DE4422003A1 - Control of PWM signals in push=pull DC=AC converter - Google Patents
Control of PWM signals in push=pull DC=AC converterInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Steuerung von PWM-Signalen in einem PWM-signalgesteuerten Gegentakt-Durch flußwandler eines Schaltnetzgerätes, wobei die Puls frequenz der PWM-Signale von einem Taktgeber in einer Steuer logik vorgegeben wird und die Pulsbreite der PWM-Signale durch einen Hauptregelkreis abhängig von einem Istwert-/Soll wertvergleich von Ausgangsspannung und/oder Ausgangsstrom des Schaltnetzgerätes gesteuert wird.The invention relates to a method for control PWM signals in a PWM signal-controlled push-pull through flux converter of a switching power supply, the pulse frequency of PWM signals from a clock in a control logic is specified and the pulse width of the PWM signals by a main control loop depending on an actual value / target Value comparison of output voltage and / or output current of the Switching power supply is controlled.
Das Gewicht und die Baugröße von Transformatoren lassen sich verringern, indem man die Frequenz der Wechselspannung er höht. Die Netzspannung ist aber mit 50 Hz festgelegt und ließe sich auch mit grobem Aufwand nicht nennenswert erhöhen. Mit einem Schaltnetzgerät wird die Netzspannung zunächst gleichgerichtet und anschließend mit einem Wechselrichter wieder in eine Wechselspannung mit einer wesentlich höheren Frequenz (üblicherweise 20 kHz bis 100 kHz) umgewandelt. Da durch besitzen Schaltnetzgeräte bei gleicher Leistung einen kleineren Transformator, als ein konventionelles Netzgerät.The weight and size of transformers can be decrease by changing the frequency of the alternating voltage increases. The mains voltage is fixed at 50 Hz and could not be significantly increased even with great effort. With a switching power supply, the mains voltage is initially rectified and then with an inverter back into an AC voltage with a much higher one Frequency (usually 20 kHz to 100 kHz) converted. There by switching power supplies with the same power smaller transformer than a conventional power supply.
Für mittlere und größere Ausgangsleistungen werden fast aus schließlich Gegentakt-Durchflußwandler eingesetzt. In den meisten Fällen arbeiten die Geräte mit einer konstanten Schaltfrequenz und stellbarem Tastverhältnis. Die Variation der Frequenz als Stellgröße ist ebenfalls ein bekanntes Ver fahren, das von einigen Herstellern auch im Zusammenhang mit einer Quasiresonanzschaltung angewendet wird.For medium and large output powers are almost out finally push-pull flow converter used. In the in most cases the devices work with a constant Switching frequency and adjustable duty cycle. The variation the frequency as a manipulated variable is also a known Ver drive that also related to some manufacturers a quasi-resonance circuit is used.
Die Regelung bezieht sich meistens ausschließlich auf die Ausgangsspannung und/oder den Ausgangsstrom. Häufig werden Schutzschaltungen zur Primärstrombegrenzung vorgesehen, die allerdings keine weiteren regelungstechnischen Aufgaben be sitzen. The regulation mostly applies only to the Output voltage and / or the output current. Become frequent Protective circuits for primary current limitation are provided however, no other control tasks to sit.
Der Gegentakt-Durchflußwandler arbeitet zwar im Leerlauf stabil, ist aber ohne Schutzschaltungen nicht kurzschlußfest. Weiterhin benötigen Schaltnetzgeräte mit Gegentakt-Durch flußwandler eine fest eingestellte Pausenzeit zwischen zwei Halbwellen, um sicherzustellen, daß nicht alle Transistoren gleichzeitig leiten und damit die Betriebsspannung kurzge schlossen würde. Das Verhältnis der Einschaltdauer einer Halbwelle zur Periodendauer (Tastverhältnis) muß bei konven tionellen Schaltnetzgeräten auf 0,4 bis 0,45 begrenzt wer den, d. h. während 10% bis 20% der Periodendauer fließt kein Strom.The push-pull flow converter works at idle stable, but is not short-circuit proof without protective circuits. Switching power supplies with push-pull through are also required flow converter a fixed pause time between two Half waves to ensure that not all transistors conduct simultaneously and thus the operating voltage short would close. The ratio of the duty cycle one Half-wave to the period (duty cycle) must conv tional switching power supplies limited to 0.4 to 0.45 the, d. H. during 10% to 20% of the period flows no electricity.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs ge nannten Art zu schaffen, das bezüglich der Eigenschaften be kannter Steuerverfahren verbessert ist.The object of the invention is to provide a method of ge called type to create that be regarding the properties known tax procedure is improved.
Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein der aufsummierten Ladungsmenge jeder einzelnen in den Zweigen des Gegentakt-Durchflußwandlers fließenden Stromhalbwelle ent sprechendes Signal erzeugt und nach dessen Erreichen eines durch den Hauptregelkreis vorgegebenen Sollwertes der PWM-Signalimpuls beendet wird.According to the method, the object is achieved in that one of the accumulated amount of charge of each one in the branches of the Push-pull flow converter ent flowing current half-wave ent speaking signal and after reaching one setpoint specified by the main control loop PWM signal pulse is ended.
Hierdurch ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren primärstromgeregelter Gegentakt-Durch flußwandler arbeitet im Leerlauf stabil und ist ohne Schutzschaltungen kurzschlußfest.This has a number of advantages. One with the inventive method primary current-controlled push-pull flow converter works stable at idle and is without Protection circuits short-circuit proof.
Der Transformator wird ohne spezielle Symmetrieschaltungen automatisch symmetriert. Der Regelparameter "Primärstrom mal Zeit", also die geflossene Ladungsmenge, wird, dem Sollwert entsprechend, für jede Halbwelle konstant gehalten. Dadurch ist immer eine symmetrische Wechselstromdurchflutung gewähr leistet. Bauteiltoleranzen, durch welche die Schaltzeiten oder die Stromamplitude differieren können, werden ausge regelt.The transformer is without special symmetry circuits automatically balanced. The control parameter "primary current times Time ", ie the amount of charge that has flowed, accordingly, kept constant for each half-wave. Thereby a symmetrical alternating current flow is always guaranteed accomplishes. Component tolerances through which the switching times or the current amplitude can differ, are displayed regulates.
Weiterhin ist das Regelverhalten bei Lastsprüngen und Netz spannungsschwankungen gegenüber den herkömmlichen Verfahren verbessert.Furthermore, the control behavior with load jumps and network voltage fluctuations compared to conventional methods improved.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, daß ein die Summation bildender Integrator zu rückgestellt wird, wenn die Amplitude jeweils einer Strom halbwelle in den Zweigen des Gegentakt-Durchflußwandlers auf den Wert Null zurückgefallen ist, wobei gleichzeitig ein Freigabesignal für den nächsten PWM-Signalimpuls an die Steuerlogik gesendet wird.In a preferred embodiment of the method is also provided that an integrator forming the summation to is reset when the amplitude of a current half-wave in the branches of the push-pull flow converter the value has dropped back to zero, with a Release signal for the next PWM signal pulse to the Control logic is sent.
Damit ist die Leistungsdichte gegenüber vergleichbar dimen sionierten Schaltnetzgeräten, die mit konventionellen Steuer verfahren arbeiten, höher. Bedingt durch die Primärstromer fassung, benötigt das neue Konzept keine Begrenzung des Tast verhältnisses. Bei maximaler Aussteuerung (maximale Pulsbrei te) stellt sich automatisch die systembedingte minimale Pau senzeit ein. Sobald der Nulldurchgang der Stromhalbwelle er faßt wird, kann sofort die nächste Halbwelle geschaltet wer den. Je nach Schaltgeschwindigkeit der verwendeten Bauteile, können so Tastverhältnisse von annähernd 0,5 erreicht werden. Bei gleicher Dimensionierung der Leistungshalbleiter und des Transformators (gleicher Kern), unter Berücksichtigung ange paßter Windungszahlen, läßt sich die maximal übertragbare Leistung gegenüber herkömmlichen Schaltnetzgeräten, um ca. 5% bis 10% steigern.The power density is therefore comparable to that of comparable dimensions sionated switching power supplies with conventional control process work, higher. Due to the primary current version, the new concept does not require any limitation of the tactile relationship. At maximum modulation (maximum pulse width te) the system-related minimum pau is automatically set time. As soon as the zero crossing of the current half-wave he the next half-wave can be switched immediately the. Depending on the switching speed of the components used, duty cycles of approximately 0.5 can be achieved. With the same dimensioning of the power semiconductors and the Transformers (same core), taking into account suitable number of turns, the maximum transferable Performance compared to conventional switching power supplies, by approx. Increase 5% to 10%.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin auch ein Schaltnetz gerät mit einem PWM-signalgesteuerten Gegentakt-Durchfluß wandler, wobei die PWM-Signale nach dem neuen Verfahren ge steuert werden. The invention also relates to a switching network with a PWM signal-controlled push-pull flow converter, the PWM signals according to the new method be controlled.
Neben einer Steuerlogik mit einem Taktgenerator, die die Pulsfrequenz der PWM-Signale steuert, und einem Hauptregel kreis, der durch einen Sollwert-/Istwertvergleich der Aus gangsspannung und/oder des Ausgangsstromes die PWM-Signal breite steuert, weist das Schaltnetzgerät erfindungsgemäß einen Stromwandler mit zwei Primärwicklungen auf, die jeweils in einem Zweig des Gegentakt-Durchflußwandlers liegen, wobei der Amplitudenwert jeder einzelnen vom Stromwandler erfaßten Stromhalbwelle als Maß für die Anstiegsgeschwindigkeit eines Integrators dient und ein Komparator das PWM-Signal beendet, sobald der Integratorwert den vom Hauptregelkreis vorgegebe nen Sollwert erreicht.In addition to a control logic with a clock generator, the Pulse frequency controls the PWM signals, and a main rule circle, which by a setpoint / actual value comparison of the off output voltage and / or the output current the PWM signal controls wide, has the switching power supply according to the invention a current transformer with two primary windings, each lie in a branch of the push-pull flow converter, wherein the amplitude value of each individual detected by the current transformer Current half-wave as a measure of the rate of rise of a Serves as an integrator and a comparator ends the PWM signal, as soon as the integrator value specifies that of the main control loop setpoint reached.
Da der Durchflußwandler im Gegentakt arbeitet, fließt der Strom je Halbwelle nur durch eine Wicklung. Die gegenpolige Anordnung der Primärwicklungen sorgt somit für eine Wechsel stromdurchflutung des Stromwandlers.Since the flow converter works in push-pull, the flows Current per half wave only through one winding. The opposite pole The arrangement of the primary windings thus ensures a change current flow through the current transformer.
Die Aufteilung des Stromwandlers auf zwei gegenpolige Wick lungen, die von der Gleichspannungsseite gespeist werden, hat gegenüber einem einfachen Wandler in der Wechselspannungs zuleitung des Transformators den Vorteil, daß der gesamte über die Brücke fließende Strom erfaßt werden kann. Gefähr liche Querströme, die über fehlgesteuerte Transistoren oder über defekte Bauelemente nicht über den Transformator fließen, können sofort erkannt und abgeschaltet werden.The division of the current transformer into two opposite-pole winds lungs, which are fed from the DC voltage side compared to a simple converter in AC voltage lead of the transformer the advantage that the entire current flowing over the bridge can be detected. Dangerous Liche cross currents via mis-controlled transistors or about defective components, not about the transformer flow, can be recognized and switched off immediately.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalt netzgerätes eingegangen. Es zeigen:The following is closer with reference to the accompanying drawings to an embodiment of a circuit according to the invention power supply received. Show it:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaubild eines Schaltnetzgerätes; Figure 1 is a simplified block diagram of a switching power supply.
Fig. 2 einen Stromwandler zur Primärstrom erfassung mit Vollbrückenschaltung; Figure 2 shows a current transformer for primary current detection with full bridge circuit.
Fig. 3 einen Stromwandler zur Primärstrom erfassung mit Halbbrückenschaltung; Figure 3 shows a current transformer for primary current detection with half-bridge circuit.
Fig. 4 ein Blockschaubild einer primärstrom geregelten Pulsbreitenmodulation; Fig. 4 is a block diagram of a primary current-controlled pulse width modulation;
Fig. 5 den Signalverlauf in den Baugruppen der Primärstromregelung nach Fig. 4; FIG. 5 shows the waveform in the assemblies of the primary current control of FIG. 4;
Fig. 6 das Signalverhalten der Primärstrom regelung bei unsymmetrischen Strom amplituden. Fig. 6 shows the signal behavior of the primary current control with asymmetrical current amplitudes.
In einem in Fig. 1 dargestellten Schaltnetzgerät wird die Netzspannung (230 V/50 Hz einphasig oder 400 V/50 Hz drei phasig) in einem Netzgleichrichter 10 gleichgerichtet und mit Kondensatoren oder einer LC-Schaltung (nicht gezeigt) ge siebt. Ein nachfolgender Stromwandler 12 im Bereich eines Gegentakt-Durchflußwandlers 14 erfaßt den Primärstrom. Der Gegentakt-Durchflußwandler 14 wandelt die Gleichspannung in eine Rechteckspannung um. Die Schaltstufe kann dabei mit Transistoren (MOS-Feldeffekttransistoren oder Bipolartran sitoren) oder mit IGBT′s (Insolated Gate Bipolar Transistor) bestückt sein. Die Leistungshalbleiter sind in Gegentakt schaltung zu einer Halb- oder Vollbrücke mit Freilaufdioden und Entlastungsnetzwerk verschaltet. Auf die genaue Anordnung des Stromwandlers wird an späterer Stelle näher eingegangen.In a switched-mode power supply unit shown in FIG. 1, the mains voltage (230 V / 50 Hz single-phase or 400 V / 50 Hz three-phase) is rectified in a mains rectifier 10 and sieved using capacitors or an LC circuit (not shown). A subsequent current transformer 12 in the area of a push-pull flow transformer 14 detects the primary current. The push-pull flow converter 14 converts the DC voltage into a square wave voltage. The switching stage can be equipped with transistors (MOS field-effect transistors or bipolar transistors) or with IGBTs (insulated gate bipolar transistors). The power semiconductors are connected in a push-pull circuit to form a half or full bridge with free-wheeling diodes and a relief network. The exact arrangement of the current transformer will be discussed in more detail later.
Die von dem Gegentakt-Durchflußwandler 14 erzeugte höherfre quente Wechselspannung wird von einem Transformator 16 auf die gewünschte Ausgangsspannung des Schaltnetzgerätes trans formiert. Der Transformator 16 ist je nach Schaltfrequenz des Gegentakt-Durchflußwandlers 14 mit einem Ferritkern (f < 20 kHz) oder mit einem Schnittband- oder Ringbandkern auszufüh ren. Die Gleichrichtung der hochfrequenten Wechselspannung erfolgt in einem Gleichrichter 18, der vorzugsweise mit schnellen Epitaxialdioden mit Entlastungsnetzwerk bestückt ist. Zur Siebung der Ausgangsspannung wird eine herkömmliche LC-Schaltung verwendet, wobei für große Ausgangsleistungen auch ein LC-Resonanzkreisfilter eingesetzt werden kann.The higher-frequency AC voltage generated by the push-pull flow converter 14 is transformed by a transformer 16 to the desired output voltage of the switching power supply. The transformer 16 is ren auszufüh depending on the switching frequency of the push-pull forward converter 14 with a ferrite core (f <20 kHz) or with a Schnittband- or toroidal tape core. The rectification of the high frequency AC voltage is performed in a rectifier 18, which is preferably equipped with fast epitaxial diodes having relief network is. A conventional LC circuit is used to screen the output voltage, and an LC resonance circuit filter can also be used for high output powers.
Ein Istwerterfasser 20 generiert mit einem Spannungsteiler und/oder mit einem Shunt die Istwerte für die Ausgangsspan nung bzw. den Ausgangsstrom. Ein Regler 22 mit einem oder mehreren Regelverstärkern erzeugt aus diesen Istwerten unter Vergleich mit Sollwerten ein Ausgangssignal für die PWM-Steuerung.An actual value detector 20 uses a voltage divider and / or a shunt to generate the actual values for the output voltage or the output current. A controller 22 with one or more control amplifiers generates an output signal for the PWM control from these actual values by comparison with setpoints.
Aus den Signalen des Stromwandlers 12 und des Reglers 22 er zeugt eine PWM-Steuerung 24 eine pulsbreitenmodulierte Recht eckspannung zur Ansteuerung der Schalttransistoren des Gegen takt-Durchflußwandlers 14.From the signals of the current transformer 12 and the regulator 22, it generates a PWM controller 24, a pulse-width-modulated square-wave voltage for driving the switching transistors of the counter-clock flow converter 14 .
Fig. 2 und Fig. 3 verdeutlichen die Anordnung des Strom wandlers 12 in dem Gegentakt-Durchflußwandler 14. Der Strom wandler 12 besitzt zwei Primärwicklungen 26a, 26b, eine Se kundärwicklung 28 und einen Eisen- oder Ferritkern. Die Pri märwicklungen 26a, 26b bestehen aus jeweils einer oder wenigen Windungen, die in den Zweigen des Gegentakt-Durch flußwandlers 14 angeordnet sind. Für die Sekundärwicklung werden, dem Stromverhältnis entsprechend, einige hundert Win dungen benötigt, die mit einem Bürdenwiderstand 30 abzu schließen sind. Das sekundärseitige Signal wird an die PWM-Steuerung 24 weitergegeben. Fig. 2 and Fig. 3 illustrate the arrangement of the current transformer 12 in the push-pull flow converter 14th The current transformer 12 has two primary windings 26 a, 26 b, a secondary winding 28 and an iron or ferrite core. The primary windings 26 a, 26 b each consist of one or a few turns, which are arranged in the branches of the push-pull flow converter 14 . For the secondary winding, depending on the current ratio, a few hundred windings are required, which can be concluded with a load resistor 30 . The secondary signal is forwarded to the PWM controller 24 .
Da der Durchflußwandler 14 im Gegentakt arbeitet, fließt der Strom je Halbwelle nur durch eine Wicklung. Die gegenpolige Anordnung der Primärwicklungen 26a, 26b sorgt so für eine Wechselstromdurchflutung des Stromwandlers 12.Since the forward converter 14 works in push-pull, the current per half-wave only flows through one winding. The opposite-pole arrangement of the primary windings 26 a, 26 b thus ensures that the current transformer 12 is flooded with alternating current.
Die Aufteilung des Stromwandlers 12 auf zwei gegenpolige Wicklungen bietet gegenüber der Verwendung eines einfachen Wandlers in der Wechselspannungszuleitung des Transformators 16 den Vorteil, daß der gesamte über die Brücke fließende Strom erfaßbar ist und somit auch gefährliche Querströme, die bei einer Fehlsteuerung der Transistoren 32 oder defekte Bau elemente innerhalb des Wandlers 14 und nicht über den Trans formator 16 fließen, sofort erkannt und abgeschaltet werden können.The division of the current transformer 12 into two opposite-pole windings offers the advantage over the use of a simple transformer in the AC supply line of the transformer 16 that the entire current flowing over the bridge can be detected, and thus also dangerous cross currents which occur when the transistors 32 are incorrectly controlled or are defective Construction elements within the converter 14 and not flow through the transformer 16 , can be recognized immediately and switched off.
Die beim Abschalten des Transformators 16 durch dessen Streu induktivität verursachten überspannungsspitzen werden durch Freilaufdioden 34 abgeleitet. Nach dem Abschalten der Tran sistoren 32 fließt der Entmagnetisierungsstrom über die Frei laufdioden 34 des jeweiligen Komplementärzweiges. Da der ge samte Brückenstrom über den Stromwandler 12 fließt, wird auch der Entmagnetisierungsstrom erfaßt, der im Abschaltmoment durch die Komplementärwicklung des Stromwandlers 12, aber hier in umgekehrter Richtung, fließt. Das Meßsignal am Wand lerausgang zeigt demnach den Entmagnetisierungsstrom mit der gleichen Polarität an, wie den zuvor geflossenen Wirkstrom.The overvoltage peaks caused by the stray inductance when the transformer 16 is switched off are derived by freewheeling diodes 34 . After switching off the transistors 32 , the demagnetizing current flows via the freewheeling diodes 34 of the respective complementary branch. Since the ge entire bridge current flows through the current transformer 12, and the demagnetization current is detected, the in tripping by the complementary winding of the current transformer 12, but here in the reverse direction flows. The measurement signal at the output of the wall accordingly shows the demagnetizing current with the same polarity as the active current that previously flowed.
In Fig. 4 ist der unterlagerte Primärstromregelkreis, der in die PWM-Steuerung 24 integriert ist, dargestellt. Das vom Stromwandler 12 kommende Wechselspannungssignal wird in einem Gleichrichter 36 gleichgerichtet und mit einem voreinstell baren Integrator 38 über die Zeit einer Halbwelle integriert. Das Ausgangssignal des Integrators 38 verhält sich propor tional zu der durch den Wandler geflossenen Strommenge (I×t = Q), also der Ladung. Ein Komparator 40 vergleicht dieses Signal mit der Steuerspannung (Sollwert) des Reglers 22 und schaltet über eine Steuerlogik (nicht gezeigt) in der PWM-Steuerung den PWM-Signalimpuls bei Erreichen des Sollwertes ab.In FIG. 4, the lower-level primary current control loop, which is integrated into the PWM controller 24 is illustrated. The AC voltage signal coming from the current transformer 12 is rectified in a rectifier 36 and integrated with a presettable integrator 38 over the time of a half-wave. The output signal of the integrator 38 is proportional to the amount of current flowing through the converter (I × t = Q), ie the charge. A comparator 40 compares this signal with the control voltage (setpoint) of the controller 22 and switches off the PWM signal pulse when the setpoint is reached via a control logic (not shown) in the PWM control.
Nach einer Verzugszeit (Schaltverzögerungen + Entmagnetisie rungszeit) strebt das Meßsignal des Stromwandlers 12 gegen den Wert 0. Ein Nulldurchgangsdetektor 42 löschte den Inte grator 38 und gibt ein Freigabesignal an die Steuerlogik für das Schalten der nächsten Halbwelle.After a delay time (switching delays + demagnetization time), the measurement signal of the current transformer 12 tends to the value 0. A zero crossing detector 42 clears the integrator 38 and gives an enable signal to the control logic for switching the next half-wave.
Der Signalverlauf bei einer Reduzierung des Ausgangssollwer tes in den einzelnen Bauteilen ist den Diagrammen in Fig. 5 zu entnehmen.The waveform when the output setpoint is reduced in the individual components can be seen in the diagrams in FIG. 5.
Da der Nulldurchgangsdetektor 42 das sofortige Schalten der nächsten Halbwelle ermöglicht, kann eine fest eingestellte Pausenzeit zwischen zwei Halbwellen, wie sie bei konven tionellen Schaltnetzgeräten zur Vermeidung von Kurzschlüssen notwendig ist, entfallen. Bei maximaler Aussteuerung und somit auch maximaler Pulsbreite stellt sich automatisch die systembedingte minimale Pausenzeit ein, wodurch sich im Ver gleich zu herkömmlichen Schaltnetzgeräten die übertragbare Leistung bei ansonsten gleicher Dimensionierung des Trans formators 16 und der Leistungshalbleiter 32 um ca. 5-10% steigern läßt.Since the zero crossing detector 42 enables the immediate switching of the next half-wave, a fixed pause time between two half-waves, as is necessary in conventional switching power supplies to avoid short circuits, can be omitted. With maximum modulation and thus also maximum pulse width, the system-related minimum pause time is set automatically, which means that the transferable power can be increased by approximately 5-10% in comparison to conventional switching power supplies with otherwise identical dimensions of the transformer 16 and the power semiconductor 32 .
Da der Regelparameter Ladung für jede Halbwelle dem Sollwert entsprechend konstant gehalten wird, ist immer eine symme trische Wechselstromdurchflutung des Transformators 16 ge währleistet. Wie in Fig. 6 gezeigt, werden Bauteiltoleranzen, durch welche die Schaltzeiten oder die Stromamplituden diffe rieren können, ausgeregelt, da die Anstiegsgeschwindigkeit des Integrators unmittelbar von der Amplitude des Primär stroms abhängt. Für einen Kurzschlußfall wird durch die extreme Anstiegsgeschwindigkeit des Integrators 38 bereits nach extrem kurzer Zeit der PWM-Impuls beendet, wobei die Steuerlogik der PWM-Steuerung 24 solche abnormen Schaltzeiten erfaßt und ggf. das Schaltnetzgerät völlig abschalten kann.Since the charge control parameter for each half-wave is kept constant according to the target value, a symmetrical alternating current flow through the transformer 16 is always ensured. As shown in Fig. 6, component tolerances through which the switching times or the current amplitudes can differ, are corrected since the slew rate of the integrator is directly dependent on the amplitude of the primary current. In the event of a short circuit, the extreme rate of increase of the integrator 38 ends the PWM pulse after an extremely short time, the control logic of the PWM controller 24 detecting such abnormal switching times and possibly switching off the switching power supply completely.
Claims (5)
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---|---|---|---|
DE19944422003 DE4422003C2 (en) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | Switching power supply |
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DE4422003A1 true DE4422003A1 (en) | 1996-01-11 |
DE4422003C2 DE4422003C2 (en) | 1998-04-09 |
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ID=6521337
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2624106A1 (en) * | 1975-05-29 | 1976-12-16 | North Electric Co | PULSE DURATION MODULATION CONTROL FOR USE IN A VOLTAGE CONVERTER |
US4150424A (en) * | 1978-04-04 | 1979-04-17 | International Telephone And Telegraph Corporation | Dynamic current balancing for power converters |
-
1994
- 1994-06-23 DE DE19944422003 patent/DE4422003C2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2624106A1 (en) * | 1975-05-29 | 1976-12-16 | North Electric Co | PULSE DURATION MODULATION CONTROL FOR USE IN A VOLTAGE CONVERTER |
US4150424A (en) * | 1978-04-04 | 1979-04-17 | International Telephone And Telegraph Corporation | Dynamic current balancing for power converters |
Also Published As
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DE4422003C2 (en) | 1998-04-09 |
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