regelspannung Ur angeschlossenen Potentiome
ters P liegt, dient zur Temperaturkompensation. T6 und P können
in dieser Schaltung auch entfallen.
Der Kollektor von T1 ist zusätzlich über die Bauteile C5, D6, R9
an die Basis des Abschalthilfstransistors T2 angeschlossen, der
zwischen dem Basisweg von T1 und Erde liegt. Dadurch gelangt zu
Beginn der Sperrphase von T1 ein positiver Impuls vom Kollektor
von T1 auf die Basis von T2. Dadurch wird T2 leitend und erdet
den Punkt c. Dadurch wird die positive Elektrode von C2 geerdet,
so daß die an C2 stehende Spannung mit der dargestellten
Polarität an der Basis von T1 zusätzliche als Sperrspannung
wirksam wird. Durch diese Schaltung wird die Ausräumung von T1
zu Beginn der Sperrphase wesentlich verbessert und die
Ausschaltverluste an T1 verringert. Ein Vorteil dabei ist, daß
sich diese Schaltung immer selbsttätig an die Funktion von T1
anpaßt. Diese zusätzlich Schaltung zur Verbesserung der
Ausräumung von T1 ist näher beschrieben in der DE-OS 42 12 472.
Claims (10)
1. Selbstschwingendes Schaltnetzteil mit einem Schalttransistor
(T1) in Reihe zur Arbeitswicklung (W1) eines Transformators
(Tr), dessen Primärseite einen Mitkopplungsweg für die
Schwingungserzeugung und einen Regelspannungsweg für die
Stabilisierung der auf der Sekundärseite erzeugten Betriebs
spannung (UB) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mitkopplungsweg (R2, C1, D1, D2) und der Regelspannungsweg
(D8, C8) von derselben zweiten primärseitigen Wicklung (W2)
gesteuert sind, indem der Mitkopplungsweg auf die positive
Halbwelle und der Regelspannungsweg auf die negative
Halbwelle des von der zweiten Wicklung (W2) gelieferten
Impulses anspricht.
2. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die
zweite Wicklung (W2) zusätzlich eine auf die positive Halb
welle ansprechende Gleichrichterschaltung (D7, C7) zur Erzeu
gung einer Betriebsspannung (U1) für primärseitige Bauteile
(T4, T5) angeschlossen ist.
3. Netzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Be
triebsspannung zur Speisung eines Regelspannungsverstärkers
(T5, T4) im Regelspannungsweg dient.
4. Netzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an ein
Ende der zweiten Wicklung (W2) zwei entgegengesetzt gepolte
Dioden (D7, D8) angeschlossen sind, von denen eine (D8) zur
Erzeugung der Regelspannung (Ur) und die andere (D7) zur
Erzeugung der Betriebsspannung (U1) dient.
5. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Arbeitswicklung (W1) und die zweite Wicklung (W2) gleichsin
nig gepolt sind.
6. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fuß
punkt des Schalttransistors (T1) ein Strommeßwiderstand (R1)
liegt, der an die Basis eines Abschalttransistors (T3) ange
schlossen ist, der zwischen einem Punkt (a) im Basisweg des
Schalttransistors (T1) und Erde liegt.
7. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Re
gelspannung (Ur) über einen Regelspannungsverstärker (T5, T4)
an die Basis des Abschalttransistors (T3) angelegt ist.
8. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kollektor des Schalttransistors (T1) über eine amplitudense
lektive, auf den positiven Impuls zu Beginn der Sperrphase
ansprechende Schaltung mit der Basis eines Abschalthilfstran
sistors (T2) verbunden ist, dessen Kollektor/Emitter-Strecke
zwischen einem Punkt in der Basisleitung des Schalttransi
stors (T1) und Erde liegt.
9. Netzteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die am
plitudenselektive Schaltung ein Snubber-Netzwerk aus der
Reihenschaltung eines Kondensators (C5) und der Parallel
schaltung eines Widerstandes (R9) und einer Diode (D6) ent
hält.
10. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur
Temperaturkompensation dienender Transistor (T6) vorgesehen
ist, dessen Kollektor/Emitter-Strecke parallel zur Ba
sis/Emitter-Strecke eines Transistors (T5) des Regelverstär
kers liegt und dessen Basis an den Abgriff eines Spannungs
leiters (P) angeschlossen ist, der zwischen der Quelle der
Regelspannung (Ur) und Erde liegt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934342805 DE4342805A1 (de) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Selbstschwingendes Schaltnetzteil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934342805 DE4342805A1 (de) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Selbstschwingendes Schaltnetzteil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4342805A1 true DE4342805A1 (de) | 1995-06-22 |
Family
ID=6505104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934342805 Withdrawn DE4342805A1 (de) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Selbstschwingendes Schaltnetzteil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4342805A1 (de) |
Cited By (1)
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-
1993
- 1993-12-15 DE DE19934342805 patent/DE4342805A1/de not_active Withdrawn
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