DE60312275T2

DE60312275T2 - Leistungsschaltung

Info

Publication number: DE60312275T2
Application number: DE60312275T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Tani
Original assignee: Orion Electric Co Ltd
Current assignee: Orion Electric Co Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: US20040095783A1; EP1404014B1; US6865095B2; JP3656911B2; EP1404014A3; EP1404014A2; DE60312275D1; JP2004120926A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsschaltung umfassend einen Transformator.
Eine Leistungsschaltung mit einem Transformator liefert einen Strom, der an eine Primärseite des Transformators zugeführt wird, an eine Sekundärseite entsprechend dem Wicklungsverhältnis der Spule auf der Primärseite zu einer Spule auf der Sekundärseite, und sie liefert einen Strom an eine Last eines elektrischen Gerätes oder dergleichen, das mit der Sekundärseite verbunden ist.
Die Leistungsschaltung ist mit einer Schaltung versehen, um einen Kurzschluss festzustellen, der in einer Spule oder einem anderen Kreis auf der Sekundärseite des Transformators erzeugt wird, wenn dies vorkommt, und um die Zufuhr des Stroms zu der Primärseite des Transformators zu stoppen, um dadurch eine Stromquelle zu schützen.
Die Schaltung zum Schutz einer Stromquelle wurde bspw. in der japanischen Offenlegungspatentpublikation Nr. HJ7-227083 offenbart. In der Schutzschaltung, die in der Veröffentlichung offenbart ist, ist eine Licht empfangende Einheit eines Fotokopplers auf der Primärseite des Transformators vorgesehen, und eine Licht emittierende Einheit des Fotokopplers ist auf der Sekundärseite des Transformators vorgesehen.
Wenn der Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators erzeugt wird, emittiert die Licht emittierende Einheit des Fotokopplers Licht. Wenn die Licht empfangende Einheit des Fotokopplers, die auf der Primärseite des Transformators vorgesehen ist, das von der Licht emittierenden Einheit emittierte Licht empfängt, wird die Zufuhr des Stroms an die Primärseite des Transformators gestoppt.
In dem Fall, in dem der Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators erzeugt wird, kann folglich die Zufuhr des Stroms gestoppt werden, um zu verhindern, dass eine Halbleitervorrichtung oder dergleichen, die die Leistungsschaltung bildet, beschädigt wird.
Gemäß der Schaltung, die in der japanischen Offenlegungspatentpublikation Nr. HJ7-227083 offenbart ist, ist jedoch die Licht empfangende Einheit auf der Primärseite des Transformators vorgesehen, und die Licht emittierende Einheit ist auf der Sekundärseite des Transformators vorgesehen, wie oben be schrieben wurde. Ein anderes Beispiel des Standes der Technik ist in JP04042774 offenbart.
Entsprechend ist ein Schaltungselement zum Schutz der Stromquelle sowohl auf der Primär- als auch auf der Sekundärseite des Transformators vorzusehen, und ein großer Raumbedarf ist vorhanden, so dass die Größe der Leistungsschaltung nicht reduziert werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsschaltung bereitzustellen, bei der der Raum, um eine Schaltung zum Schutz der Leistungsschaltung vorzusehen, reduziert werden kann, und bei der die gleiche Schaltung klein bauend sein kann, und bei der die Größe dadurch reduziert werden kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Leistungsschaltung umfassend einen Transformator bereit, worin
eine erste Spule, eine zweite Spule und eine dritte Spule auf einer Primärseite des Transformators vorgesehen sind, eine Pulsspannung an die erste Spule von einer Stromquelle zum Ausgeben eines Stromes basierend auf der Pulsspannung angelegt wird, jede der zweiten und dritten Spulen einen der Anschlüsse gemeinsam geerdet hat, und worin die Richtungen, in denen die Spulen zu den anderen Anschlüssen hin gewickelt sind, zu einander entgegengesetzt sind und die Zahl der Windungen in den dritten und vierten Spulen sich voneinander unterscheiden,
eine Vielzahl Spulen entsprechend der ersten, zweiten und dritten Spule auf der Primärseite auf einer Sekundärseite des Transformators vorgesehen sind,
die Primärseite des Transformators eine Stromumschalteinheit, die in Reihe mit der ersten Spule angeschlossen ist und dazu dient, einen Eingang eines Stromes an den Transformator zu steuern, eine erste Integrationsschaltung zum Integrieren eines Spannungsausgangs durch eine Diode, die mit dem anderen Anschluss der zweiten Spule in Vorwärtsrichtung verbunden ist, eine zweite Integrationsschaltung, um den Spannungsausgang durch eine Diode zu integrieren, die an dem anderen Anschluss der dritten Spule in einer Vorwärtsrichtung geschlossen ist, und Abweichungs-Detektormittel aufweist, um ein fehlerhafte Abweichung eines Zustandes einer Spannung zwischen der zweiten Spule und der dritten Spule auf der Basis des Ausgangs der ersten Integrationsschaltung, eines Ausgangs der zweiten Integrationsschaltung und eines vorgegebenen Sollwerts festzustellen,
eine Pulsspannung an die erste Spule angelegt wird, so dass ein Strom in den Transformator eingegeben wird, wenn die Stromumschalteinheit in einen leitfähigen Zustand gebracht wird,
die Stromumschalteinheit in einen nicht-leitenden Zustand gebracht wird, so dass die Eingabe von Strom an dem Transformator gestoppt wird, wenn die Abweichungs-Detektormittel die Abweichung des Zustandes der Spannung zwischen der zweiten Spule und der dritten Spule detektiert.
Gemäß der Leistungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung wird eine Spannung mit einer Fastdifferenz von 180° zwischen den Spannungen, die in die zweiten und dritten Spulen, die auf der Primärseite des Transformators vorgesehen sind, induziert werden, darauf erzeugt.
Die Anzahl der Windungen der zweiten und dritten Spulen sind unterschiedlich zueinander. Daher hat die Spannung, die in er der Spulen induziert werden soll, einen größeren Spitzenwert als die Spannung, die in der anderen Spule induziert werden soll.
In dem Fall, in dem die Leistungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung normal betrieben wird, wird ein Zustand, bei dem eine vorgegebene Spannungsdifferenz aufgebaut wird, zwischen den zweiten und dritten Spulen auf der Primärseite des Transformators verwirklicht.
Wenn ein Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators erzeugt wird, wird eine Veränderung in dem Zustand der Spannung zwischen den zweiten und dritten Spulen auf der Primärseite erzeugt, die magnetisch mit der Sekundärseite des Transformators gekoppelt sind und auf diese Weise betrieben werden. Folglich verursacht der Zustand der Spannung zwischen den zweiten und dritten Spulen eine Abweichung.
Die Abweichung des Zustandes der Spannung zwischen den zweiten und dritten Spulen wird durch ein Abweichungs-Detektormittel detektiert. Das Abweichungs-Detektormittel detektiert die Abweichung des Zustandes der Spannung zwischen den zweiten und dritten Spulen auf der Grundlage eines integrierten Wertes, der durch die erste Integrationsschaltung erhalten wird, und eines integrierten Wertes, der von der zweiten Integrationsschaltung erhalten wird.
Wenn die Abweichungs-Detektormittel eine Abweichung detektieren, wird die Leistungs-Umschalteinheit in einen nicht leitfähigen Zustand gebracht, so dass kein Strom an die erste Spule des Transformators fließen kann, mit der die Strom-Umschalteinheit verbunden ist. Folglich wird die Zufuhr des Stroms an den Transformator gestoppt. Auf diese Weise wird die Zufuhr des Stromes an die Se kundärseite des Transformators ebenfalls gestoppt.
Gemäß der Leistungsschaltung der vorliegenden Erfindung sind Mittel zum Schutz der Leistungsschaltung, d. h. Mittel zum Detektieren eines Kurzschlusses auf der Sekundärseite des Transformators, um die Zufuhr des Stromes an die Sekundärseite zu stoppen, auf der Primärseite des Transformators vorgesehen, und sie sind nicht auf der Sekundärseite des Transformators vorgesehen.
Folglich kann die Größe der Leistungsschaltung reduziert werden, und ein Platzbedarf zum Unterbringen der Leistungsschaltung kann reduziert werden. Darüber hinaus kann ein elektrisches Gerät leicht mit der Leistungsschaltung verbunden werden, und die Leistungsschaltung kann leicht gehandhabt werden.
In der Leistungsschaltung ist ferner eine erste Umschalteinheit zum Steuern des Betriebs der Stromumschalteinheit auf der Primärseite des Transformators vorgesehen, wobei
die Leistungsumschalteinheit einen Eingangsanschluss zum Eingeben eines Stromes und einen Ausgangsanschluss zum Ausgeben des Stromes, die in Reihe mit der ersten Spule angeschlossen sind, und einen Steueranschluss hat zum Steuern eines Leitungszustandes und eines Nicht-Leitungszustandes, der mit dem Eingang der Steuerspannung für den anderen Anschluss der zweiten Spule verbunden und mit Erde durch die erste Umschalteinheit verbunden ist, und
die erste Umschalteinheit in den leitfähigen Zustand gebracht wird, wenn die Abweichungs-Detektormittel die Abweichung detektieren, der Steueranschluss der Leistungsumschalteinheit geerdet wird durch die erste Umschalteinheit, die in den leitfähigen Zustand gesetzt ist, und die Leistungsumschalteinheit auf diese Weise in den nicht-leitenden Zustand gebracht wird.
Gemäß der Leistungsschaltung der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Abweichungs-Detektormittel eine Abweichung detektieren, die erste Umschalteinheit in den leitfähigen Zustand gebracht, so dass die Leistungsumschalteinheit in den nicht leitfähigen Zustand gebracht werden kann.
Folglich kann der Betrieb der Leistungsumschalteinheit durch den EIN/AUS-Betrieb der ersten Umschalteinheit gesteuert werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Größe einer Schaltung zum Steuern der Leistungsumschalteinheit auf der Grundlage der Erfassung der Abweichung durch die Abweichungs-Detektormittel reduziert werden.
In der Leistungsschaltung, die in der ersten Umschalteinheit vorgesehen ist, ist ferner eine Zehnerdiode als Abweichungs-Detektormittel vorgesehen, wobei die Zehnerdiode mit Rückwärtsrichtung leitet, wenn eine Abweichung bei dem Zustand der Spannung zwischen der zweiten Spule und der dritten Spule erzeugt wird, und wobei die Zehnerdiode, die in der Rückwärtsrichtung leitfähig ist, eine Spannung ausgibt, und dadurch die erste Umschalteinheit in den leitfähigen Zustand bringt.
Gemäß der Leistungsschaltung der vorliegenden Erfindung ist das Abweichungs-Detektormittel durch eine Zehnerdiode verwirklicht. Daher kann die Abweichung durch eine einfache Schaltung detektiert werden. Folglich kann die Größe der Leistungsschaltung reduziert werden, und die Herstellungskosten können ebenfalls herabgesetzt werden.
In der Leistungsschaltung, die mit der Zehnerdiode als Abweichungs-Detektormittel versehen ist, ist darüber hinaus die Primärseite des Transformators mit einer zweiten Umschalteinheit versehen, um dem Leitungszustand der ersten Umschalteinheit zu steuern, die zweite Umschalteinheit ist angeschlossen, um in den Leitungszustand gebracht zu werden, wenn die Zehnerdiode die Abweichung des Zustandes der Spannung zwischen der zweiten Spule und der dritten Spule detektiert, wodurch eine Spannung ausgegeben wird, und die erste Umschalteinheit wird in den Leitungszustand durch die zweite Umschalteinheit gebracht, die in dem Leitungszustand ersetzt ist.
Gemäß der Leistungsschaltung der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Abweichungs-Detektormittel eine Abweichung detektieren, die zweite Umschalteinheit in den leitfähigen Zustand gebracht, so dass die erste Umschalteinheit in den leitfähigen Zustand gebracht werden kann und dass die Leistungs-Umschalteinheit in den nicht-leitfähigen Zustand gebracht werden kann.
Folglich ist es möglich, den Betrieb der ersten Umschalteinheit durch den EIN/AUS-Betrieb der zweiten Umschalteinheit auf der Grundlage des Ausgangs der Spannung von der Zehnerdiode zu steuern. Auf diese Weise ist es möglich, eine Schaltung zur Steuerung der ersten Umschalteinheit auf der Grundlage des Betriebs der Zehnerdiode einfach aufzubauen.
Darüber hinaus ist es möglich, die erste Umschalteinheit durch einen Transistor zu verwirklichen. Folglich kann eine Schaltung zum Anschließen der ersten Umschalteinheit, um den Ausgang der Leistungs- Umschalteinheit zu steuern, vereinfacht werden, und die Herstellungskosten der Leistungsschaltung können ebenfalls reduziert werden.
Ferner ist es möglich, die zweite Umschalteinheit durch einen Transistor zu verwirklichen. Folglich kann eine Schaltung zum Anschließen der zweiten Umschalteinheit, um den Leitungszustand der ersten Umschalteinheit zu steuern, vereinfacht werden, und die Herstellungskosten der Leistungsschaltung können reduziert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Leistungsschaltung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ist ein Diagramm, das die Wellenform einer Spannung auf der Primärseite des Transformators der Leistungsschaltung zeigt, wobei 2A die Wellenform der Spannung einer zweiten Spule auf der Primärseite des Transformators und 2B die Wellenform der Spannung einer dritten Spule auf der Primärseite des Transformators zeigt,
3 ist ein Diagramm, das die Wellenform einer Spannung zeigt, die durch eine Integrationsschaltung in einem Normalbetrieb integriert worden ist, wobei 3A eine Spannung zeigt, die durch eine erste Integrationsschaltung integriert wurde, und 3B eine Spannung zeigt, die durch eine zweite Integrationsschaltung integriert wurde,
4 ist ein Diagramm, das eine Spannung auf der Primärseite des Transformators in dem Fall zeigt, in dem eine Abweichung auf der Sekundärseite des Transformators verursacht wird, wobei 4a die Wellenform der Spannung der zweiten Spule auf der Primärseite des Transformators zeigt, und 4B die Wellenform der Spannung der dritten Spule auf der Primärseite des Transformators zeigt, und
5 ist ein Diagramm, das die Wellenform der Spannung zeigt, die durch die Integrationsschaltung in dem Fall integriert wurde, indem eine Abweichung verursacht worden ist, wobei 5A eine Spannung zeigt, die durch die erste Integrationsschaltung integriert wurde, und 5B eine Spannung zeigt, die durch die zweite Integrationsschaltung integriert wurde.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Leistungsschaltung 35 entsprechend der vorlie genden Erfindung zeigt. Die Leistungsschaltung 35 umfasst einen Transformator 25, einen Leistungs-FET-(Leistungs-Feldeffekt-Transistor) 1, eine Rückkopplungsschaltung 10, einen ersten Transistor 15, einen zweiten Transistor 14, eine erste Integrationsschaltung 31, eine zweite Integrationsschaltung 32 und eine Zehnerdiode 13.
Der Transformator 25 ist mit einer ersten Spule L1, einer zweiten Spule L2 und einer dritten Spule L3 auf einer Primärseite versehen. Darüber hinaus ist der Transformator 25 mit einer vierten Spule L4 und einer fünften Spule L5 auf einer Sekundärseite versehen.
In dem Transformator 25 wird, wenn eine Spannung an die erste Spule L1 angelegt wird, eine Spannung entsprechend der Beziehung zwischen der Anzahl der Windungen der ersten Spule L1, der vierten Spule L4 und der fünften Spule L5 in die vierte Spule L4 und die fünfte Spule L5 induziert. Darüber hinaus wird eine Spannung entsprechend der Beziehung zwischen der Anzahl der Windungen der Spule L2, der Spule L3 und der Spule L5 in die zweite Spule L2 und die dritte Spule L3 in dem Transformator 25 induziert.
In dem Transformator 25 wird eine Spannung entsprechend der Beziehung zwischen der Anzahl der Windungen der vierten Spule L4 und der ersten Spule L1 in die vierte Spule L4 als Spannung induziert, die an die erste Spule L1 anzulegen ist, wenn der Leistungs-FET 1, der unten beschrieben wird, in einen Betriebszustand gesetzt wird, und wenn eine Leistung der Primärseite und der Sekundärseite übertragen werden kann.
Jedoch wird in dem Transformator 25 eine Spannung entsprechend der Beziehung zwischen der Anzahl der Windungen der zweiten Spule L2, der dritten Spule L3 und der fünften Spule L5 in der zweiten Spule L2 und der dritten Spule L3 als Spannung induziert, die in die fünfte Spule L5 zu induzieren ist, wenn eine Leistung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite übertragen werden kann.
Die erste Spule L1 ist mit einer Stromquelle verbunden, die nicht gezeigt ist. Durch die Stromquelle wird eine Pulsspannung an die erste Spule L1 angelegt. Die zweite Spule L2 und die dritte Spule L3 benutzen einen gemeinsamen Anschluss 5, und der Anschluss 5 ist geerdet. Die zweite Spule L2 und die dritte Spule L3 sind in einer solchen Weise ausgebildet, dass die Spulenwicklungsrichtungen entgegengesetzt zueinander sind.
Insbesondere sind die zweite Spule L2 und die dritte Spule L3 in einer solchen Weise ausgebildet, dass eine Richtung, in der die Spule von dem Anschluss 5 der zweiten Spule L2 zu einem Anschluss 4 zu wickeln ist, entgegengesetzt zu einer Richtung, in der die Spule von dem Anschluss 5 der dritten Spule L3 zu einem Anschluss 6 zu wickeln ist. Folglich wird eine Phasendifferenz von 180° zwischen einer Pulsspannung, die in die zweite Spule L2 induziert wird, und einer Pulsspannung hergestellt, die in die dritte Spule L3 induziert wird.
Darüber hinaus ist die Anzahl der Windungen N2 der zweiten Spule L2 so eingestellt, dass sie größer ist als die der Windungen N3 der dritten Spule L3. In einem Zustand, in dem der Transformator 25 normal betrieben wird, ist folglich der Spitzenwert der Pulsspannung, die in die zweite Spule L2 induziert wird, größer als der der Pulsspannung, die in der dritten Spule L3 induziert wird.
Die vierte Spule L4 auf der Sekundärseite des Transformators 25 ist für eine hohe Spannung vorgesehen. Ein Ausgangsanschluss 26 der vierten Spule L4 wird für eine hohe Spannung verwendet. Die fünfte Spule L5 auf der Sekundärseite des Transformators 25 ist für eine niedrige Spannung vorgesehen. Ein Ausgangsanschluss 27 der fünften Spule L5 wird für eine niedrige Spannung verwendet.
Elektrische Geräte (nicht gezeigt) sind mit den Ausgangsanschlüssen 26 und 27 auf der Sekundärseite des Transformators 25 verbunden, und sie können durch einen Leistungsausgang von der Sekundärseite des Transformators 25 betrieben werden.
Der Leistungs-FET 1 ist zwischen der ersten Spule L1 und der zweiten Spule L2 auf der Primärseite des Transformators 25 angeschlossen. Der Leistungs-FET 1 ist äquivalent zu einer Leistungs-Umschalteinheit, um die Leistungszufuhr zu dem Transformator 25 zu steuern.
Eine Beliebige verschiedener Halbleiter-Umschalteinheiten, die eine große Leistung eingeben/ausgeben kann, wird für den Leistungs-FET 1 verwendet. Der Leistungs-FET 1 kann eine hohe Spannung von etwa mehreren hundert V an jeden der Anschlüsse 1D, 1S und 1g zuführen, die unten beschrieben werden.
Der Leistungs-FET 1 umfasst einen Drain-Anschluss 1D, einen Gate-Anschluss 1g und einen Source- Anschluss 1S. Der Drain-Anschluss 1D ist mit einem Ausgangsanschluss 3 der ersten Spule L1 verbunden. Der Drain-Anschluss 1D ist äquivalent zu dem Eingangsanschluss, um einen Strom von der ersten Spule L1 in einem Zustand einzugeben, in dem der Leistungs-FET 1 betrieben wird.
Der Source-Anschluss 1S ist durch einen Widerstand 19 geerdet. Durch den Widerstand 19 wird eine konstante Spannung an den Source-Anschluss 1S in einem Zustand gegeben, in dem der Leistungs-FET 1 betrieben wird.
Auf diese Weise kann der Betrieb stabilisiert werden. Der Source-Anschluss 1S ist äquivalent zu dem Ausgangsanschluss, um einen Strom in einem Zustand abzugeben, in dem der Leistungs-FET 1 betrieben wird.
Der Gate-Anschluss 1g ist äquivalent zu einem Steueranschluss, an den eine Steuerspannung zum Steuern des Betriebes des Leistungs-FET's 1 eingegeben wird. Der Gate-Anschluss 1g des Leistungs-FET's 1 ist durch den ersten Transistor 15 mit Erde verbunden, der unten beschrieben wird.
Darüber hinaus ist der Gate-Anschluss 1g des Leistungs-FET's 1 mit dem Anschluss 4 der zweiten Spule L2 durch einen Transistor 7 und einen Kondensator 8 verbunden, die in Reihe geschaltet sind. In dem der Widerstand 7 und der Kondensator 8 vorgesehen sind, ist es möglich, zu verhindern, dass ein anfänglicher Strom durch die Spule L2 zur Erde fließt. Auf diese Weise kann ein Spannungspuls, der in der Spule L2 erzeugt wird, in den Gate-Anschluss 1g des Leistungs-FET's 1 zuverlässiger eingegeben werden.
Wenn eine vorgegebene Steuerspannung in den Gate-Anschluss 1g eingegeben wird, wird der Leistungs-FET 1 in einen leitfähigen Zustand gebracht. Der Drain-Anschluss 1D und der Source-Anschluss 1S in dem Leistungs-FET 1 werden in den leitfähigen Zustand gebracht. Wenn eine Spannung an die Spule L1 angelegt wird, kann folglich ein Stromausgang von dem Source-Anschluss 1S durch den Drain-Anschluss 1D durch die Spule L1 geliefert werden.
Wenn ein Strom in den Leistungs-FET 1 eingespeist wird, und wenn der Leistungs-FET 1 betrieben wird, kann der Transformator 25 eine Leistung zwischen den Spulen L1 und L2 auf der Primärseite und den Spulen L4 und L5 auf der Sekundärseite übertragen.
Andererseits wird der Leistungs-FET 1 nicht in den leitfähigen Zustand versetzt, wenn eine Steuerspannung nicht in den Gate-Anschluss 1g eingegeben wird, und der Drain-Anschluss 1D und der Source-Anschluss 1S in dem Leistungs-FET 1 werden nicht in den leitfähigen Zustand versetzt. Selbst wenn eine Spannung an die Spule L1 angelegt wird, ergibt sich folglich kein Strom auf der Spule L1 und in dem Leistungs-FET 1.
In einem Zustand, in dem der Leistungs-FET 1 in einen nicht leitfähigen Zustand gebracht worden ist und nicht betrieben wird, kann folglich der Transformator 25 keine Leistung zwischen den Spulen L1, L2 und L3 auf der Primärseite und den Spulen L4 und L5 auf der Sekundärseite übertragen.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Leistungsschaltung 35 mit einer Rückkopplungsschaltung 10 versehen. Die Rückkopplungsschaltung 10 dient dazu, eine verminderte Spannung oder eine Überspannung zu detektieren, die aufgrund einer Überlastung oder einer zu geringen Last auf der Sekundärseite des Transformators erzeugt wird, wodurch dieselbe Spannung auf die Primärseite des Transformators 25 zurückgeführt wird.
Als Rückkopplungsschaltung 10 dann eine bekannte Rückkopplungsschaltung in einer Leistungsschaltung verwendet werden, die einen Transformator umfasst, der dazu dient, eine Spannung auf der Sekundärseite des Transformators zu erfassen und die Spannung an die Primärseite zurück zu koppeln.
Wie in 1 gezeigt ist, hat die Rückkopplungsschaltung 10 einen Ausgangsanschluss, der mit dem Source-Anschluss 1S des Leistungs-FET's 1 verbunden ist. Darüber hinaus hat die Rückkopplungsschaltung 10 zwei Eingangsanschlüsse.
Einer der Eingangsanschlüsse der Rückkopplungsschaltung 10 ist mit einem Monitoranschluss 29 verbunden, um eine Spannung auf der Sekundärseite des Transformators zu erfassen. Darüber hinaus ist der andere Eingangsanschluss der Rückkopplungsschaltung 10 mit der Kathodenseite einer Diode 9 und einem der Anschlüsse von jeweils einem Kondensator 11 und einem Widerstand 12 verbunden.
Der erste Transistor 15 steuert den Betrieb des Leistungs-FET's 1. Insbesondere bringt der erste Transistor 15 den Leistungs-FET 1 in einen leitfähigen oder nicht leitfähigen Zustand in Abhängigkeit von seinem Leitungszustand.
Der erste Transistor 15 umfasst einen Basisanschluss 15b, einen Emitteranschluss 15e und einen Steueranschluss 15c. Der Basisanschluss 15b ist durch einen Widerstand 18 mit dem Kollektoranschluss 14c des zweiten Transistors 14 verbunden, der unten beschrieben wird.
Darüber hinaus ist der Basisanschluss 15c durch einen Widerstand 16 mit Erde verbunden und ist durch einen Elektrolytkondensator 17 mit Erde verbunden. Durch den Widerstand 16 und den Elektrolytkondensator 17 kann das Ausgangsspannungsniveau des zweiten Transistors 14 und die Eingabe an den Basisanschluss 15b stabilisiert werden.
Der Widerstand 18 ist ein Basiswiderstand für den Transistor 15. Durch die Zeitkonstante basierend auf der Kombination des Widerstandes 18 und des Elektrolytkondensators 17 wird die Zeitsteuerung, um den Transistor 15 in den leitfähigen Zustand zu bringen, eingestellt.
Der Emitteranschluss 15e des ersten Transistors 15 ist mit Erde verbunden. Darüber hinaus ist der Kollektoranschluss 15c des ersten Transistors 15 mit dem Gate-Anschluss 1g des Leistungs-MOSFET's 1 verbunden.
Wenn der zweite Transistor 14, der unten beschrieben wird, in den leitfähigen Zustand gebracht wird, und wenn eine Spannung von dem zweiten Transistor 14 abgegeben wird, wird die Spannung als Betriebssignal für den ersten Transistor 15 an den Basisanschluss 15b eingegeben, so dass der erste Transistor 15 in den leitfähigen Zustand gebracht wird.
Wenn der erste Transistor 15 in den leitfähigen Zustand gebracht wird, werden der Kollektoranschluss 15c und der Emitteranschluss 15e des ersten Transistors 15 in den leitfähigen Zustand gebracht. Folglich wird der Kollektoranschluss 15c des ersten Transistors 15 zur Erde leitend gemacht. Somit wird der Steueranschluss 1g geerdet, und eine Steuerspannung wird nicht eingegeben, so dass der Leistungs-FET 1 in den nicht leitfähigen Zustand gebracht wird.
Wird, wenn eine Spannung nicht von dem zweiten Transistor 14 abgegeben wird, diese nicht in den Basisanschluss 15b eingegeben, so dass der erste Transistor 15 nicht in den leitfähigen Zustand ge bracht wird.
In diesem Fall werden der Kollektoranschluss 15c und der Emitteranschluss 15e in dem ersten Transistor 15 nicht in den leitfähigen Zustand gebracht, und der Kollektoranschluss 15c des ersten Transistors 15 wird nicht geerdet. Folglich kann eine Steuerspannung in den Steueranschluss 1g des Leistungs-FET's 1 eingegeben werden, und der Leistungs-FET 1 kann in den leitfähigen Zustand gebracht werden.
Der erste Transistor 15 ist äquivalent zu der ersten Umschalteinheit, um den Betrieb des Leistungs-FET's 1 zu steuern.
Der zweite Transistor 14 steuert den Betrieb des ersten Transistors 15. Insbesondere bringt der zweite Transistor 14 den ersten Transistor 15 in den leitfähigen oder nicht leitfähigen Zustand je nach seinem Leitungszustand.
Der zweite Transistor 14 umfasst einen Basisanschluss 14b, einen Emitter 14e und einen Steueranschluss 14c. Der Basisanschluss 14b des zweiten Transistors 14 ist mit dem Anschluss 6 der dritten Spule L3 durch einen Widerstand 20 und eine Diode 21 verbunden, die in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand 20 ist ein Basiswiderstand für den zweiten Transistor 14. Durch den Widerstand 20 wird ein Strom, um den zweiten Transistor 14 in den leitfähigen Zustand zu bringen, eingestellt.
Der Kollektoranschluss 14c des zweiten Transistors 14 ist mit dem Basisanschluss 15b des Transistors 15 durch den Widerstand 18 verbunden. Der Emitteranschluss 14e des zweiten Transistors 14 ist mit dem Anschluss 4 der zweiten Spule L2 durch die Zehnerdiode 13 und die Diode 9 verbunden.
In den zweiten Transistor 14 wird eine Spannung, die ein konstantes Niveau hat, das durch die Diode 21 und die zweite Integrationsschaltung 32, die unten beschrieben wird, geglättet wird, in den Basisanschluss 14b eingegeben. Wenn eine Spannung mit einem konstanten Spannungswert oder größer von der Zehnerdiode 13, die unten beschrieben wird, in den Emitteranschluss 14c eingegeben wird, wird darüber hinaus der zweite Transistor 14 in Abhängigkeit von einer Potentialdifferenz zwischen dem Basisanschluss 14b und dem Emitteranschluss 14e in den leitfähigen Zustand gebracht.
Wenn der zweite Transistor 14 in den leitfähigen Zustand gebracht wird, wird die von dem Emitteranschluss 14e eingegebene Spannung von dem Kollektoranschluss 14c ausgegeben und in den Basisanschluss 15b des ersten Transistors 15 eingegeben.
Der zweite Transistor 14 ist äquivalent zu der zweiten Umschalteinheit, um den Betrieb des ersten Transistors 15 zu steuern.
Die Leistungsschaltung 35 ist mit der ersten Integrationsschaltung 31 versehen. Die erste Integrationsschaltung 31 integriert die Pulsspannung, die in der zweiten Spule L2 induziert wird, um eine geglättete Spannung zu erhalten. Die erste Integrationsschaltung 31 ist aus einem Kondensator 11 und einem Widerstand 12 aufgebaut, die parallel geschaltet sind.
Sowohl der Kondensator 11 als auch der Widerstand 12, die die erste Integrationsschaltung 31 bilden, sind mit einem der Anschlüsse mit dem Anschluss 4 der zweiten Spule L2 durch die Diode 9 verbunden, und sie sind mit ihrem anderen Anschluss geerdet.
Wie in 1 gezeigt ist, ist darüber hinaus der Anschluss 4 der zweiten Spule L2 mit der Anodenseite der Diode 9 verbunden, und einer der Anschlüsse von dem Kondensator 11 und dem Widerstand 12 ist mit der Kathodenseite der Diode 9 verbunden.
Ein Teil der Spannung, die in den Anschluss 4 der zweiten Spule L2 induziert wird, die eine Eingabe mit positivem Potential an die erste Integrationsschaltung 31 durch die Diode 9 überführt, wird durch die erste Integrationsschaltung 31 integriert und in eine geglättete Spannung umgewandelt. Die Spannung, die durch die erste Integrationsschaltung 31 geglättet ist, wird in einer entgegen gesetzten Richtung an die Zehnerdiode 13, die unten beschrieben wird, d. h. an die Kathodenseite, angelegt.
Darüber hinaus ist die Leistungsschaltung 35 mit einer zweiten Integrationsschaltung 32 versehen. Die zweite Integrationsschaltung 32 integriert eine Pulsspannung, die in der dritten Spule L3 induziert wird, um eine geglättete Spannung zu erhalten. Die zweite Integrationsschaltung 32 ist aus einem Kondensator 22 und einem Widerstand 23 aufgebaut, die parallel geschaltet sind.
Sowohl der Kondensator 22 als auch der Widerstand 23, die die zweite Integrationsschaltung 32 bilden, sind mit einem Anschluss mit dem Anschluss 6 der dritten Spule L3 durch die Diode 21 verbunden und mit dem anderen Anschluss geerdet.
Wie in 1 gezeigt ist, ist darüber hinaus insbesondere der Anschluss 6 der dritten Spule L3 mit der Anodenseite der Diode 21 verbunden, und einer der Anschlüsse von dem Kondensator 22 und dem Widerstand 23 ist mit der Kathodenseite der Diode 21 verbunden.
Ein Teil der Spannung, die an dem Anschluss 6 der dritten Spule L3 induziert wird, und die eine Eingabe mit positivem Potential an die zweite Integrationsschaltung 32 durch die Diode 21 überträgt, wird durch die zweite Integrationsschaltung 32 integriert und in eine geglättete Spannung umgewandelt. Die Spannung, die durch die zweite Integrationsschaltung 32 geglättet ist, wird in einer Vorwärtsrichtung in Bezug auf die Zehnerdiode 13, die unten beschrieben wird, d. h. in die Anodenseite, durch den zweiten Transistor 14 angelegt.
Die Zehnerdiode 13 detektiert die Abweichung des Zustandes einer Spannung zwischen dem Anschluss 4 der zweiten Spule L2 und dem Anschluss 6 der dritten Spule L3. Die Zehnerdiode 13 ist äquivalent zu dem Abweichungs-Detektormittel, um die Abweichung des Zustandes der Spannung zwischen der zweiten Spule L2 und der dritten Spule L3 zu detektieren.
Die Zehnerdiode 13 ist mit einer Kathodenseite mit der Kathodenseite der Diode 9 und einem der Anschlüsse der ersten Integrationsschaltung 31 und mit einer Anodenseite mit dem Emitteranschluss 14e des zweiten Transistors 14 verbunden.
Mehr speziell ist die Zehnerdiode 13 in Rückwärtsrichtung mit dem Anschluss 4 der zweiten Spule L2 und in Vorwärtsrichtung mit dem Anschluss 6 der dritten Spule L3 verbunden.
In der Leistungsschaltung 35 werden eine Durchbruchsspannung Vtz in der Rückwärtsrichtung der Zehnerdiode 13, ein Spannungsausgang von der ersten Integrationsschaltung 31 und ein Spannungsausgang von der zweiten Integrationsschaltung 32 so geregelt, dass sie die folgende Beziehung erfüllen.
Mehr speziell wird eine Spannung, die in der Rückwärtsrichtung an die Zehnerdiode 13 anzulegen ist, so geregelt, dass sie niedriger als die Durchbruchsspannung Vtz in der Rückwärtsrichtung ist, wenn die Leistungsschaltung 35 normal betrieben wird, und dass sie höher als die Durchbruchsspannung Vtz in der Rückwärtsrichtung ist, wenn eine Abweichung auf der Sekundärseite der Leistungsschaltung 35 verursacht wird.
Im Folgenden wird eine detailliertere Beschreibung gegeben. Basierend auf einer Differenz zwischen einem Ausgang V_N1 der ersten Integrationsschaltung 31 und einem Ausgang V_N2 der zweiten Integrationsschaltung 32, die erzeugt wird, wenn ein Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators verursacht wird, die Leistungsschaltung 35 jedoch normal betrieben wird, wird die Durchbruchsspannung Vtz in der Gegenrichtung zu der Zehnerdiode 13 so geregelt, dass sie höher als die Spannung ist, die in Rückwärtsrichtung an die Zehnerdiode 13 anzulegen ist.
Auf der Grundlage der Differenz zwischen einem Ausgang V_ab1 der ersten Integrationsschaltung 31 und dem Ausgang V_AB2 der zweiten Integrationsschaltung 32, die erzeugt wird, wenn der Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators 25 verursacht wird und die Leistungsschaltung 35 nicht normal arbeitet, wird die Durchbruchsspannung Vtz in der Rückwärtsrichtung der Zehnerdiode 13 so geregelt, dass sie niedriger als die Spannung ist, die in der Rückwärtsrichtung an die Zehnerdiode 13 anzulegen ist.
Wenn der Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators 25 verursacht wird, und wenn der Spannungszustand zwischen der zweiten Spule L2 und der dritten Spule L3 auf der Primärseite des Transformators 25 geändert wird, wird folglich eine Leitung in der Rückwärtsrichtung der Diode 13 erzeugt.
Auf diese Weise ist es möglich, zu detektieren, dass der Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators 25 verursacht wird, und dass eine Abweichung in der Leistungsschaltung 35 erzeugt wird. Wenn die Zehnerdiode 13 in der Rückwärtsrichtung leitet, wird eine Spannung von der Zehnerdiode 13 an den zweiten Transistor 14 ausgegeben, so dass der zweite Transistor 14 in einen leitfähigen Zustand gebracht wird.
Spezielle Beispiele der Spannungen Vtz, V_N1, V_N2, V_AB1 und V_AB2 werden nun angegeben. Es ist möglich, bspw. folgende Einstellungen zu wählen: Vtz = 8,2V, V_N1 = 15V, V_N2 = 10V, V_AB1 = 16V und V_AB2 = 5V.
Als nächstes wird ein Beispiel des Betriebs der Leistungsschaltung 35 beschrieben. Als erstes wird die Beschreibung für den Fall gegeben, in dem die Leistungsschaltung 35 normal arbeitet. Wenn eine Pulsspannung an die erste Spule L1 des Transformators 25 angelegt wird, werden Spannungen entsprechend der Beziehung der Windungszahlen der Spulen L1, L4 und L5 in den Spulen L4 bzw. L5 induziert. Darüber hinaus werden Spannungen entsprechend dem Verhältnis der Windungszahlen der Spulen L2, L3 und L5 in den Spulen L2 bzw. L3 induziert.
Die Spannung der Spule L2 wird von dem Ausgangsanschluss 4 an den Gate-Anschluss 1g des Leistungs-FET 1 durch den Widerstand 7 und den Kondensator 8 eingegeben. Folglich wird der Leistungs-FET 1 in den leitfähigen Zustand gebracht, so dass bewirkt werden kann, dass ein Strom an jede der Spulen des Transformators 25 fließen kann, und Leistung kann an den Transformator 25 zugeführt werden.
2 zeigt die Wellenformen der Pulsspannungen der Spulen L2 und L3, die erhalten werden, wenn Leistung normal an den Transformator 25 zugeführt wird. In 2 zeigt die Abszissenachse die Zeit und die Ordinate einen Spannungswert. Darüber hinaus ist ein elektrisches Potential auf der Abszissenachse gleich Null, und das elektrische Potential ist auf der Oberseite der Abszissenachse positiv und auf der Unterseite der Abszissenachse negativ.
Die in 2A gezeigte Wellenform stellt eine Änderung in dem elektrischen Potential an dem Anschluss 4 der Spule 2 dar, welches eine Pulsspannung ist, die in der Spule L2 induziert wird. Darüber hinaus stellt die in 2B gezeigte Wellenform eine Änderung in dem elektrischen Potential an dem Anschluss 6 der Spule L3 dar, welches eine Pulsspannung ist, die in der Spule L3 induziert wird.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Spitzenwert der in der Spule L2 induzierten Spannung größer als der der in der Spule L3 induzierten Spannung. Wie in 2 gezeigt ist, haben die Pulsspannung, die in der Spule L2 induziert wird, und die Pulsspannung, die in der Spule L3 induziert wird, eine Phasendifferenz von 180°.
Wie in 2 gezeigt ist, ist ferner die Pulsbreite der Spannung, die in der Spule L2 induziert wird (Last zyklus der Pulsspannung) kleiner als die Pulsbreite der Spannung, die in der Spule L3 induziert wird (Lastzyklus der Pulsspannung).
Ein Teil der Pulsspannung, die in der zweiten Spule L2 induziert wird, die ein positives Potential hat, wird in die erste Integrationsschaltung 31 durch die Diode 9 eingegeben und von der ersten Integrationsschaltung 31 integriert. Darüber hinaus wird ein Teil der Pulsspannung, die in der dritten Spule L3 induziert wird, und die ein positives Potential hat, in die zweite Integrationsschaltung 32 durch die Diode 21 eingegeben und dort integriert.
3 zeigt die Spannungen, die durch die Integration der ersten Integrationsschaltung 31 und der zweiten Integrationsschaltung 32 erhalten werden. In 3 zeigt die Abszissenachse die Zeit und die Ordinate einen Spannungswert. In 3 ist darüber hinaus ein elektrisches Potential 0 auf der Abszissenachse, und das elektrische Potential ist positiv auf der oberen Seite der Abszissenachse. 3A zeigt die Wellenform einer Spannung, die nach der Integration der ersten Integrationsschaltung 31 erhalten wird, und 3B zeigt eine Spannungswellenform, die nach der Integration der zweiten Integrationsschaltung 32 erhalten wird.
Wie in 3A gezeigt ist, wird die Spannung, die nach der Integration der ersten Integrationsschaltung 31 erhalten wird, in eine geglättete Spannung bei einem konstanten Niveau, das das Spannungsniveau V_N1 hat, umgesetzt. Wie in 3B gezeigt ist, wird die Spannung, die nach der Integration der zweiten Integrationsschaltung 32 erhalten wird, in eine geglättete Spannung bei einem konstanten Niveau, das einen Spannungswert V_N2 hat, umgesetzt.
Eine Spannung auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Ausgang V_N1 der ersten Integrationsschaltung und dem Ausgang V_N2 der zweiten Integrationsschaltung wird in der Rückwärtsrichtung an die Zehnerdiode 13 angelegt und ist gleich oder geringer als die Durchbruchsspannung Vtz in der Rückwärtsrichtung zu der Zehnerdiode 13, und die Zehnerdiode 13 kann nicht in der Rückwärtsrichtung leiten.
Da die Zehnerdiode 13 nicht in der Rückwärtsrichtung leitet, wird der zweite Transistor 14 nicht in den leitfähigen Zustand gebracht. Folglich wird der erste Transistor 15 nicht in den leitfähigen Zustand gebracht, so dass der Leitungszustand des Leistungs-FET 1 beibehalten wird und die Zufuhr von Leistung an dem Transformator 25 aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wird die Leistungsschaltung 35 kontinuierlich normal betrieben.
Als nächstes wird die Beschreibung für den Fall gegeben, in dem eine Abweichung auf der Leistungsschaltung 35 verursacht wird, d. h. bei dem ein Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators 25 erzeugt wird. Wenn der Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators 25 in dem Zustand erzeugt wird, in dem die Leistungsschaltung 35 in der oben beschriebenen Weise normal arbeitet, werden die Spannungszustände der zweiten Spule L2 und der dritten Spule L3 auf der Primärseite des Transformators verändert.
4 zeigt die Wellenformen der Pulsspannungen, die an den Spulen L2 und L3 erzeugt werden, wenn ein Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators 25 verursacht wird. In 3 zeigt die Abszissenachse eine Zeit und die Ordinatenachse ein Spannungsniveau. Darüber hinaus ist das elektrische Potential gleich Null auf der Abszissenachse, und das elektrische Potential ist positiv auf der Oberseite der Abszissenachse und ist negativ auf der Unterseite der Abszissenachse.
Die in 4A gezeigte Wellenform stellt eine Änderung in dem elektrischen Potential an dem Anschluss 4 der Spule L2 dar, welches eine Pulsspannung ist, die an der Spule L2 induziert wird. Darüber hinaus stellt die in 4B gezeigte Wellenform eine Änderung in dem elektrischen Potential an dem Anschluss 6 der Spule L3 dar, welches eine Pulsspannung ist, die an der Spule L3 induziert wird.
Wie in 4 gezeigt ist, haben die an der Spule L2 induzierte Pulsspannung und die an der Spule L3 induzierte Pulsspannung eine Phasendifferenz von 180°. Wie in 4 ferner gezeigt ist, ist die Pulsbreite der Spannung, die an der Spule L2 induziert wird (Lastzyklus der Pulsspannung) größer als die Pulsbreite der Spannung, die an der Spule L3 induziert wird (Lastzyklus der Pulsspannung).
Die an der zweiten Spule L2 induzierte Pulsspannung wird durch die erste Integrationsschaltung 31 integriert. Darüber hinaus wird die an der dritten Spule L3 induzierte Pulsspannung durch die zweite Integrationsschaltung 32 integriert. 5 zeigt die Spannungen, die durch die Integration der ersten Integrationsschaltung 31 und der zweiten Integrationsschaltung 32 erhalten werden.
In 1 zeigt die Abszissenachse eine Zeit und die Ordinatenachse einen Spannungswert. In 5 ist ferner ein elektrisches Potential auf der Abszissenachse gleich Null, und das elektrische Potential ist positiv auf der Oberseite der Abszissenachse. 5A zeigt eine Spannungswellenform, die nach der Integration der ersten Integrationsschaltung 31 erhalten wird, und 5C zeigt eine Spannungswellenform, die nach der Integration der zweiten Integrationsschaltung 32 erhalten wird.
Wie in 5A gezeigt ist, wird die Spannung, die nach der Integration der ersten Integrationsschaltung 31 erhalten wird, in eine geglättete Spannung bei einem konstanten Niveau mit einem Spannungswert V_AB1 umgesetzt. Wie in 5B gezeigt ist, wird die Spannung, die nach der Integration der zweiten Integrationsschaltung 32 erhalten wird, in eine geglättete Spannung bei einem konstanten Niveau mit einem Spannungswert V_AB2 umgesetzt.
Eine Spannung auf der Basis der Differenz zwischen dem Ausgang V_AB1 der ersten Integrationsschaltung 31 und dem Ausgang V_AB2 der zweiten Integrationsschaltung 32 wird in der Rückwärtsrichtung an die Diode 31 angelegt, und sie ist höher als die Durchbruchsspannung Vtz in der Rückwärtsrichtung der Zehnerdiode 13. Folglich kann die Zehnerdiode 13 in der Rückwärtsrichtung leiten.
Auf diese Weise wird die Spannung V_AB1, die von der ersten Integrationsschaltung 31 ausgegeben und in der Rückwärtsrichtung an die Diode 13 angelegt wird, an den Emitteranschluss 14e des Transistors 14 angelegt. Sodann wird der Transistor 14 auf der Basis der Differenz zwischen den Spannungen V_AB1 und V_AB2 in den leitfähigen Zustand gebracht.
Der Spannungsausgang von dem Kollektoranschluss 14c des Transistors 14 wird in dem Basisanschluss 15b des Transistors 15 eingegeben, so dass der Transistor 15 in den leitfähigen Zustand gebracht wird. Folglich werden der Kollektoranschluss 15c und der Emitteranschluss 15e in dem Transistor 15 in den leitfähigen Zustand gebracht, und der Kollektoranschluss 15c ist mit Erde verbunden.
Auf diese Weise wird der Gate-Anschluss 1g geerdet, und eine Steuerspannung wird nicht eingegeben, so dass der Leistungs-FET 1 in einen nicht leitfähigen Zustand gebracht wird. Daher kann kein Strom an die Spule L1 des Transformators 25 und den Leistungs-FET 1 gegeben werden, und eine Leistung kann an den Transformator 25 zugeführt werden. Als Ergebnis wird der Betrieb der Leistungsschaltung 35 gestoppt.
Folglich ist es möglich, zu verhindern, dass die Leistungsschaltung 35 in einem Zustand kontinuierlich betrieben wird, in dem ein Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators erzeugt wird, und es kann verhindert werden, dass die Leistungsschaltung 35 durchbrennt. Wenn der Kurzschluss auf der Sekundärseite des Transformators 25 verursacht wird, kann eine Schaltung, die auf der Primärseite des Transformators 25 vorgesehen ist, detektierten, dass eine Abweichung erzeugt wird, so dass der Betrieb der Leistungsschaltung 35 gestoppt wird.
Mehr speziell muss die Leistungsschaltung 35 auf der Sekundärseite keine Mittel aufweisen, um zu detektieren, dass eine Abweichung auf Sekundärseite ist. Daher wird bei einer solchen Leistungsschaltung 35 die Größe der Sekundärseite des Transformators 25 verkleinert. Es ist somit möglich, den Platzbedarf für das Unterbringen der Leistungsschaltung 35 zu reduzieren.
Mit der Leistungsschaltung 35 kann ferner die Größe der Sekundärseite des Transformators 25 herabgesetzt werden. Daher kann ein elektrisches Gerät leicht mit der Sekundärseite des Transformators 25 verbunden werden, und die Leistungsschaltung 35 kann leicht gehandhabt werden.
In der vorstehenden Beschreibung wurde ein Leistungs-FET als Leistungs-Umschalteinheit 1 verwendet. Um die Erfindung auszuführen, ist es auch möglich, als Leistungs-Umschalteinheit eine andere Einheit als den Leistungs-FET zu verwenden.
Mehr speziell ist es ausreichend, dass die Leistungs-Umschalteinheit 1 eine Umschalteinheit ist, die einen Steueranschluss, einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist, einen Strom an dem Eingangsanschluss aufnehmen kann und den gleichen Strom von dem Ausgangsanschluss abgeben kann, wenn eine Steuerspannung an den Steueranschluss eingegeben wird, um einen leitfähigen Zustand herbeizuführen, und eine große Leistung eingeben/ausgeben kann. Bspw. ist es auch möglich, einen anderen Leistungstransistor als Leistungs-Umschalteinheit als den Leistungs-FET zu verwenden.
Während ein NPN-Transistor als erste Schalteinheit 15 in der vorstehenden Beschreibung verwendet wurde, kann darüber hinaus ein PNP-Transistor ebenfalls als erste Umschalteinheit 15 verwendet werden.
Darüber hinaus ist es auch möglich, als erste Umschalteinheit 15 eine andere Halbleiter-Umschalteinheit als einen Transistor zu verwenden. Mehr speziell ist es ausreichend, dass die erste Umschalteinheit 15 eine Umschalteinheit ist, die einen Anschluss, um als Betriebssignal einen Spannungsausgang von einer zweiten Umschalteinheit 14 einzugeben, einen Anschluss, der mit dem Ausgangsanschluss der Leistungs-Umschalteinheit 1 zu verbinden ist, und einen Anschluss aufweist, der mit Erde zu verbinden ist, und die durch Eingabe der Spannung von der zweiten Umschalteinheit 14 in einen leitfähigen Zustand gebracht wird und dadurch den Ausgangsanschluss der Leistungs-Umschalteinheit 1 mit Erde leitend verbinden kann.
Während ein PNP-Transistor in der zweiten Umschalteinheit 14 in der vorstehenden Beschreibung verwendet wird, kann darüber hinaus auch ein NPN-Transistor als zweite Umschalteinheit 14 verwendet werden.
Ferner ist es auch möglich, als zweite Umschalteinheit 14 eine andere Halbleiter-Umschalteinheit als einen Transistor zu verwenden. Mehr speziell ist es ausreichend, dass die zweite Umschalteinheit 14 eine Umschalteinheit ist, die einen Anschluss, um einen Spannungsausgang von der Zehnerdiode 13 einzugeben, einen Anschluss, um einen Spannungsausgang von der zweiten Integrationsschaltung 32 einzugeben, und einen Anschluss zum Ausgeben einer Spannung an die erste Umschalteinheit 15 auszugeben, umfasst, und dass sie auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Ausgangsspannung von den Abweichungs-Detektormitteln 13 und der Ausgangsspannung von der zweiten Integrationsschaltung 32 in einen leitfähigen Zustand gebracht wird, wodurch die erste Umschalteinheit 15 so gesteuert wird, dass sie in den leitfähigen Zustand gebracht wird.
Darüber hinaus wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die Zehnerdiode als Abweichungs-Detektormittel 13 vorgesehen ist. Es ist ausreichend, dass die Abweichungs-Detektormittel 13 die Abweichung des Spannungszustandes zwischen der zweiten Spule L2 und der dritten Spule L3 auf der Grundlage eines vorgegebenen Stellwertes anstatt der Zehnerdiode detektieren kann. Es ist ausreichend, dass die zweite Umschalteinheit 14 in den leitfähigen Zustand gebracht werden kann, und dass die erste Umschalteinheit 15 dadurch in den leitfähigen Zustand gebracht werden kann, wenn die Abweichung der Spannung durch die Abweichungs-Detektormittel 13 festgestellt wird.
Ferner wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die zweite Umschalteinheit 14 in den leitfähigen Zu stand gebracht wird und die erste Umschalteinheit 15 dadurch in den leitfähigen Zustand gebracht wird, wenn die Abweichungs-Detektormittel 13 eine Abweichung erfassen. Um die vorliegende Erfindung auszuführen, ist es jedoch nicht notwendig, die zweite Umschalteinheit 14 immer vorzusehen. Mehr speziell ist die zweite Umschalteinheit 14 nicht vorgesehen, sondern die erste Umschalteinheit 15 kann dadurch in den leitfähigen Zustand gebracht werden, dass eine Abweichung durch die Abweichungs-Detektormittel 13 erfasst wird.
Wie oben beschrieben wurde, sind gemäß der Leistungsschaltung der Erfindung Mittel zur Erfassung einer Abweichung, die auf der Sekundärseite des Transformators erzeugt wird, auf der Primärseite des Transformators vorgesehen, und die Größe der Sekundärseite des Transformators wird reduziert. Bei der Leistungsschaltung gemäß der Erfindung ist es folglich möglich, den Vorteil zu verwirklichen, dass der für die Leistungsschaltung zur Verfügung gestellte Raum reduziert werden kann. Darüber hinaus ist es auch möglich, den Vorteil zu erreichen, dass ein elektrisches Gerät leicht mit der Leistungsschaltung verbunden werden kann, und das die Leistungsschaltung einfach gehandhabt werden kann.

Claims

Leistungsschaltung umfassend einen Transformator, worin eine erste Spule (L1), eine zweite Spule (L2) und eine dritte Spule (L3) auf einer Primärseite des Transformators (25) vorgesehen sind, eine Pulsspannung an die erste Spule (L1) von einer Stromquelle zum Ausgeben eines Stromes basierend auf der Pulsspannung angelegt wird, jede der zweiten (L2) und dritten (L3) Spulen einen der Anschlüsse gemeinsam geerdet hat, und worin die Richtungen, in denen die Spulen zu den anderen Anschlüssen hin gewickelt sind, zu einander entgegengesetzt sind und die Zahl der Wicklungen in den dritten und vierten Spulen sich voneinander unterscheiden, eine Vielzahl Spulen entsprechend der ersten, zweiten und dritten Spule auf der Primärseite auf einer Sekundärseite des Transformators (25) vorgesehen sind, die Primärseite des Transformators (25) eine Stromumschalteinheit (1), die in Reihe mit der ersten Spule (L1) angeschlossen ist und dazu dient, einen Eingang eines Stromes an den Transformator (25) zu steuern, eine erste Integrationsschaltung (31) zum Integrieren eines Spannungsausgangs durch eine Diode, die mit dem anderen Anschluss der zweiten Spule (L2) in Vorwärtsrichtung verbunden ist, eine zweite Integrationsschaltung (32), um den Spannungsausgang durch eine Diode zu integrieren, die an dem anderen Anschluss der dritten Spule (L3) in einer Vorwärtsrichtung geschlossen ist, und Abweichungs-Detektormittel (13) aufweist, um ein fehlerhafte Abweichung eines Zustandes einer Spannung zwischen der zweiten Spule (L2) und der dritten Spule (L3) auf der Basis des Ausgangs der ersten Integrationsschaltung (31), eines Ausgangs der zweiten Integrationsschaltung (32) und eines vorgegebenen Sollwerts festzustellen, eine Pulsspannung an die erste Spule (L1) angelegt wird, so dass ein Strom in den Transformator (25) eingegeben wird, wenn die Stromumschalteinheit in einen leitfähigen Zustand gebracht wird, die Stromumschalteinheit (1) in einen nicht-leitenden Zustand gebracht wird, so dass die Eingabe von Strom an dem Transformator (25) gestoppt wird, wenn die Abweichungs-Detektormittel (13) die Abweichung des Zustandes der Spannung zwischen der zweiten Spule (L2) und der dritten Spule (L3) detektiert.
Leistungsschaltung nach Anspruch 1, worin eine erste Umschalteinheit zur Steuerung des Betriebs der Leistungsumschalteinheit (1) auf der Primärseite des Transformators (25) vorgesehen ist, die Leistungsumschalteinheit (1) einen Eingangsanschluss zum Eingeben eines Stromes und einen Ausgangsanschluss zum Ausgeben des Stromes, die in Reihe mit der ersten Spule (L1) angeschlossen sind, und einen Steueranschluss hat zum Steuern eines Leitungszustandes und eines Nicht-Leitungszustandes, der mit dem Eingang der Steuerspannung für den anderen Anschluss der zweiten Spule (L2) verbunden und mit Erde durch die erste Umschalteinheit verbunden ist, und die erste Umschalteinheit in den leitfähigen Zustand gebracht wird, wenn die Abweichungs-Detektormittel (13) die Abweichung detektieren, der Steueranschluss der Leistungsumschalteinheit (1) geerdet wird durch die erste Umschalteinheit, die in den leitfähigen Zustand gesetzt ist, und die Leistungsumschalteinheit (1) auf diese Weise in den nicht-leitenden Zustand gebracht wird.
Leistungsschaltung nach Anspruch 2, worin eine Zener-Diode als Abweichungs-Detektormittel (13) vorgesehen ist, wobei die Zener-Diode mit einer Rückwärtsrichtung leitet, wenn eine Abweichung bei dem Zustand der Spannung zwischen der zweiten Spule (L2) und der dritten Spule (L3) erzeugt wird, und wobei die Zener-Diode, die in der Rückwärtsrichtung leitfähig ist, eine Spannung ausgibt und dadurch die erste Umschalteinheit (1) in den leitfähigen Zustand bringt.
Leistungsschaltung nach Anspruch 3, worin die Primärseite des Transformators (25) mit einer zweiten Umschalteinheit versehen ist, um den Leitungszustand der ersten Umschalteinheit zu steuern, die zweite Umschalteinheit angeschlossen ist, um in den Leitungszustand gebracht zu werden, wenn die Zener-Diode die Abweichung des Zustandes der Spannung zwischen der zweiten Spule (L2) und der dritten Spule (L3) detektiert, wodurch eine Spannung ausgegeben wird, und die erste Umschalteinheit in den Leitungszustand durch die zweite Umschalteinheit gebracht wird, die in den Leitungszustand gesetzt ist.
Leistungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die erste Umschalteinheit ein Transistor ist.
Leistungsschaltung nach Anspruch 4 oder 5, worin die zweite Umschalteinheit ein Transistor ist.