DE69434112T2 - Stromversorgungsvorrichtung - Google Patents

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    • H02M1/0006Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungsvorrichtung eines Computers, einer Anzeige und anderer Computerzubehörteile.
  • In jüngster Zeit entstand auf dem Gebiet der Computer und Computerzubehörteile der Wunsch nach einer Energiesparfunktion zur Senkung des Energieverbrauches derartiger Vorrichtungen, wenn diese nicht in Betrieb sind. Bei diesen Vorrichtungen wurde eine Spannungsversorgungsvorrichtung vom Schalttyp verwendet. Die durch die Energiesparfunktion bewirkte Senkung des Energieverbrauches um einige Watt setzt eine Verringerung des Energieverbrauches auf der Primärseite voraus.
  • Eine derartige Spannungsversorgungsvorrichtung ist in 5 gezeigt. 5 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer herkömmlichen Spannungsversorgungsvorrichtung vom Schalttyp. Die stabilisierende Steuerschaltung zur Stabilisierung der ausgabeseitigen Spannung ist weggelassen.
  • Wie in 5 gezeigt ist, erfolgt mittels einer Spannungsversorgungsgleichrichterdiode 1 die Gleichrichtung einer Wechselspannung (WS) zu einer Gleichspannung (GS), woraufhin ein Glättungskondensator 2 die gleichgerichtete Spannung glättet. Ein Anlaufwiderstand 3 führt diese gleichgerichtete und geglättete Spannung einer Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 zu. Die Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 gibt Pulssignale aus, wobei die Basis eines Schalttransistors 5 mit der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 verbunden ist. Eine Primärwicklung 6a eines Leistungstransformators 6 ist mit dem Kollektor des Schalttransistors 5 verbunden, damit eine Zuführung der gleichgerichteten und geglätteten Spannung erfolgen kann. Der Leistungstransformator 6 umfasst neben der Primärwicklung 6a eine Sekundärwicklung 6b und eine Tertiärwicklung 6c. Eine in der Tertiärwicklung 6c erzeugte Pulsspannung wird mittels einer Diode 7 gleichgerichtet und mittels eines Kondensators 8 geglättet, wobei die entstehende ausgabeseitige Spannung beiden Enden der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 zugeführt wird. Die in der Sekundärwicklung 6b erzeugte Pulsspannung wird mittels einer Diode 9 gleichgerichtet und mittels eines Kondensators 10 geglättet, was eine ausgabeseitige Spannung ergibt.
  • Mit Blick auf den Betrieb wird zunächst, wenn eine Wechselspannung an dem Anschluss a anliegt, diese mittels der Spannungsversorgungsgleichrichterdiode 1 gleichgerichtet und mittels des Glättungskondensators 2 geglättet, woraufhin die Spannung an dem Punkt b ansteigt. Zusammen mit dem Ansteigen der Spannung an dem Punkt b wird der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 über den Anlaufwiderstand 3 eine Spannung zugeführt. Erreicht die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einen bestimmten Wert, so gibt die Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 ein Pulssignal aus, das bei dem Schalttransistor 5 den Schaltbetrieb auslöst. Durch den Schaltbetrieb des Schalttransistors 5 wird eine Pulsspannung in der Primärwicklung 6a des Leistungstransformators 6 erzeugt. Infolgedessen wird auch in der Sekundärwicklung 6b und der Tertiärwicklung 6c eine Pulsspannung erzeugt.
  • Die in der Sekundärwicklung 6b erzeugte Pulsspannung wird mittels der Diode 9 gleichgerichtet und mittels des Kondensators 10 geglättet, wodurch eine Gleichspannung einer (nicht gezeigten) Vorrichtung zugeführt wird, die mit einem ausgabeseitigen Anschluss d verbunden ist. Die in der Tertiärwicklung 6c erzeugte Pulsspannung wird mittels der Diode 7 gleichgerichtet und mittels des Kondensators 8 geglättet, wodurch einem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine Gleichspannung zugeführt wird. Dies bedeutet, dass die Spannungsversorgung der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 zunächst über den Anlaufwiderstand 3 erfolgt, wenn die Wechselspannung an dem Anschluss a anliegt. Nach dem Beginn des Schaltbetriebes des Schalttransistors 5 wird diese über die Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zugeführt. Gleichwohl fließt in dem Anlaufwiderstand 3 ein Strom, weshalb elektrische Energie verbraucht wird.
  • Liegt beispielsweise an dem Anschluss a eine Wechselspannung von 240 V an, so ist die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 gleich 20 V, wenn der Widerstandswert des Anlaufwiderstandes 3 gleich 50 kΩ ist. Unter Vernachlässigung des Spannungsabfalls an der Spannungsversorgungsgleichrichterdiode 1 und ähnlichen Elementen gilt folgendes: (√–2 X 240 V)–20 V)2/50 kΩ = 2,04 W Dies bedeutet, dass der Anlaufwiderstand 3 stets ungefähr 2 W verbraucht. Der Energieverlust kann durch Vergrößern des Widerstandswertes des Anlaufwiderstandes 3 verringert werden, was jedoch mit einer längeren Zeitspanne bis zur Auslösung der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einhergeht, nachdem eine Wechselspannung an dem Anschluss a angelegt wurde. Deshalb erfolgt kein übermäßiges Vergrößern des Widerstandswertes.
  • Mit Blick auf die Energiesparfunktion zur Verringerung des Energieverbrauches wird der Energieverbrauch der Vorrichtung gesenkt, indem der Energieverbrauch der mit dem ausgabeseitigen Anschluss d verbundenen Vorrichtung verringert wird. Gefordert ist eine Verringerung des Energieverbrauchs auf 5 bis 8 W oder weniger, wobei der Energieverbrauch in dem Anlaufwiderstand 3 nicht vernachlässigbar ist.
  • Im aktiven Zustand der Spannungsversorgung trat das Problem auf, dass der Anlaufwiderstand 3 einen Energieverlust von einigen Watt aufwies.
  • Die Druckschrift US-A-4,866,590 offenbart eine Schaltspannungsversorgung, bei der das Anliegen einer Gleichspannung an einem Transformator mittels eines Schalttransistors gesteuert wird, der wiederum von einer Steuerschaltung gesteuert wird. Im Normalbetrieb wird mittels der Hilfswicklung an dem Transformator der Steuerschaltung eine Spannung zugeführt. Um die Schaltung auszulösen, ist ein Anlaufwiderstand vorgesehen, um die Spannung von der Primärspannungsversorgung beziehungsweise -quelle der Steuerschaltung zuzuführen. Der Anlaufwiderstand ist während des Normal -betriebes der Schaltung ausgeschaltet. Der Anlaufwiderstand wird ausgeschaltet, wenn nach dem Anlaufen festgestellt wird, dass die Steuerschaltung unabhängig von der tatsächlichen Spannung aus der Hilfswicklung Pulse für den Betrieb des Transformators ausgibt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Spannungsversorgungsvorrichtung zur Verwendung mit einer Wechselspannungsquelle bereit, wobei die Spannungsversorgungsvorrichtung umfasst:
    • einen Leistungstransformator, der eine Primärwicklung, eine Sekundärwicklung und eine Tertiärwicklung umfasst;
    • eine Spannungsversorgung, die mit einem Ende der Primärwicklung verbunden ist und
    • eine von der Spannungsquelle stammende Gleichspannung hierfür bereitstellt;
    • einen Schalttransistor, der mit dem anderen Ende der Primärwicklung verbunden ist und
    • einen Schaltbetrieb in Reaktion auf ein Pulssignal durchführt;
    • eine Spannungsversorgungssteuerschaltung, die von der Gleichspannung betrieben wird und ein Pulssignal für den Schalttransistor bereitstellt;
    • einen Anlaufwiderstand, der die von der Spannungsversorgung beziehungsweise -quelle stammende Gleichspannung für einen Spannungsversorgungsanschluss der Spannungsversorgungssteuerschaltung bereitstellt, wobei die Gleichspannung als Anlaufspannung verwendet wird;
    • eine Schaltschaltung, die in Reihe zu dem Anlaufwiderstand zwischen der Spannungsversorgung und dem Spannungsversorgungsanschluss angeordnet ist und von einem Steuersignal ein- und ausgeschaltet wird; und
    • eine Schaltsteuerschaltung, die das Steuersignal ausgibt; wobei
    • die Tertiärwicklung mit einer ersten Gleichrichtereinrichtung verbunden ist, die eine Gleichrichterdiode und einen Glättungskondensator umfasst, wobei der Ausgang der ersten Gleichrichtereinrichtung mit dem Spannungsversorgungsanschluss der Spannungsversorgungssteuerschaltung verbunden ist;
    • dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der ersten Gleichrichtereinrichtung mit der Schaltsteuerschaltung verbunden ist, und das Steuersignal von der Schaltsteuerschaltung direkt auf Basis des Ausgangs der ersten Gleichrichtereinrichtung erzeugt wird.
  • Zu Beginn des Betriebes der Schaltung ist die Schaltschaltung geschlossen, und der Spannungsversorgungssteuerschaltung wird eine Spannung über den Anlaufwiderstand zugeführt. Ist die Spannungsversorgungssteuerschaltung im aktiven Zustand, oder ist die Energiesparfunktion aktiv, so wird die Schaltschaltung geöffnet, damit der Energieverbrauch in dem Anlaufwiderstand und damit auch der Energieverbrauch im Energiesparzustand sinkt.
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Spannungsversorgungsvorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 2 ist ein Schaltungsdiagramm einer Spannungsversorgungsvorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 3 ist ein Schaltungsdiagramm eine Spannungsversorgungsvorrichtung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 4 ist ein Schaltungsdiagramm eines anderen Beispieles für eine Spannungsversorgungsvorrichtung.
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm einer herkömmlichen Spannungsversorgungsvorrichtung.
  • In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend beschrieben wird. Bauelemente, die ähnlich denjenigen sind, die im Stand der Technik beschrieben wurden, tragen dieselben Bezugszeichen, und eine Beschreibung derselben unterbleibt.
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Spannungsversorgungsvorrichtung vom Schalttyp entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die stabilisierende Steuereinheit zur Stabilisierung der ausgabeseitigen Spannung ist weggelassen.
  • In 1 ist eine Schaltschaltung 11 in Reihe mit einem Anlaufwiderstand 3 und einer Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 angeordnet und schaltet eine Spannung ein oder aus, die einem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 zugeführt wird. Eine Schaltsteuerschaltung 12 steuert das Ein- und Ausschalten der Schaltschaltung 11. Die Schaltsteuerschaltung 12 schaltet die Schaltschaltung 11 ein, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 keine Spannung aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zugeführt wird, oder wenn die Spannung kleiner als ein bestimmter Wert ist, der für einen stabilen Betrieb der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 notwendig ist, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine Spannung aus der Tertiärwicklung 6c zugeführt wird. Die Schaltsteuerschaltung 12 schaltet die Schaltschaltung 11 aus, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine für einen stabilen Betrieb ausreichend hohe Spannung aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zugeführt wird.
  • Wird dem Anschluss a eine Wechselspannung zugeführt, so wird die Wechselspannung in der Spannungsversorgungsgleichrichterdiode 1 gleichgerichtet und in dem Glättungskondensator 2 geglättet, wobei die Spannung an dem Punkt b ansteigt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spannung aufgrund der Tatsache, dass die Schaltschaltung 11 eingeschaltet ist, und die Spannung an dem Punkt b ansteigt, der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 über den Anlaufwiderstand 3 zugeführt. Erreicht die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einen vorbestimmten Wert, so nimmt die Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 den Betrieb auf, und der Schalttransistor 5 nimmt aufgrund eines Pulssignals den Schaltbetrieb auf. Durch den Schaltbetrieb des Schalttransistors 5 wird eine Pulsspannung in der Primärwicklung 6a des Leistungstransformators 6 erzeugt. Infolgedessen wird eine Pulsspannung in der Sekundärwicklung 6b und der Tertiärwicklung 6c erzeugt. Die in der Sekundärwicklung 6b erzeugte Pulsspannung wird mittels einer Diode 9 gleichgerichtet und mittels eines Kondensators 10 geglättet, sodass eine Gleichspannung einer (nicht gezeigten) Vorrichtung zugeführt wird, die mit einem ausgabeseitigen Anschluss d verbunden ist. Die in der Tertiärwicklung 6c erzeugte Pulsspannung wird mittels einer Diode 7 gleichgerichtet und mittels eines Kondensators 8 geglättet, sodass einem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine Gleichspannung zugeführt wird. Erreicht die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einen Wert, die für einen stabilen Betrieb der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 ausreichend hoch ist, so stellt die Schaltsteuerschaltung 12 dies fest, woraufhin die Schaltschaltung 11 ausgeschaltet wird. Infolgedessen kann der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 von dem Punkt b aus keine Spannung über den Anlaufwiderstand 3 zugeführt werden.
  • Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel, das die in Reihe mit dem Anlaufwiderstand 3 und der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 angeordnete Schaltschaltung 11 sowie die Schaltsteuerschaltung 12 zum Steuern des Ein- und Ausschaltens der Schaltschaltung 11 umfasst, schaltet die Schaltsteuerschaltung 12 die Schaltschaltung 11 aus, wenn die von dem Wechselspannungsausgang der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 gleichgerichtete ausgabeseitige Spannung einen Wert erreicht, der für einen stabilen Betrieb der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 ausreichend hoch ist. Aus diesem Grunde ist zu Beginn des stabilen Betriebes die von dem Anlauf widerstand 3 an die Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 gelieferte Spannung gleich 0, damit der Energieverbrauch in dem Anlaufwiderstand 3 sinkt.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand 2 beschrieben. Bauelemente, die denjenigen beim ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Erläuterung unterbleibt.
  • 2 ist ein Schaltungsdiagramm einer Spannungsversorgungsvorrichtung vom Schalttyp entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wie im Falle des ersten Ausführungsbeispieles die stabilisierende Steuereinheit zur Stabilisierung der ausgabeseitigen Spannung weggelassen ist.
  • Entsprechend 2 umfasst ein erster Transistor Q1 eine Schaltschaltung 11. Der Kollektor des ersten Transistors Q1 ist mit einem Anlaufwiderstand 3, dessen Emitter mit einem Spannungsversorgungsanschluss c einer Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 und dessen Basis über einen Widerstand R1 mit einem Anschluss b verbunden. Der erste Transistor Q1 schaltet die Spannung ein und aus, die dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 zugeführt wird. Ein zweiter Transistor Q2, Widerstände R1 und R2 sowie eine Zenerdiode D1 bilden eine Schaltsteuerschaltung 12 zum Ein- oder Ausschalten des ersten Transistors Q1. Der Kollektor des zweiten Transistors Q2 ist mit der Basis des ersten Transistors Q1, der Emitter des zweiten Transistors Q2 über die Zenerdiode D1 mit dem masseseitigen Anschluss b der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 und die Basis des zweiten Transistors Q2 mit dem Widerstand R2 zum Zuführen eines Basisstromes von der ausgabeseitigen Spannung verbunden, die ausgehend von der ausgabeseitigen Wechselspannung aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 gleichgerichtet wurde. Somit wird der erste Transistor Q1 eingeschaltet, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 keine Spannung zugeführt wird. Der erste Transistor Q1 wird ausgeschaltet, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 eine Spannung für einen stabilen Betrieb zugeführt wird.
  • Die Zenerdiode D1 weist eine Zenerspannung auf, die in ausreichendem Maße größer als die Betriebsanlaufspannung der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 ist, die jedoch kleiner als die Differenzspannung aus der von dem Leistungstransformator 6 herrührenden Spannung an dem Anschluss c und der Basis-Emitter-Vorwärts-Spannung Vbe des zweiten Transistors Q2 ist.
  • Wird dem Anschluss a eine Wechselspannung zugeführt, so wird die Wechselspannung mittels der Energieversorgungsgleichrichterdiode 1 gleichgerichtet und mittels des Glättungskondensators 2 geglättet, wodurch die Spannung an dem Punkt b ansteigt. Da die Spannung an dem Punkt b ansteigt, wird dem ersten Transistor Q1 ein Basisstrom über den Widerstand R1 zugeführt. Derart wird der erste Transistor Q1 eingeschaltet. In der Niedrigspannungsphase des Spannungsversorgungsanschlusses c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 ist der zweite Transistor Q2 im Aus-Zustand. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine Spannung über den Anlaufwiderstand 3 zugeführt. Wenn die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einen vorbestimmten Wert erreicht, so nimmt die Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 den Betrieb auf. Durch den Schaltbetrieb des Schalttransistors 5 wird die Gleichstromversorgung von der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zu dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 ermöglicht.
  • Übersteigt die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 die Gesamtspannung aus der Zenerspannung der Zenerdiode D1 und der Basis-Emitter-Vorwärts-Spannung Vbe des zweiten Transistors Q2, so wird der zweite Transistor Q2 eingeschaltet. Die Basisspannung des ersten Transistors Q1 wird niedriger als die Emitterspannung (Spannung an dem Anschluss c), und der erste Transistor Q1, der zu der Schaltschaltung 11 gehört, wird ausgestaltet. Dieser Zustand wird beibehalten, nachdem die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
  • Im Aus-Zustand des ersten Transistors Q1 tritt ungeachtet der Tatsache, dass in dem Anlaufwiderstand 3 keine Energie verbraucht wird, ein Energieverbrauch in den Widerständen R1 und R2 sowie in dem zweiten Transistor Q2 und der Zenerdiode D1 auf, die zu der Schaltsteuerschaltung 12 gehören. Unter der Annahme, dass die Gleichstromverstärkung hFE des ersten Transistors Q1 gleich 100 ist, kann der Wert des Wider standes R1 auch dann um ein Vielfaches größer als der Wert des Anlaufwiderstandes 3 sein, wenn das Durchleiten eines ausreichenden Basisstromes an den ersten Transistor Q1 ermöglicht wird. Somit kann im Vergleich zum Energieverbrauch an dem Anlaufwiderstand 3 der Energieverbrauch an den Widerständen R1 und R2 sowie an dem zweiten Transistor Q2 und der Zenerdiode D1 derart gesenkt werden, dass er ausreichend klein ist.
  • Entsprechend diesem zweiten Ausführungsbeispiel, das den ersten Transistor Q1, der als zwischen dem Anlaufwiderstand 3 und der Spannungsversorgungsteuerschaltung 4 angeordnete Schaltschaltung 11 wirkt, sowie die Schaltsteuerschaltung 12, die den ersten Transistor Q1 lediglich beim Anlaufen einschaltet und nach dem Anlaufen ausschaltet, umfasst, kann der Energieverbrauch in dem Anlaufwiderstand 3 gesenkt werden.
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand 3 beschrieben. Bauelemente, die denjenigen beim ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Erläuterung unterbleibt.
  • 3 ist ein Schaltungsdiagramm einer Spannungsversorgungsvorrichtung vom Schalttyp entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wie im Falle des ersten Ausführungsbeispieles die stabilisierende Steuereinheit zur Stabilisierung der ausgabeseitigen Spannung weggelassen ist.
  • Entsprechend 3 umfasst ein erster Transistor Q1 eine Schaltschaltung 11. Der Kollektor des ersten Transistors Q1 ist mit einem Anlaufwiderstand 3, dessen Emitter mit dem Spannungsversorgungsanschluss c einer Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 und dessen Basis mit einem Anschluss b eines Widerstandes R1 verbunden. Der erste Transistor Q1 schaltet die Spannung ein und aus, die einem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 zugeführt wird. Der Widerstand R1 und die Zenerdiode D2 bilden eine Schaltsteuerschaltung 12 zum Ein- oder Ausschalten des ersten Transistors Q1. Die Zenerdiode D2 ist zwischen der Basis des ersten Transistors Q1 und dem masseseitigen Anschluss der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 angeordnet. Der erste Transistor Q1 wird eingeschaltet, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 keine Spannung aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zugeführt wird. Der erste Transistor Q1 wird ausgeschaltet, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine Spannung aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zugeführt wird.
  • Die Zenerdiode D2 weist eine Zenerspannung auf, die in ausreichendem Maße größer als die Betriebsanlaufspannung der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 ist, die jedoch kleiner als die Gesamtspannung aus der von dem Leistungstransformator 6 herrührenden Spannung an dem Anschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 und der Basis-Emitter-Vorwärts-Spannung Vbe des ersten Transistors Q1 ist.
  • Wird dem Anschluss a eine Wechselspannung zugeführt, so wird die Wechselspannung mittels der Energieversorgungsgleichrichterdiode 1 gleichgerichtet und mittels des Glättungskondensators 2 geglättet, wodurch die Spannung an dem Punkt b ansteigt. Mit dem Ansteigen der Spannung an dem Punkt b wird dem ersten Transistor Q1 ein Basisstrom über den Widerstand R1 zugeführt. Derart wird der erste Transistor Q1 eingeschaltet. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine Spannung über den Anlaufwiderstand 3 zugeführt. Wenn die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einen vorbestimmten Wert erreicht, so nimmt die Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 den Betrieb auf. Durch den Schaltbetrieb des Schalttransistors 5 wird die Gleichstromversorgung von der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zu dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 ermöglicht.
  • Übersteigt die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 bei ihrem Anstieg die Gesamtspannung aus der Zenerspannung der Zenerdiode D2 und der Basis-Emitter-Vonnrärts-Spannung Vbe des ersten Transistors Q1, so wird die Basisspannung des ersten Transistors Q1 niedriger als die Emitterspannung (Spannung an dem Anschluss c), weshalb der erste Transistor Q1, der die Schaltschaltung 11 bildet, ausgestaltet wird. Dieser Zustand wird beibehalten, nachdem die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einen vorbestimmten Wert erreicht.
  • Im Aus-Zustand des ersten Transistors Q1 wird in dem Anlaufwiderstand 3 keine Energie verbraucht, es erfolgt jedoch ein Energieverbrauch in der Zenerdiode D2, die die Schaltsteuerschaltung 12 bildet. Unter der Annahme, dass die Gleichstromverstärkung hFE des ersten Transistors Q1 gleich 100 ist, kann der Wert des Widerstandes R1 auch dann um ein Vielfaches größer als der Wert des Anlaufwiderstandes 3 sein, wenn das Durchleiten eines ausreichenden Basisstromes an den ersten Transistor Q1 möglicht ist. Somit kann im Vergleich zum Energieverbrauch an dem Anlaufwiderstand 3 der Energieverbrauch an dem Widerstand R1 und der Zenerdiode D2 derart gesenkt werden, dass er ausreichend klein ist.
  • Entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel, das den ersten Transistor Q1, der als zwischen dem Anlaufwiderstand 3 und der Spannungsversorgungsteuerschaltung 4 angeordnete Schaltschaltung 11 wirkt, sowie die Schaltsteuerschaltung 12, die den ersten Transistor Q1 lediglich beim Anlaufen einschaltet und nach dem Anlaufen ausschaltet, umfasst, kann der Energieverbrauch in dem Anlaufwiderstand 3 gesenkt werden.
  • Ein anderes Beispiel für eine Spannungsversorgungsvorrichtung wird nachstehend anhand 4 beschrieben. Dieses Beispiel ist nicht Teil der Erfindung. Bauelemente, die denjenigen beim ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht beschrieben.
  • 4 ist ein Schaltungsdiagramm einer Spannungsversorgungsvorrichtung vom Schalttyp entsprechend einem anderen Beispiel, wobei wie im Falle des ersten Ausführungsbeispieles die stabilisierende Steuereinheit zur Stabilisierung der ausgabeseitigen Spannung weggelassen ist.
  • Entsprechend 4 umfasst ein erster Transistor Q1 eine Schaltschaltung 11, wobei der Kollektor des ersten Transistors Q1 mit einem Anlaufwiderstand 3, dessen Emitter mit einem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 und dessen Basis über einen Widerstand R1 mit einem Anschluss b verbunden ist. Der erste Transistor Q1 schaltet die Spannung ein oder aus, die einem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 zugeführt wird. Widerstände R1, R3 und R4, ein Fotoisolator PH1 und ein dritter Transistor Q3 bilden eine Schaltsteuerschaltung 12 zum Ein- und Ausschalten des ersten Transistors Q1.
  • Der Kollektor des Transistors des Fotoisolators PH1 ist mit der Basis des ersten Transistors Q1 und der Emitter des Transistors des Fotoisolators PH1 mit dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 verbunden. Der erste Transistor Q1 wird eingeschaltet, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 keine Spannung aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zugeführt wird. Der erste Transistor Q1 wird ausgeschaltet, wenn der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine Spannung aus der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 zugeführt wird. In Abhängigkeit von der ausgabeseitigen Spannung der Sekundärwicklung 6b des Leistungstransformators 6 wird der erste Transistor Q1 ein- oder ausgeschaltet.
  • Wird dem Anschluss a eine Wechselspannung zugeführt, so wird die Wechselspannung mittels der Spannungsversorgungsgleichrichterdiode 1 gleichgerichtet und mittels des Glättungskondensators 2 geglättet, wodurch die Spannung an dem Punkt b ansteigt. Mit dem Ansteigen der Spannung an dem Punkt b wird dem ersten Transistor Q1 über den Widerstand R1 ein Basisstrom zugeführt, weshalb der erste Transistor Q1 eingeschaltet wird. Der dritte Transistor Q3 verbleibt im Aus-Zustand, bis eine Spannung an dem ausgabeseitigen Anschluss d erzeugt wird, und eine Spannung an dem Anschluss e anliegt. Auf diese Weise wird beim ersten Ausführungsbeispiel über den Anlaufwiderstand 3 der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 eine Spannung zugeführt. Erreicht die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluss c der Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 einen vorbestimmten Wert, so nimmt die Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 den Betrieb auf. Durch den Schaltbetrieb des Schalttransistors 5 wird eine Gleichspannung einer (nicht gezeigten) Schaltung zugeführt, die mit dem ausgabeseitigen Anschluss d der Sekundärwicklung 6b und der Tertiärwicklung 6c des Leistungstransformators 6 und dem Spannungsversorgungsanschluss c des Spannungsversorgungssteuerschaltung 4 verbunden ist, sodass die Spannungsversorgungsvorrichtung einen stabilen Betrieb erreicht. Während dieser Zeit liegt keine Spannung an dem Anschluss e an.
  • Beim Übergang in den Betriebszustand geringen Energieverbrauchs (Energiesparzustand) fließt, wenn eine ausreichende Spannung zum Einschalten des dritten Transistors Q3 an dem Anschluss e anlegt, ein Strom in der Diode des Fotoisolators PH1. Infolgedessen wird der Transistor des Fotoisolators PH1 eingeschaltet, und die Ba sisspannung des ersten Transistors Q1 fällt, wodurch der erste Transistor Q1, der die Schaltschaltung bildet, ausgeschaltet wird.
  • Ist der erste Transistor Q1 im Aus-Zustand, so wird keine Energie in dem Anlaufwiderstand 3 verbraucht, sondern es tritt ein Energieverbrauch in den Widerständen R1, R3, R4 sowie in dem Fotoisolator PH1 und dem dritten Transistor Q3 auf, die die Schaltsteuerschaltung 12 bilden. Aus demselben Grund wie beim zweiten Ausführungsbeispiel kann der Energieverbrauch der Schaltsteuerschaltung 12 im Vergleich zum Energieverbrauch an dem Anlaufwiderstand 3 derart gesenkt werden, dass er ausreichend klein ist.
  • Entsprechend diesem anderen Beispiel, das den ersten Transistor Q1, der als zwischen dem Anlaufwiderstand 3 und der Spannungsversorgungsteuerschaltung 4 angeordnete Schaltschaltung 11 wirkt, sowie die Schaltsteuerschaltung 12, die den ersten Transistor Q1 ein- oder ausschaltet, umfasst, kann der Energieverbrauch an dem Anlaufwiderstand 3 gesenkt werden, wodurch der Energieverbrauch im Energiesparbetrieb sinkt.

Claims (4)

  1. Spannungsversorgungsvorrichtung zur Verwendung mit einer Wechselspannungsquelle, wobei die Spannungsversorgungsvorrichtung umfasst: einen Leistungstransformator, der eine Primärwicklung (6a), eine Sekundärwicklung (6b) und eine Tertiärwicklung (6c) umfasst; eine Spannungsversorgung, die mit einem Ende der Primärwicklung (6a) verbunden ist und eine von der Spannungsquelle stammende Gleichspannung hierfür bereitstellt; einen Schalttransistor (5), der mit dem anderen Ende der Primärwicklung (6a) verbunden ist und einen Schaltbetrieb in Reaktion auf ein Pulssignal durchführt; eine Spannungsversorgungssteuerschaltung (4), die von der Gleichspannung betrieben wird und ein Pulssignal für den Schalttransistor bereitstellt; einen Anlaufwiderstand (3), der die von der Spannungsversorgung stammende Gleichspannung für einen Spannungsversorgungsanschluss der Spannungsversorgungssteuerschaltung (4) bereitstellt, wobei die Gleichspannung als Anlaufspannung verwendet wird; eine Schaltschaltung (11), die in Reihe zu dem Anlaufwiderstand zwischen der Spannungsversorgung und dem Spannungsversorgungsanschluss angeordnet ist und von einem Steuersignal ein- und ausgeschaltet wird; und eine Schaltsteuerschaltung (12), die das Steuersignal ausgibt; wobei die Tertiärwicklung (6c) mit einer ersten Gleichrichtereinrichtung (7, 8) verbunden ist, die eine Gleichrichterdiode und einen Glättungskondensator umfasst, wobei der Ausgang der ersten Gleichrichtereinrichtung mit dem Spannungsversorgungsanschluss der Spannungsversorgungssteuerschaltung (4) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der ersten Gleichrichtereinrichtung mit der Schaltsteuerschaltung (12) verbunden ist, und das Steuersignal von der Schaltsteuerschaltung direkt auf Basis des Ausgangs der ersten Gleichrichtereinrichtung erzeugt wird.
  2. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltsteuerschaltung (12) ausgelegt ist, das die Schaltschaltung (11) ausschaltende Steuersignal auszugeben, wenn der Ausgang der ersten Gleichrichtereinrichtung eine vorbestimmte Spannung übersteigt, die für einen stabilen Betrieb der Spannungsversorgungssteuerschaltung (4) ausreichend ist, und das die Schaltschaltung (11) einschaltende Steuersignal auszugeben, wenn der Ausgang der ersten Gleichrichtereinrichtung nicht höher als die vorbestimmte Spannung wird.
  3. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schaltschaltung (11) einen ersten Transistor (Q1) umfasst, dessen Kollektor mit dem Anlaufwiderstand (3) verbunden ist, dessen Emitter mit dem Spannungsversorgungsanschluss der Spannungsversorgungssteuerschaltung (4) verbunden ist, und dessen Basis mit der Spannungsversorgung über einen weiteren Widerstand (R1) verbunden ist; und die Schaltsteuerschaltung (12) einen zweiten Transistor (Q2) umfasst, dessen Kollektor mit der Basis des ersten Transistors (Q1) verbunden ist, und dessen Emitter mit einem masseseitigen Anschluss der Spannungsversorgungssteuerschaltung (4) über eine Zenerdiode (D1) verbunden ist, wobei der Ausgang der ersten Gleichrichtereinrichtung mit der Basis des zweiten Transistors (Q2) verbunden ist, wobei die vorbestimmte Spannung durch die Zenerspannung der Zenerdiode (D1) bestimmt ist.
  4. Spannungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schaltschaltung (11) einen ersten Transistor (Q1) umfasst, dessen Kollektor mit dem Anlaufwiderstand (3) verbunden ist, dessen Emitter mit dem Spannungsversorgungsanschluss der Spannungsversorgungssteuerschaltung (4) verbunden ist, und dessen Basis mit der Spannungsversorgung über einen weiteren Widerstand (R1) verbunden ist; und die Schaltsteuerschaltung (12) eine Zenerdiode (D2) umfasst, die zwischen der Basis des ersten Transistors (Q1) und einem masseseitigen Anschluss der Spannungsversorgungsteuerschaltung (4) angeordnet ist, wobei die vorbestimmte Spannung durch die Zenerspannung der Zenerdiode (D2) bestimmt ist.
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