DE68905507T2 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung der entmagnetisierung fuer einen sperrwandler mit primaerseitiger und secundaerseitiger regelung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft stabilisierte Stromversorgungen, die Sperrwandler genannt werden.
• Ein Sperrwandler funktioniert in der folgenden Weise: eine Primärspule eines Transformators empfängt einen Strom, der z.B. von einer Gleichrichterbrücke stammt, die Energie von deiit Wechselstromnetz empfängt. Der Strom in dem Transformator wird durch einen Schalter (z.B. einen Leistungstransistor) zerhackt, der in Reihe mit der Primärspule geschaltet ist.
• Ein Steuerkreis für den Transistor erzeugt periodische Rechteckpulse, um den Transistor in den leitenden Zustand zu versetzen. Während der Dauer des Rechteckpulses ist das Fliegen des Stroms gestattet, außerhalb des Rechteckpulses ist das Fliegen des Stroms verboten.
• In einer (oder mehreren) Sekundärspule(n) des Transformators nimmt man entsprechend eine Wechselspannung auf. Diese wird gleichgerichtet und gefiltert, um eine Gleichspannung zu erreichen, welche die Ausgangsgleichspannung des Sperrwandlers ist.
• Um den Wert dieser Gleichspannung zu stabilisieren, wirkt man auf das zyklische Verhältnis des periodischen Leitens des Schalters ein, d.h. auf das Verhältnis zwischen der Dauer des Leitens und der Dauer des Blockierens in einer Schaltperiode.
• Fig. 1 stellt ein Beispiel einer Struktur eines Sperrwandlers daß, der von der Anmelderin hergestellt wird und in dem zwei IC verwendet werden. Der eine dieser Kreise, CI1, dient dazu, die Basis eines Leistungstransistors TP zu steuern, um daran periodische Steuersignale zum Versetzen in den leitenden Zustand und zum Blockieren anzulegen. Dieser Basissteuerkreis CI1 ist auf der Seite der Primärspule (EP) des Transformators (TA) angeordnet. der andere integrierte Schaltkreis, der Steuerkreis CI2, ist dagegen auf der Seite der Sekundärspule (ESI) angeordnet und dient dazu, die Ausgangsspannung VS1 der Versorgung zu überprüfen, um Regelsignale zu erzeugen, die er an den ersten IC über einen kleinen Trenntransformator TX übermittelt. Der erste IC, CI1, verwendet diese Regelsignale, um das zyklische Verhältnis des Versetzens des Schalttransistors TP in den leitenden Zustand zu verändern und auf diese Weise die Ausgangsspannung Vs der Versorgung zu regeln.
• Bezugnehmend auf Fig. 1 erkennt man den Versorgungstransformator TA, dessen Primärspule EP in A1 durch einen elektrischen Strom versorgt wird, der z.B. von einer Gleichrichterbrücke stammt, die die Energie des Wechselstromnetzes empfängt. Das andere Ende der Primärspule EP ist mit dem Kollektor eines Schalttransistors TP verbunden, dessen Emitter mit der Primärmasse (in den Figuren durch ein schwarzes Dreieck dargestellt) verbunden ist.
• Der Transformator besitzt mehrere Sekundärspulen, die vorzugsweise vom Netz galvanisch isoliert sind und z.B. mit einer elektrischen Sekundärmasse verbunden sind, die galvanisch von der Primärmasse isoliert ist.
• Hier besitzt jede Sekundärspule ein Ende, das mit der Sekundärmasse verbunden ist. Dag andere Ende jeder Sekundärspule versorgt einen Tiefpaßfilter-Kondensator über eine Gleichrichterdiode.
• Im folgenden liegt das Interesse auf einer einzigen Sekundärspule ES1, die über eine Diode 10 mit einem Kondensator 11 verbunden ist. Die Gleichspannung des Sperrwandlers ist die Spannung VS1 an den Anschlüssen des Kondensators 11; wohlgemerkt kann man jedoch andere Ausgangsgleichspannungen an den Anschlüssen anderer Filterkondensatoren erhalten, die mit Sekundärspulen über Gleichrichterdioden verbunden sind. Diese Ausgangsspannungen stellen stabilisierte Versorgungsspannungen für Arbeitsschaltkreise daß, die nicht abgebildet sind. Z.B. liefert eine Sekundärspule ES2 eine stabilisierte Versorgungsspannung von einigen Volt, um den Regel-IC CI2 zu versorgen, von dem bereits gesprochen wurde. Der Schaltkreis CI2 empfängt an seinem Eingang die Spannung VS1, deren Wert mit einem Einstellwert verglichen wird, welcher an einen Pulsbreiten-Modulator angelegt wird, der periodische Rechteckpulse fit variabler Breite als Funktion des Wertes der Ausgangsspannung VS1 erzeugt. Je schwächer VS1 ist, desto größer ist die Breite der Rechteckpulse.
• Die Rechteckpulse werden uLit der Schaltfrequenz des Sperrwandlers erzeugt. Diese Frequenz wird folglich auf der Sekundärseite des Kreises hergestellt. Sie wird entweder im Inneren des Schaltkreises CI2 oder außerhalb in einem nicht dargestellten Schaltkreis in der Form einer Sägezahnspannung mit der gewählten Schaltfrequenz erzeugt, die mit dem Schaltkreis CI2 über einen Anschluß 12 verbunden ist. Diese Sägezahnspannung wird im übrigen in bekannter Weise dafür verwendet, um die Pulsbreitenmodulation zu bewirken.
• Die Rechteckpulse mit variabler Breite, die von dem Regelschaltkreis CI2 an dessen Ausgang 13 erzeugt werden, werden an die Primärspule 14 eines kleinen Transformators TX angelegt, dessen Sekundärspule 15, welche galvanisch von der Primärspule isoliert ist, Pulse mit variabler Breite liefert. Es sind diese Pulse mit einer durch den Regelkreis CI2 festgelegten Position und Frequenz, welche die Regelsignale bilden, die an einen Eingang 16 des Steuerkreises CI1 angelegt werden.
• Der Transformator TX besteht aus einigen Spulenwindungen, die um einen Ferritstab gewickelt sind, wobei die Primärund Sekundärwindungen hinreichend voneinander entfernt sind, um die Vorschriften für die galvanische Isolation zwischen Primär- und Sekundärkreisen des Sperrwandlers zu beachten.
• Der Steuer-IC CI1 umfaßt an sich bekannte Einrichtungen, welche dafür vorgesehen sind, an seinem Ausgang 17 periodische Rechteckpulse mit variabler Breite herzustellen, welche die Signale, die bei 13 durch den Regelschaltkreis CI2 erzeugt werden, getreu wiedergeben. Diese bei 17 durch den Schaltkreis CI1 erzeugten Signale werden an die Basis des Schalttransistors TP angelegt.
• Der Schaltkreis CI1 wird bei A3 mit elektrischem Strom von einer beliebigen bekannten Einrichtung versorgt und ist mit der Primärmasse verbunden.
• Eine solche Sperrwandlervorrichtung kann vorteilhafterweise bei einem Fernsehgerät verwendet werden. In diesem Fall ist es wichtig, daß die Sägezahnspannung, die bei 12 an den Schaltkreis CI2 angelegt wird, mit der horizontalen Kippfrequenz derart sychronisiert ist, daß der Schalttransistor TP im Augenblick der Rückkehr des Punktes in den leitenden Zustand zurückversetzt wird, damit die durch das Schalten des Transistors erzeugten Störsignale auf dem Bild nicht sichtbar sind.
• Es gibt auch eine andere Regelungsart für einen Sperrwandler, die in Fig. 2 dargestellt ist. Diese andere Regelungsart wird Primärregelung (régulation primaire) genannt, weil sie mit Hilfe eines Schaltkreises CI3 arbeitet, der sich auf der Primärseite befindet.
• In Fig. 2 erkennt man, in vergleichbarer Weise wie bei Fig. 1, den Versorgungstransformator TA, welcher eine Primärspule EP umfaßt, die mit Gleichstrom versorgt wird und mit dem Kollektor eines Schalttransistors TP verbunden ist, dessen Emitter mit der Primärmasse verbunden ist. Die Sekundärspulen ES1 und ES2 liefern jeweils elektrische Ströme, die nach dem Gleichrichten und Filtern die Stromversorgungen darstellen, von denen man wünscht, daß sie stabilisiert sind. Das Regelsystem besteht aus einer weiteren Sekundärspule ES3, deren eines Ende mit der Primärmasse und deren anderes Ende mit dem Eingang 13 des Schaltkreises CI3 verbunden ist. Die an dem Eingang 18 angelegte Spannung wird in dem Schaltkreis CI3 mit einem Einstellwert verglichen und an einen Pulsbreitenmodulator angelegt, der periodische Rechteckpulse mit variabler Breite in Abhängigkeit von dem Wert der bei 18 angelegten Spannung erzeugt. Die Rechteckpulse werden mit der Schaltfrequenz des Sperrwandlers erzeugt. Diese Frequenz wird folglich auf der Primärseite der Schaltung erzeugt; sie wird in der Form einer Sägezahnspannung mit einer gewählten Schaltfrequenz erzeugt.
• Dieses System der primären Regelung weist den Vorteil auf, daß es einfacher zu realisieren ist, weil es weder die Verwendung eines Hilfstransformators TX noch eines Schaltkreises zum Umformen des Ausgangssignals des Transfomators TX benötigt.
• Eine solche Primärregelung weist dagegen den Nachteil einer wenigen guten Qualität der Regelung sowie die Unmöglichkeit auf, in einfacher Weise eine Synchronisation zwischen der Schaltfrequenz und einer anderen Frequenz herzustellen, die eine Folge des Betriebs einer von der Sekundärseite versorgten Vorrichtung ist, z.B. einer Vorrichtung, die dem horizontalen Kippen eines Fernsehgeräts entspricht.
• Aus verschiedenen Gründen, die im wesentlichen die Folge eines Kompromisses zwischen der Leistungsfähigkeit der Regelung und den Kosten der Bauteile sind, erscheint es mehr und mehr wichtig, z.B. in einem Fernsehgerät einen Sperrwandler zu verwenden, der gleichzeitig ein primäres Regelsystem und ein sekundäres Regelsystem umfaßt. Im Fall eines Fernsehgeräts wird die primäre Regelung verwendet, wenn sich das Gerät im sogenannten Wartebetrieb befindet, und die sekundäre Regelung wird verwendet, wenn sich das Gerät im sogenannten Normalbetrieb befindet. Die Primärregelung wird so gesteuert, daß die Stromversorgung auf einem geringeren Wert wie dem der Sekundärregelung stabilisiert wird. Wenn sich das Fernsehgerät im Normalbetrieb befindet, kann also z.B. einer der Ausgänge VS1 der stabilisierten Stromversorgung eine Spannung von 124 V liefern und wenn das Fernsehgerät sich im Wartebetrieb befindet, kann dieser selbe Ausgang VS1 eine Spannung in der Nähe von 100 V abgeben. Die anderen Ausgänge VS2 usw. liefern wohlgemerkt Spannungen, die entsprechend dem Betriebsmodus in den gleichen Verhältnissen variieren.
• Wenn man nun einen Sperrwandler baut, der gleichzeitig eine Primärregelung und eine Sekundärregelung enthält, muß man eine Struktur eines Sperrwandlers vorsehen, die gleichzeitig die Schaltkreise, wie sie in Fig. 1 beschrieben sind, und die Schaltkreise, wie sie in Fig. 2 beschrieben sind, enthält. Man bemerkt daß in diesem Fall die Basis des Schalttransistors TP gleichzeitig mit einen Ausgang 17 des Schaltkreises CI1 und einem Ausgang 19 des Schaltkreise CI3 z.B. über ein ODER-Gatter verbunden sein muß.
• Wenn sich das Fernsehgerät im Wartebetrieb befindet, ist allein die Vorrichtung zur Primärregelung in Betrieb und der Schaltkreis CI3 liefert allein Signale an die Basis des Schalttransistors TP. Wenn sich das Fernsehgerät im Normalbetriebsmodus befindet, sind die Vorrichtungen zur Primär- und Sekundärregelung gleichzeitig in Betrieb. Da jedoch die Primärregelung dahingehend gesteuert wird, daß eine niedrigere Spannung als die der Sekundärregelung stabilisiert wird, liefert der Schaltkreis CI3 keine Ausgangssignale, weil er an seinem Eingang 18 eine höhere Spannung als die eingestellte Spannung feststellt, und es ist lediglich der Schaltkreis für die Sekundärregelung CI2, der Ausgangssignale abgibt, die dafür vorgesehen sind, über den Schaltkreis CI1 die Basis des Schalttransistors Tp zu steuern.
• Ein solches Sperrwandlersystem, das im stabilen Warte- oder Normalbetriebsmodus korrekt zu funktionieren scheint, weist einen fehlerhaften Betrieb beim Übergang von einem Betriebsmodus in den anderen oder wenn sich bei seinem Betrieb eine Überlastung einstellt, die die Ausgangsspannung rasch fallen läßt, auf. Tatsächlich kann sich während dieser Übergangsphasen oder während dieser plötzlichen und zufälligen Überlastungen über einer kurzen Zeitdauer eine gleichzeitige Sendung von Signalen, die von dem Primärregelschaltkreis und dem Sekundärregelschaltkreis kommen, an der Basis des Schalttransistors TP einstellen. Die gleichzeitige Gegenwart von Signalen, die von dem primären und sekundären Regelschaltkreis (welche nicht sychronisiert sind) stammen, kann bewirken, daß der Schalttransistor TP zu Zeitpunkten in den leitenden Zustand zurückversetzt wird, bei denen die Entmagnetisierung des Transformators TA nicht beendet ist. Man weiß, daß in diesem Fall der Schalttransistor Gefahr läuft, beschädigt zu werden, weil das Versetzen in den leitenden Zustand vonstatten geht, wenn der Kollektor auf einem zu hohen Potential liegt und der Schalttransistor überdies veranlaßt wird, einen stärkeren Strom als den normalen durchzulassen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche in jedem Fall gestattet, einerseits die vollständige Entmagnetisierung des Versorgungstransformators TA zwischen aufeinanderfolgenden Einschaltvorgängen zu gewährleisten und andererseits das Fließen von zu hohen Strömen zu vermeiden.
• Allgemein sind Schaltkreise zur Detektion einer Entmagnetisierung, welche das Einschalten eines Schalters verhindern, z.B. aus dem Dokument WO-A-86/07214 bekannt.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sperrwandler, der gleichzeitig ein primäres Regelsystem und ein sekundäres Regelsystem umfaßt, wobei jedes dieser zwei Regelsysteiite veranlaßt werden kann, als Ausgang Signale abzugeben, die aus periodischen Rechteckpulsen mit variabler Breite bestehen und wobei jedes dieser Signale einen ersten logischen Zustand (O), der einem Befehl zum Blockieren an einen Hauptschalter entspricht, und einen zweiten logischen Zustand (1) annehmen kann, der einem Befehl zum Einschalten des Hauptschalters entspricht.
Gemäß der Erfindung umfaßt dieser Sperrwandler:
• - eine Vergleichseinrichtung bezüglich eines niedrigen oder verschwindenden Spannungswerts für die Ausgangsspannung einer Sekundärspule, wobei der Ausgang der Vergleichseinrichtung ein Signal abgibt, das den logischen Zustand 1 annimmt, wenn der Transformator des Sperrwandlers entmagnetisiert ist, und den logischen Zustand 0, wenn dieser Transformator nicht entmagnetisiert ist,
• - eine logische Schaltung, die am Eingang das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung, das Ausgangssignal des Primärreglers und das Ausgangssignal des Sekundärreglers aufnimmt, wobei diese logische Schaltung an ihrem Ausgang ein Signal zur Regelung des Hauptschalters abgibt, welches einen logischen Zustand 0 zum Blockieren des Hauptschalters oder einen logischen Zustand 1, um ihn in den leitenden Zustand zu versetzen, in Abhängigkeit von den folgenden Kriterien annehmen kann:
• * das Regelungssignal geht in den Zustand 1 über, wenn sich das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung im Zustand 1 und das Ausgangssignal mindestens eines der Regler im Zustand 1 befindet,
• * das Regelungssignal geht in den Zustand 0 über, wenn das Ausgangssignal des Reglers, der veranlaßt hat, das Regelungssignal auf 1 zu setzen, in den Zustand 0 übergeht.
• Genäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt der logische Schaltkreis:
• zwei identische logische Kippschaltungen, welche jeweils einen Setzeingang S, einen Rücksetzeingang R und einen invertierten Ausgang Q* umfassen, ein erstes UND-Gatter und ein zweites UND-Gatter, jeweils mit zwei Eingängen, und ein ODER-Gatter mit zwei Eingängen, eine Gruppe von Verbindungen, die so hergestellt sind, daß das Ausgangssignal des Vergleichers zugleich zu den Eingängen R der Kippschaltungen gelangt, daß die Ausgänge des ersten und zweiten UND- Gatters jeweils mit den Eingängen S der Kippschaltungen verbunden sind, daß die Ausgänge Q* der Kippschaltungen jeweils mit den Eingängen des zweiten und ersten UND-Gatters verbunden sind, daß das Ausgangssignal des Primärreglers zu dem anderen Eingang des ersten UND-Gatters gelangt, daß das Ausgangssignal des Sekundärreglers zu dem anderen Eingang des zweiten UND-Gatters gelangt und die Ausgänge der zwei UND-Gatter entsprechend mit zwei Eingängen des ODER-Gatters verbunden sind, dessen Ausgang dem Punkt des Ausgangs der logischen Schaltung entspricht.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht jede logische Kippschaltung aus einem Kippglied D, welches Eingänge D, CK, einen Ausgang Q und einen invertierten Ausgang Q* umfaßt, einem UND-Gatter mit zwei Eingängen, einem ODER- Gatter mit zwei Eingängen und verschiedenen Verbindungen, die so hergestellt sind, daß der Eingang D mit dem Ausgang Q* verbunden ist, der Ausgang Q mit einem der Eingänge des UND-Gatters verbunden ist, der Ausgang des UND-Gatters mit einem der Eingänge des ODER-Gatters verbunden ist und der Ausgang des ODER-Gatters mit dem Eingang CK verbunden ist, wobei der andere Eingang des ODER-Gatters den Setzeingang S einer der Kippschaltungen und der andere Eingang des UND- Gatters den Rücksetzeingang der Kippschaltung darstellt und der Ausgang Q* des Kippglieds D denselben Ausgang Q* der Kippschaltung bildet.
• Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ausführlicher in der folgenden Beschreibung einer detallierten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Figuren dargelegt, von denen
• Fig. 1 und 2 einen Sperrwandler nach dem Stand der Technik darstellen und bereits vorangehend beschrieben worden sind,
• Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung eines Sperrwandlers ist, der eine Einrichtung zur Kontrolle der Entmagnetisierung genäß der Erfindung umfaßt,
• Fig. 4 den logischen Schaltkreis gemäß der Erfindung darstellt,
• Fig. 5 denselben logischen Schaltkreis detaillierter darstellt und
• Fig. 6 ein Diagramm der logischen Zustände ist, die von den Eingangs- und Ausgangsignalen des logischen Schaltkreises in verschiedenen praktischen Fällen angenommen werden.
• Fig. 3 stellt den Versorgungstransformator TA dar, welcher eine Primärspule EP, zwei Sekundärspulen ES1 und ES2, welche jeweils mit einer Sekundärmasse verbunden sind, und eine Sekundärspule ES3 umfaßt, welche mit einer Primärmasse verbunden ist. Die Primärspule EP besitzt ein Ende, das bei A1 durch einen Strom versorgt wird, der ausgehend von einem Wechselstroin des Netzes gleichgerichtet ist, und ein anderes Ende, das mit dem Kollektor des Leistungstransistors TP verbunden ist, dessen Emitter mit der Primärmasse verbunden ist. Die Sekundärspule ES1 gibt einen Wechselstrom bezüglich der Sekundärmasse ab, der durch eine Diode 10 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 11 reguliert wird, so daß am Ausgang VS1 eine Spannung von 124 V erzeugt wird, wenn sich das Fernsehgerät im Normalbetrieb befindet. Die Sekundärspule ES2 erzeugt einen Wechselstrom, der derart durch eine Diode 20 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 21 reguliert wird, daß eine Ausgangsspannung von 12 V erzeugt wird, wenn sich das Fernsehgerät im Normalbetrieb befindet.
• Der primäre Regelschaltkreis CI3 eßpfängt an seinem Eingang ein elektrisches Signal, das von dem Ausgang der Sekundärspule ES3 kommt, wird mit Strom bei A3 versorgt, ist mit einer Primärmasse verbunden und gibt an seinem Ausgang 19 ein Regelsignal PP ab, das aus periodischen Rechteckpulsen mit einer Breite besteht, die in Abhängigkeit von dem Wert der Ausgangsspannung VS3 der Sekundärspule ES3 variabel ist. Je schwächer VS3 ist, desto größer ist die Breite der Rechteckpulse.
• Ein sekundärer Regelschaltkreis CI2 empfängt an seinem Eingang ein elektrisches Signal, das von der Versorgungsleitung mit 124 V, VS1, kommt, wird bei A2 mit einem elektrischen Strom versorgt, der von der Versorgungsleitung VS2 (12 V bezüglich der Sekundärmasse) kommt, und erzeugt an seinem Ausgang 13 ein Signal Ps', das aus periodischen Rechteckpulsen mit einer Breite besteht, die von dem Wert der Spannung der Leitung VS1 abhängt. Je schwächer VS1 ist, desto größer ist die Breite der Rechteckpulse. Die Rechteckpulse werden mit der Schaltfrequenz des Sperrwandlers erzeugt. Diese Frequenz wird in einem nicht dargestellten Schaltkreis in der Form einer Sägezahnspannung mit der gewählten Schaltfrequenz erzeugt, welche in den Schaltkreis CI2 an den Punkt 12 eingegeben wird.
• Ein Schaltkreis CI1 empfängt an seinem Eingang 16 ein Signal, das von der Sekundärspule 15 eines Transformators TX kommt, dessen Primärspule 14 das Signal Ps' des Schaltkreises CI2 empfängt. Das Signal, das in den Schaltkreis CI1 eingegeben wird, wird derart verarbeitet, daß am Ausgang 17 ein Signal Ps geliefert wird, das genau dem Anfangssignal Ps' entspricht.
• Ein Ende einer Sekundärspule ES4 des Transformators TA ist mit der Primärmasse verbunden und das andere Ende ist mit dem Eingang (-) eines Vergleichers 22 verbunden, dessen Eingang (+) mit der Quelle- einer Spannung 23 verbunden ist, die positiv und schwach ist. Der Ausgang 24 des Vergleichers 22 gibt ein Signal Is ab.
• Die Signale Pp, Ps und Is gelangen zum Eingang eines logischen Schaltkreises CL, dessen Ausgang 25 mit der Basis des Schalttransistors TP verbunden ist.
• Der logische Schaltkreis CL ist genauer in Fig. 4 beschrieben. Dieser Schaltkreis CL besteht im wesentlichen aus zwei identischen RS-Flip-Flops B1, B2, zwei UND-Gattern 32, 33 und einem ODER-Gatter 34. Jeder Flip-Flop B1, B2 umfaßt einen Setzeingang S, einen Rücksetzeingang R und einen invertierten Ausgang Q*. Das erste UND-Gatter 32 empfängt an seinem Eingang einerseits das Signal Pp und andererseits das Signal, das von dem Ausgang Q* des Flip-Flops B2 kommt. Das zweite UND-Gatter empfängt an seinem Eingang einerseits das Signal Ps und andererseits das Signal, das von dem Ausgang Q* des Flip-Flops B1 kommt. Das Signal Is wird gleichzeitig zu den Rücksetzeingängen R der Flip-Flops B1 und B2 geschickt. Der Eingang S des Flip-Flops B1 ist an den Ausgang des ersten UND-Gatters 32 angeschlossen und der Eingang S des Flip-Flops B2 ist mit dem Ausgang des zweiten UND-Gatters 33 verbunden. Die jeweiligen Ausgänge der UND- Gatter 32 und 33 sind an die Eingänge des ODER-Gatters 34 angeschlossen, dessen Ausgang dem Punkt 25 des logischen Schaltkreises CL entspricht.
• Wenn die Flip-Flops B1 und B2 in Betrieb genommen werden, kann sich ein unbestimmter Zustand an den entsprechenden Ausgängen einstellen. Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Flip-Flop B1 aus einer logischen Anordnung bestehen, welche, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, ein UND-Gatter 35, ein ODER-Gatter 36 und einen D-Flip-Flop, der mit D1 bezeichnet ist, umfaßt. Der Flip-Flop B2 besteht in gleicher Weise aus einem UND-Gatter 37, einem ODER-Gatter 38 und einem D-Flip-Flop, der mit D2 bezeichnet ist. Der Eingang D des Flip-Flops D1 ist mit seinem invertierten Ausgang Q* verbunden, der Ausgang Q ist mit einem Eingang des UND- Gatters 35 verbunden, der Ausgang des UND-Gatters 35 ist mit einem Eingang des ODER-Gatters 36 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang CK des Flip-Flops D1 verbunden ist. Der Eingang S des Flip-Flops B1 besteht aus einem zweiten Eingang des ODER-Gatters 36 und der Eingang R des Flip- Flops B1 besteht aus einem zweiten Eingang des UND-Gatters 35. Der Ausgang Q* des Flip-Flops D1 entspricht dem Ausgang Q* des Flip-Flops B1. Die elektrischen Verbindungen der aufeinander folgenden Elemente des Flip-Flops B2 sind identisch mit denen, die für den Flip-Flop B1 beschrieben wurden.
• Wohlgemerkt kann man sich andere logische Schemata vorstellen, um dieselben logischen Funktionen herzustellen, wie sie vorangehend beschrieben wurden und die Gegenstand der Erfindung sind.
• Eine Vorrichtung zur Kontrolle der Entmagnetisierung des Transformators, wie sie in Fig. 4 (oder 5) dargestellt ist, funktioniert auf die folgende Weise.
• Wenn zu eineiu gegebenen Zeitpunkt der Schalttransistor TP abrupt vom leitenden Zustand in den blockierenden Zustand übergeht, wird die von der Sekundärspule ES4 abgegebene Spannung, die negativ war, positiv, und dies während der ganzen Dauer der Entmagnetisierung des Transformators. Wenn der Transformator TA entmagnetisiert ist, nimmt die Spannung eine gedämpfte Sinusform an und der erste Wechsel der Polarität wird durch den Vergleicher 22 detektiert, der seinen Ausgang von dem logischen Zustand 0 in den logischen Zustand 1 übergehen läßt. Das logische Signal Is, das daraus resultiert, wird an den Eingang des logischen Schaltkreises CL übermittelt. Das Signal Is, das zu dem Eingang des logischen Schaltkreises CL gelangt, geht also in den logischen Zustand 1 über, wenn der Versorgungstransformator TA als vollständig oder beinahe entmagnetisiert angesehen wird. Es ergibt sich daraus, daß die Ausgänge Q* der Flip-Flops B1 und B2 auf das hohe Niveau übergehen, was es den UND-Gattern 32 und 33 gestattet, dasjenige Signal Pp oder Ps durchzulassen, das als erstes auf das hohe Niveau übergeht.
• Wenn das Signal Pp als erstes auf das hohe Niveau übergeht, wird es zu dem UND-Gatter 32 und dem ODER-Gatter 34 am Ausgang 25 des Schaltkreises CL durchgelassen, um den Schalter TP in den leitenden Zustand zu versetzen. Das Übergehen des Ausgangs des UND-Gatters 32 auf das hohe Niveau hat das Anlegen eines Signals am Eingang S des Flip-Flops B1 zur Folge, der seinen Ausgang Q* auf 0 setzt und das UND- Gatter 33 sperrt. Die eventuelle Ankunft eines Signals Ps mit hohem Niveau wird folglich keinen Effekt haben. Das Leiten des Schalters TP wird schließlich unterbrochene wenn das Signal Pp auf 0 zurückgeht, unabhängig vom Zustand des Signals Ps.
• Ein neuer Zyklus könnte beginnen, wenn das Signal Is, das beim Blockieren des Transistors TP (Magnetisierung des Transformators TA) auf 0 übergegangen ist, wieder auf 1 übergeht (Entmagnetisierung dieses Transformators).
• Die Fig. 6 ist ein Diagramm von verschiedenen Signalen, die an den Eingängen und Ausgängen des logischen Schaltkreises CL auftreten. Dieses Diagramm gibt für spezielle Konfigurationen der Signale Pp und Ps, die gleichzeitig eintreffen, die Wellenform VS4 an Ausgang der Sekundärspule ES4 des Transforamtors TA und die Wellenform VS5 am Ausgang 25 des Schalters CL an.
• In diesem Diagramm versetzt man sich in eine anfängliche Konfiguration (Zeitpunkt t&sub0;), in welcher der Transformator TA entmagnetisiert ist (das Signal Is befindet sich auf dem hohen Niveau). In den Moment, wo das Signal Pp auf das hohe Niveau übergeht, geht das Signal VS5 auf das hohe Niveau über und der Leistungstransistor leitet. Man nimmt nun an, daß zu einem Zeitpunkt t&sub1; das Signal Ps gleichfalls auf das hohe Niveau übergeht, während sich das Signal Pp immer noch auf hohem Niveau befindet. Wie die Kurve VS5 zeigt, geht bei den Schaltkreis gemäß der Erfindung das Signal VS5 auf das niedere Niveau am Ende de Signals Pp unabhängig von dem Signal Ps über. Erst an dem Zeitpunkt t&sub4;, an dem der Haupttransformator TA entmagnetisiert ist, wird die Leitung, die mit der Gegenwart des Signals Ps verbunden ist, während der Zeitdauer t&sub4;-t&sub5; ausgelöst, welche kleiner als die Dauer des Pulses Ps ist.
• Zum Zeitpunkt t&sub6; tritt wieder ein Signal Pp auf, während der Transformator sich entmagnetisiert hat (Is auf hohem Niveau). Es gibt folglich eine Leitung des Haupttransistors zwischen den Zeitpunkten t&sub6; und t&sub7;, während das Signal Pp vorliegt. Wenn ein Signal Ps anschließend zu dem Zeitpunkt t&sub8; auftritt, während der Haupttransformator TA nicht entmagnetisiert ist, wird die Leitung verzögert, so daß sie erst zu dem Zeitpunkt t&sub9; bis zu dem Zeitpunkt t&sub1;&sub0; des Endes des Signals Ps beginnt.
• Der Rest der Sequenz spielt sich ohne besondere Probleme ab. Man bemerkt jedoch bei dem letzten Puls Pp bei dem Zeitpunkt t&sub1;&sub1;, daß ein Puls Ps zu einem Zeitpunkt t&sub1;&sub2; auftritt, während dieser Puls Pp noch vorhanden ist. Wenn der Puls Ps an dem Zeitpunkt t&sub1;&sub3; aufhört, hat dies nicht das Ende des Leitens des Haupttransistors zur Folge, da gernäß der vorliegenden Erfindung nur der Puls, der den Übergang des Haupttransistors in den leitenden Zustand verursacht hat, dessen Blockieren bedingen kann. Daher hört der Haupttransistor erst an den Zeitpunkt t&sub1;&sub4; auf, Leiter zu sein, wenn dieser letztgenannte Puls Pp auf 0 zurückfällt.
• Der hauptsächliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Realisierung eines Sperrwandlers zu gestatten, der in gleicher Weise in zwei Regelmoden arbeiten kann und mit einer Vorrichtung zur Überwachung der Entmagnetisierung versehen ist und der es gestattet, teure und überdimensionierte Bauteile einzusparen, während er gleichzeitig nur eine begrenzte Anzahl von aktiven und passiven Bauteilen erfordert.

Claims (3)

1. Sperrwandler, welcher ein primäres Regelungssystem (CI3) und ein sekundäres Regelungssystem (CI2, CI1) umfaßt, wobei jedes dieser beiden Regelungssyteme veranlaßt werden kann, am Ausgang (19, 17) Signale (Pp, Ps) abzugeben, die aus periodischen Rechteckimpulsen mit variabler Länge bestehen und die einen ersten logischen Zustand (0), der einem Befehl zum Blockieren eines Hauptschalters (Tp) entspricht, und einen zweiten logischen Zustand (1) annehmen kann, der einem Befehl entspricht, den Hauptschalter in einen leitenden Zustand zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, daß er des weiteren umfaßt:

- eine Vergleichseinrichtung (22) bezüglich eines niedrigen oder verschwindenden Spannungswerts (23) für die Ausgangsspannung (VS4) einer Sekundärspule (ES4), wobei der Ausgang der Vergleichseinrichtung (22) ein Signal (Is) abgibt, das einen zweiten logischen Zustand (1) annimmt, wenn der Transformator (TA) des Sperrwandlers demagnetisiert ist, und einen ersten logischen Zustand (0), wenn dieser Transformator nicht demagnetisiert ist,

- eine logische Schaltung (CL), die an Eingang das Ausgangssignal (Is) der Vergleichseinrichtung (22), das Ausgangssignal (Pp) des Primärreglers und das Ausgangssignal (Ps) des Sekundärreglers aufnimmt, wobei diese logische Schaltung an ihrem Ausgang (25) ein Signal zur Regelung (VS5) des Hauptschalters (Tp) abgibt, welches einen ersten logischen Zustand (0) zum Blockieren des Hauptschalters oder einen zweiten logischen Zustand (1), um ihn in den leitenden Zustand zu versetzen, in Abhängigkeit von den folgenden Kriterien annehmen kann:

* Das Regelungssignal geht in den Zustand 1 über, wenn sich das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung im Zustand 1 und das Ausgangssignal von mindestens einem der Regler im Zustand 1 befindet,

* Das Regelungssignal geht in den Zustand 0 über, wenn das Ausgangssignal des Reglers, der veranlaßt hat, das Regelungssignal auf 1 zu setzen, in den Zustand 0 übergeht.

2. Sperrwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (CL) umfaßt:

- Zwei identische logische Kippschaltungen (B1, B2) welche jeweils einen Setzeingang (S), einen Rücksetzeingang (R) und einen invertierten Ausgang (Q*) umfassen,

- ein erstes UND-Gatter (32) und ein zweites UND-Gatter (33), jeweils mit zwei Eingängen, und ein ODER-Gatter (34) mit zwei Eingängen,

- eine Gruppe von Verbindungen, die so hergestellt sind, daß

das Signal (Is) zugleich zu den Eingängen R der Schaltungen (BI, B2) gelangt, die Ausgänge des ersten und zweiten UND-Gatters (32, 33) jeweils mit den Eingängen S der Schaltungen (B1, B2) verbunden sind,

die Ausgänge (Q*) der Schaltungen (31 32) jeweils mit den Eingängen des zweiten (33) und ersten (32) UND-Gatters verbunden sind,

das Primärsignal (Pp) zu dem anderen Eingang des ersten UND-Gatters (32) gelangt,

das Sekundärsignal (Ps) zu dem anderen Eingang des zweiten UND-Gatters (33) gelangt und

die Ausgänge der zwei UND-Gatter jeweils mit zwei Eingängen des ODER-Gatters (34) verbunden sind, dessen Ausgang den Punkt des Ausgangs (25) der logischen Schaltung (CL) entspricht.

3. Sperrwandler, welcher eine Vorrichtung zur Kontrolle der Demagnetisierung eines Transformators nach dem Anspruch 2 enthält dadurch gekennzeichnet, daß jede der logischen Kippschaltungen (B1, B2)

- aus einen Kippglied des Typs D (D1, D2), welches Eingänge (D, CK) und Ausgänge (Q, Q ) umfaßt,

- aus einen UND-Gatter (35, 37) mit zwei Eingängen,

- aus einem ODER-Gatter (36, 38) mit zwei Eingängen und verschiedenen Verbindungen besteht, die so hergestellt sind, daß der Eingang D mit dem Ausgang (Q*) verbunden ist, der Ausgang (Q) mit einem der Eingänge des UND-Gatters (35, 37) verbunden ist, der Ausgang des UND-Gatters (35, 37) mit einem der Eingänge des ODER-Gatters (36, 38) verbunden ist und der Ausgang des ODER-Gatters mit dem Eingang (CK) verbunden ist, wobei der andere Eingang des ODER-Gatters (36, 38) den Eingang S der Kippschaltung (B1, B2) bildet, der andere Eingang des UND-Gatters (35, 37) den Eingang R der Kippschaltung (31, 32) bildet und der Ausgang (Q*) des Kippglieds (D1, D2) denselben Ausgang (Q*) der Kippschaltung (B1, 32) bildet.