DE8605501U1

DE8605501U1 - Hochleistungs-Schaltnetzteil

Info

Publication number: DE8605501U1
Application number: DE19868605501
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1987-10-22

Description

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Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen Berlin und München VPA 86 P 1 O 9 6 DE

Hochieistungs-Schaltnetzteil

Die Erfindung betrifft ein Hochieistungs-Schaltnetzteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Schaltnetzteile haben gegenüber herkömmlichen Netzteilen den wesentlichen Vorteil, daß sie bei niedrigerem Gewicht und geringerem Volumen bei entsprechend geringerem Kostenaufwand einen höheren Wirkungsgrad haben. Dem stehen als Nachteile eine etwas kompliziertere Schalttechnik, eine stärkere HF-Störstrahlung und größere Schwierigkeiten bei der Glättung der Ausgangsspannung gegenüber.

Stärkere HF-StÖrungen treten insbesondere bei Schaltnetzteilen auf, die nur in einem der zu den beiden Ausgangsklemmen führenden Leitungen eine Siebdrossel aufweisen mit der Folge, daß die HF-Störung über die jeweils andere drosselfreie Leitung bis zum Verbraucher gelangt. Der Einbau zusätzlicher HF-Drosseln in die beiden Ausgsngsleitungen, ggfs. in Verbindung mit Y-Entstörkondensatoren, ist zwar grundsätzlich möglich, bedingt aber bei Hochleitungsgeräten einen erheblichen Aufwand, weil diese HF-Drosseln wegen ihrer Größe sehr teuer sind.

Dies gilt auch für den Fall, daß in jeder der beiden Ausgangsleitungen eine Leistungsdrossel zwischengeschaltet wird, weil die zweite Leistungsdrossel zwangsläufig einen zusätzlichen Raumbedarf und entsprechende Mehrkosten erfordert. Bei Hochleistungs-Schaltnetzteilen kommt erschwerend hinzu, daß Leistungsdrosseln wegen des großen Leitungsquerschnitts praktisch nicht "bewickelt" werden können.

Sta 1 Obh / 25.02.1986

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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für die Verbesserung der Glättung und HF-EntstÖrung bei Hochieistungs-Schaltkreisen eine auch im Hinblick auf den notwendigen Ra'.tfi- und Materialbedarf möglichst optimale Lösung zu finden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Anordnung entspricht einer Drossel mit zwei Windungen, ohne daß das Wicklungsmaterial mit seinem wegen der hohen Stromstärken entsprechend großen Querschnitt gewickelt werden muß. Ein weiterer Vorteil sind die aufgrund des symmetrischen Aufbaus guten Entstöreigenschaften der Siebschaltung.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

FIG 1 das Prinzipschaltbild eines Schaltnetzteils mit einem im Ausgangskreis vorgesehenen LC-Siebglied
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FIG 2 eine Siebschaltung gemäß der Erfindung mit zwei Siebdrosseln

FIG 3, 4 den prinzipiellen Aufbau einer Siebdrosselan-Ordnung nach Fig. 2

FIG 5 eine vorteilhafte Realisierung einer Siebdrosselanordnung nach den Fig. 3 und 4.

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. 3 . VPA 86 P 1 O 9 6 DE Das in Fig. 1 dargestellte Prinzipschaltbild eines Schgltnetzteils zeigt eingangsseitig einen Netzgleichrichter NGL mit nachfolgender Schaltstufe SST, die aus der Gleichspannung durch Zerhacken eine Rechteckspannung erzeugt und diese mit Hilfo eines Transformators übersetzt. Auf der Sekundärseite des Transformators, der gleichzeitig für eine Netzkcnnung sorgt, erfolgt zunächst eine Gleichrichtung mit Hilfe der beiden Gleichrichter Dl, D2 und anschließend eine Siebung. Die Siebschaltung besteht aus einer längs der einen Ausgangsleitung eingeschalteten Glättungsdrossel L-, und aus einem im Querzweig liegenden Glattungskondensators C&ldquor;. Eine derartige Siebschaltung hat den Nachteil, daß die durch die Schaltstufe SST verursachte und durch Blitzpfeile symbolisierte HF-Störstrahlung nur im Drosselzweig ausreichend reduziert wird. In der zweiten, zum Minuspol führenden Ausgangsleitung, die keine Glättungsdrossel enthält, gelangt die HF-Störstrahlung nämlich ungehindert bis zum Ausgang.

Die Siebschaltung nach Fig. 2 begegnet diesen Schwierig-

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keiten in vorteilhafter Weise dadurch, daß nun in beiden Ausgangsleltungen je eine Glättungsdrossel L^, L_ß2 enthalten ist und daß beide Drosseln auf einem gemeinsamen Spulenkern angeordnet sind.
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Wie der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Spulenaufbau zeigt, bestehen beide Drosseln L&ldquor;,, L_ß2 aus je einer Windung und außerdem sind beide Windungen in gleichem Wick-[ lungssinn durch den Spulenkern SPK geführt. Dies bedeu-30 tet, daß sich die vom Punkt A zum Pluspol bzw. vom Minuspol zum Punkt B jeweils durch den Spulenkern SPK fließen- '. den Ströme I addieren.

Ein für Hochleistungs-Schaltnetzteile besonders vorteil-35 hafter Aufbau für die Siebdrosseln nach den Fig. 3 und 4 ist in Fig. 5 dargestellt. Sie zeigt in perspektivischer

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I Darstellung eine der Drossel L_n, zugeordnete Leiterbahn j in Form eines Kupferbandes. Dieses Kupferband ist in drei an einem Ende zusammenhängende Teilbahnen unterteilt, von I denen die mittlere Teilbahn als erste Windung Wl durch I 5 die Bohrung eines rohrförmigen Spulenkerns SPK geführt I iit, während die beiden äußeren Teilbahnen außen am Kern zurückgeführt sind. Diese beiden äußeren Teilbahnen sind über den Kern hinaus verlängert und mit ihren verlängertsn rechtwinkelig zur Kernachse abgebogenen Enden mit 10 einer der beiden Ausgangsklemmen - hier mit dem Pluspol verbunden. Der Anfang der mittleren Teilbahn ist ebenfalls rechtwinkelig zur Kernachse und zwar vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung zu den beiden äußeren Teil-I bahnen abgebogen.

I Die der anderen Drossel L_n^ zugeordnete Leiterbahn ist

I ebenfalls ein Kupferband und verläuft zunächst, ausgehend

I von der zweiten Ausgangsklemme, zwischen den beiden äuße-

I ren Teilbahnen der anderen Drossel L_n, und anschließend

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; 20 als zweite Windung W2 durch den Spulenkern SPK. Die abge- I bogenen Enden der beiden äußeren Teilbahnen von Drossel I Lp^ und die dazwischen liegende Leiterbahn von Drossel I L_G2 dienen zweckmäßig als Montageflächen für einen oder mehrere parallel geschaltete Glättungskondensatoren C_n. 25

4 Pa±er»tflnsprüche

5 Figuren
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Claims

le * VPA 86 P 10 9 6 DE

1. Hochleistungs-Schaltnetzteil mit einem Leistungsübertrager, dessen Primärzweig aus einem Netzgleichrichter und einer Schaltstufe besteht, in dessen Sekundärkreis nach einem Gleichrichterteil eine Siebschaltung vorgesehen ist, die aus zwei in den zu den beiden Ausgangsklemmen führenden Leitungen jeweils im Längszweig angeordneten Drosseln und wenigstens einem Querkondensator besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drosseln d-_Gi> ^lq2^ ^aus J^{e e}*^{ner a}^^s streifenförmige Leiterbahn ausgebildeten Windung (WJ, W2) bestehen und daß beide Windungen (Wl, W2) in gleichem Wicklungssinn durch einen gemeinsamen Magnetkern (SPK) geführt sind.

2. Hochleistungs-Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windung (Wl) der einen Drossel d-g·,) aus einer in drei Teilbahnen unterteilten Leiterbahn besteht, von denen die mittlere Leiterbahn durch den Magnetkern (SPK) geführt und die beiden äußeren Teilbahnen außen am Kern zurückgeführt und mit einer der beiden Ausgangsklemmen verbunden sind.

3. Hochleistungs-Schaltnetzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der anderen Ausgangsklemme verbundene Leiterbahn der anderen Drossel (^L _Go) zwischen den beiden Teilbahnen der einen Drossel (I-_Gi) und anschließend durch den Magnetkern (SPK) geführt ist.

4. Hochleistungs-Schaltnetzteil ,nach den Ansprüchen 2 und 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die

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verlängerten Enden der beiden äußeren Teilbahnen der einen Drossel (I-_Gl) und der zwischen diesen beiden Teilbahnen verlaufende Abschnitt der Leiterbahn für die andere Drossel (L_Q2) als Montagefläche für einen, oder 5 mehrere parallel geschaltete Glattungskondensatoren (C_) dient.