FI92892C - Menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran rajoittamiseksi ylikuormitustilanteissa sekä flyback-tyyppinen hakkuriteholähde - Google Patents
Menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran rajoittamiseksi ylikuormitustilanteissa sekä flyback-tyyppinen hakkuriteholähde Download PDFInfo
- Publication number
- FI92892C FI92892C FI931137A FI931137A FI92892C FI 92892 C FI92892 C FI 92892C FI 931137 A FI931137 A FI 931137A FI 931137 A FI931137 A FI 931137A FI 92892 C FI92892 C FI 92892C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- current
- voltage
- control circuit
- primary
- output
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
- H02H7/1227—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to abnormalities in the output circuit, e.g. short circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
92892
Menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran rajoittamiseksi ylikuormitustilanteissa sekä flyback-tyyp-pinen hakkuriteholähde 5
Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen l johdanto-osan mukainen menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran rajoittamiseksi ylikuormitus-tilanteissa. Keksinnön kohteena on myöskin oheisen patentit) tivaatimuksen 5 johdanto-osan mukainen flyback-tyyppinen hakkuriteholähde.
Hakkuriteholähteiden (switched-mode power supply) osuus teholähdesuunnittelussa on jatkuvasti kasvussa. Tämä johtuu niiden useista eduista, joita ovat esim. hyvä hyö-15 tysuhde, laaja tulojännitealue sekä mahdollisuus toteuttaa kompakteja ja kevyitä teholähteitä. Hakkuriteholähteissä käytetään nykyisin yhä useammin flyback-topologiaa (topologialla tarkoitetaan sitä piirikonfiguraatiota, joka määrää, miten teho siirtyy teholähteessä). Flyback-tyyp-20 pisen teholähteen suurin etu on sen yksinkertainen ja halpa rakenne, joka soveltuu käytettäväksi myös moniläh-töisissä teholähteissä. Flyback-tyyppisellä teholähteellä on kuitenkin eräs epäkohta, joka aiheuttaa ongelmia varsinkin, jos teholähteessä on useita lähtöjä. Tämä epäkohta 25 on kohtuuttoman suureksi kasvava lähtövirta oikosulku- tai vastaavissa ylikuormitustapauksissa. Kun flyback-teholäh-teen kuorma kasvaa niin, että teholähteessä yleisesti käytetty ensiövirran tunnistukseen perustuva säätö alkaa kaventaa kytkintä ohjaavan pulssin leveyttä, siirtyy teho-30 lähde lähes vakiotehomoodiin. Kun kuormitusta kasvatetaan ja lähtöjännite laskee, kasvaa lähtövirta. Oikosulkuvirrat ovat usein kohtuuttoman suuria, erityisesti, kun vielä muille lähdöille varattu teho siirtyy ylikuormitettuun lähtöön. Ongelman ratkaisemiseksi tarkoitetut erilliset 35 virranmittauspiirit tulevat nekin kohtuuttoman kalliiksi 2 92892 sekä vaativat erikoisjärjestelyjä, koska säätöpiiri sijoitetaan nykyisin yleensä, kustannussyistä johtuen, ensiöön.
US-patentissa 4,908,755 on esitetty eräs tapa rajoittaa flyback-teholähteen lähtövirtaa. Säätö tapahtuu 5 säätämällä ensiövirran huippuarvoa tulo- ja lähtöjännit-teiden funktiona. Tässäkin tapauksessa on säätö suoritettu sangen monimutkaisella piirillä, jossa parametrit joudutaan mitoittamaan niin, että voidaan simuloida flyback-teholähteessä tulo- ja lähtöjännitteiden sekä ensiövirran 10 huippuarvon välillä vallitsevaa muodollista riippuvuutta.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on päästä eroon edellä kuvatuista epäkohdista sellaisella ratkaisulla, joka takaa mahdollisimman taloudellisen käytännön toteutuksen. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella mene-15 telmällä ja teholähteellä, joista menetelmälle on tunnusomaista se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa ja teholähteelle se, mitä kuvataan oheisen patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaisena ajatuksena on käyttää hyväksi 20 muuntajan läpi takaisin ensiöpuolelle heijastuvaa toisio-jännitettä muodostamalla tästä jännitteestä säätösignaali, jolla ohjataan kytkintä ohjaavaa säätöpiiriä.
Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta ei tasasuuntaajien jäähdytystä ja foliota tarvitse ylimitoittaa, eikä 25 muuntajan toisiokäämien suunnittelussa tarvitse myöskään ' varautua siihen, että jokaisessa käämissä voi kulkea koh tuuttoman suuria virtoja. Lisäksi on kuorman puolella tapahtuva vaurio pienempi oikosulun sattuessa.
Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia suoritus-30 muotoja kuvataan tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista flyback-tyyppistä teholähdettä, kuvio 2 esittää lohkokaaviona kuviossa 1 esitettyä 35 virranrajoituspiiriä, f 3 92892 kuvio 3 esittää kuvion 2 virranrajoituspiirin antaman ohjausvirran riippuvuutta teholähteen lähtöjännitteestä, kuvio 4 esittää kuviossa 1 esitetyn teholähteen 5 erästä yksityiskohtaisempaa toteutusta, ja kuvio 5 esittää lähtövirran ja -jännitteen käyttäytymistä sekä tunnetun tekniikan mukaisessa että kuviossa 4 esitetyssä teholähteessä.
Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen flyback-10 tyyppinen teholähde, joka muuttaa tulokondensaattorin Cin napoihin tuodun tasasuunnatun jännitteen Uin toiseksi tasajännitteeksi Uout, joka esiintyy lähtökondensaattorin Cout navoissa. Teholähde käsittää sinänsä tunnetusti ensinnäkin muuntajan 10, jonka läpi teho siirretään ensiöstä 15 toisioon, ensiöpiirissä olevan kytkimen SW, jolla katkotaan ensiökäämin 10a läpi kulkevaa ensiövirtaa ja kytkintä ohjaavan säätöpiirin 13, joka kytkimen toimintajaksoa (duty cycle) säätämällä ohjaa ulostulojännitettä Uout. Säätö tapahtuu pulssinleveysmodulaation (PWM) avulla, 20 toisin sanoen säätämällä kytkimen ON- ja OFF-jaksojen pituuksien keskinäistä suhdetta. Toisiopiirissä on toi-siokäämin 10b rinnalle kytketty tasasuuntausdiodi Dl ja ulostulokondensaattori Cout keskenään sarjaan.
Flyback-teholähde toimii seuraavasti. Kun kytkin SW 25 on kiinni (ON-tila), muodostuu muuntajan pisteen puolei-• siin päihin positiivinen jännite. Lähdön tasasuuntaus- diodin Dl yli on tällöin estosuuntainen jännite, joten se ei johda. Tästä johtuen on toisiovirta nolla kytkimen ON-tilan aikana. Ensiöpuolella kytkimen läpi kulkeva virta 30 sen sijaan kasvaa lineaarisesti ON-tilan aikana. Muuntaja varastoi energiaa magneettivuohonsa (ilmarakoon) tämän vaiheen aikana, joten itse asiassa muuntaja on toisiolla varustettu induktanssi. Kun kytkin ohjataan johtamattomaan tilaan (auki- eli OFF-tilaan), kääntää muuntajan magneet-35 tivuohon varastoitunut energia käämityksen jännitteen 4 92892 päinvastaiseksi (flyback-ilmiö), jolloin toisiopuolen ta-sasuuntausdiodi Dl alkaa johtaa ja muuntajan toisiokää-missä alkaa kulkea virta. Päinvastoin kuin ensiövirta, toisiovirta pienenee lineaarisesti OFF-tilan aikana. Sa-5 maila toisiovirta pitää yllä vaadittavan ulostulojännit-teen lähtökondensaattorin Cout yli.
Mikäli lähdössä oleva kuorma kasvaa, tarvitsee ainoastaan kytkimen ON-tilan pituutta säätää pidemmäksi, minkä seurauksena ensiövirta ehtii kasvaa suuremmaksi, jolloin 10 OFF-tilan aikana on toisiovirta vastaavasti suurempi. Flyback-teholähde voi toimia joko jatkuvassa tilassa (toi-sioenergia ei ehdi purkautua kokonaan flyback-vaiheen päätyttyä) tai epäjatkuvassa tilassa, jossa energia puretaan täysin joka jakson yhteydessä. On myös sellaisia 15 flyback-teholähteitä, jotka toimivat jatkuvassa ja epäjat kuvassa tilassa, kuormasta riippuen. Esillä olevan keksinnön mukainen teholähde voi olla mitä tahansa edellä kuvattua tyyppiä.
Muuntajan ensiökäämin kierroslukua on kuviossa 20 merkitty viitemerkillä Np ja toisiokäämin kierroslukua vastaavasti viitemerkillä Ns. Kytkin SW on kuviossa esitetty ainoastaan sen toimintaa kuvaavana ideaalisena elimenä, käytännössä kytkin toteutetaan tyypillisesti MOSFE-Tillä tai bipolaaritransistorilla. Kytkinpulssin leveyttä 25 ohjaava säätöpiiri 13 voi toimia joko jännitemoodissa lähtöjännitteeseen perustuen (ns. voltage mode) tai virta-moodissa ensiövirtaan ja lähtöjännitteeseen perustuen (ns. current mode). Suurin osa (n. 80%) nykyisistä flyback- hakkureista käyttää virtamoodipiirejä (koska virtamoo-30 disäädöllä saadaan säädön vaihevara paremmaksi kuin jänni-temoodisäädöllä). Tämän vuoksi kuvion 1 esimerkissä esitetty säätöpiiri onkin virtamoodissa toimiva säätöpiiri 13, joka suorittaa säädön erovahvistimelta 15 saamansa jännitetiedon sekä kytkimeltä saamansa virtatiedon perus-35 teella. Jännitetieto muodostetaan vertaamalla erovahvisti- 5 92892 messa lähtöjännitettä referenssijännitteeseen ja syöttämällä erosignaali esim. optoeristimen 14 kautta säätöpiirin erojännitesisäänmenoon EV. Virtatieto saadaan kytkimeltä SW vastuksen Rcs kautta säätöpiirin virranmittaus-5 tuloon CS. Tieto saadaan virranmittausvastuksen R7 (jonka arvo on pieni verrattuna vastuksen Rcs arvoon) yli vaikuttavana jännitteenä. Säätöpiiri 13 voi olla esim. tyyppiä UC3843 (tai jokin muu saman perheen piiri), valmistaja Unitrode Corporation, USA. Vastaavia piirejä on myös muil-10 la valmistajilla.
Keksinnön mukaisessa ratkaisussa käytetään hyväksi ensiöpuolelle takaisin heijastuvaa toisiojännitettä. Fly-back-teholähteessähän on kytkimen yli vaikuttava jännite Vs OFF-tilan aikana suuruudeltaan:
Vs = Uin + “““ (Uni + Uout) (1)
Ns D1 15 UDI on toision tasasuuntausdiodin Dl yli vaikuttava jännite. Koska tämä jännite on pieni verrattuna lähtöjännitteeseen Uout, ei sitä välttämättä tarvitse huomioida. Keksinnön mukaisesti on ensiöpuolelle lisätty erillinen virran-rajoituspiiri 12, jonka sisäänmenoon A tämä kytkimen yli 20 vaikuttava jännite syötetään. Virranrajoituspiirin 12 ulostulosignaali (lähtövirta) Ice on puolestaan kytketty säätöpiirin virranmittaustuloon CS, jossa vastuksella Rcs | muodostetaan virrasta Ice säätöjännite säätöpiirille 13.
Säätöpiirillä on suuri tuloimpedanssi, joten sen sisään ei 25 mene virtaa.
Virranrajoituspiirin ulostulosignaali Ice on aktiivinen ainoastaan ylikuormitustapauksissa, jolloin se rajoittaa teholähteen lähtövirtaa lout, kuten jäljempänä • esitetään.
30 Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen virranra joituspiirin 12 kaksi päälohkoa, jotka ovat huippuarvon tasasuuntauspiiri 22 ja ohjattava virtageneraattori 21, 1 9 6 92892 jota huippuarvon tasasuuntauspiiri ohjaa. Tasasuuntauspii-ri 22 saa sisäänmenoonsa edellä mainitun jännitteen Vs. Virtageneraattori on puolestaan sidottu tulojännitteen Uin plusnapaan, ja se muodostaa ulostuloonsa ohjausvirran Ice, 5 joka on kääntäen verrannollinen teholähteen lähtöjännitteeseen Uout. (Koska virtageneraattori on sidottu tulojännitteen Uin plusnapaan, vaikuttaa sen yli jännite Ug, joka vastaa kaavan (1) tulojännitteestä Uin riippumatonta jälkimmäistä osaa.) 10 Kuviossa 3 on esitetty virranrajoituspiirin 12 antamaa ohjausvirtaa Ice lähtöjännitteen Uout funktiona.
Kun lähtöjännite on laskenut nimellisarvostaan Uoutl ennalta määrättyyn arvoon kl1Uoutl, alkaa virtageneraattori 21 toimia. Mikäli teholähteen lähtöjännitteen nimellisarvo 15 Uoutl on esim. 5 V, voisi tämä aloituspiste vastata esim.
80 %: ia nimellisjännitteestä (kl=0,8). Näin ollen virta-generaattorin toiminta alkaa ulostulojännitteen pudotessa 4 V:iin. Lisäksi virtageneraattori on mitoitettu niin, että sen maksimivirta (joka vastaa täydellistä oikosulkua 20 eli Uout=0 V) ei pysty sulkemaan säätöpiiriä 13 kokonaan. Säätöpiirillä 13 on nimittäin jokin kynnysarvo, joka sulkee säädön kokonaan, jolloin teholähteestä ei saada lainkaan tehoa ulos. Tässä esityksessä käytetään esimerkkinä tyypillistä säätöpiirin kynnysarvoa 1 V, joka vastaa vir-25 taa Ith=lmA, kun vastuksen Rcs arvo on 1 kn (vastuksen R7
* I
* arvo on hyvin pieni, esim. 1Ω, joten sillä ei ole vaikutusta) . Ohjausvirran Ice maksimiarvo on siten jokin ennalta määrätty osuus, esim. n. 75 %:ia (k2=0,75) mainitusta virran raja-arvosta Ith, joka sulkee säätöpiirin 13 koko- 30 naan.
Kuviossa 4 on esitetty eräs yksityiskohtaisempi toteutusesimerkki kuvioissa 1 ja 2 esitetystä teholähteestä. Kuviossa 4 on yksinkertaisuuden vuoksi esitetty ainoastaan ensiöpiirin toteutus, sillä toisiopiiri vastaa 35 tässä tapauksessa kuviossa 1 esitettyä rakennetta. Lisäksi 2 2 7 92892 on erovahvistimen ja optoeristimen muodostama takaisin-kytkentäsilmukka jätetty esittämättä. Tulonapojen väliin on kytketty zenerdiodi Z1 ja vastus R3 sarjaan (tulokon-densaattoria Cin ei kuviossa 4 ole esitetty). Näiden yh-5 teisestä navasta on kytketty vastus R2 pnp-transistorin Tri kannalle pisteeseen Pl. Transistorin emitteri on kytketty vastuksen Rg kautta tulojännitteen Uin plusnapaan. Transistorin kollektori on kytketty vastuksen R4 kautta säätöpiirin 13 virranmittaustulon CS ja vastuksen Rcs 10 yhteiseen pisteeseen. Transistorin kanta on lisäksi kytketty vastuksen Rl kautta tasasuuntauspiirin 22 pisteeseen P, joka on kondensaattorin Cl kautta kytketty tulojännitteen miinusnapaan. Pisteeseen P on lisäksi kytketty en-siökäämin ja kytkimen SW yhteinen napa vastuksen R5 ja ta-15 sasuuntausdiodin D2 sarjakytkennän kautta. Vastus R5, diodi D5 ja kondensaattori Cl muodostavat huippuarvon tasasuuntauspiirin 22, ja piste P muodostaa siten syöttö-pisteen, josta edellä olevan kaavan (1) mukainen jännite syötetään virtageneraattorille 21, jonka muodostavat ze-20 nerdiodi Zl, vastukset R1-R4 ja Rg sekä transistori Tri. Kuten kaavasta (1) voidaan havaita, laskee tämä pisteeseen P syötetty jännite lähtöjännitteen Uout laskiessa (oiko-sulkutapaus).
Muilta osin ensiöpiiri vastaa jo kuviossa 1 esitet-25 tyä rakennetta, eli säätöpiirin 13 virranmittaustulo CS on kytketty vastuksen Rcs kautta kytkimen toiseen napaan, joka on vastuksen R7 kautta kytketty tulojännitteen Uin miinusnapaan.
Jotta virtageneraattori 21 toimisi edellä kuvatulla 30 tavalla, täytyy piirin vastusarvot mitoittaa oikein. Seu-raavassa käytetään samoja esimerkkiarvoja kuin kuvion 3 yhteydessä ja lisäksi oletetaan, että muuntajan ensiökää-min kierrosten lukumäärä on 13, toisiokäämin kierrosten lukumäärä 3, ja että vastus R3 esijännittää zenerdiodin Zl 35 siten, että zenerdiodin yli vaikuttava jännite on 6,2 V.
92892 δ
Balanssitilanteessa (eli tilanteessa, jossa ulostulojänni-te Uout on laskenut rajalle (4 V) , jossa virtageneraattori alkaa toimia) on transistori Tri juuri johtamaisillaan, jolloin sen kanta-emitterijännite on suurinpiirtein 0 V 5 (0-0,2 V). Virta vastuksen Rg läpi on vielä nolla, joten vastuksen R2 yli olevan jännitteen täytyy vastata zener-diodin yli olevaa jännitettä. Jos oletetaan, että vastuksen R2 arvo on esim. 56 kΩ, on virta 12 vastuksen R2 läpi noin 110 μΑ. Balanssitilanteessa on jännite transistorin 10 Tri kannalla (pisteessä Pl) «Uin, ja transistorin kanta-virta on nolla, joten virta 12 voidaan saada vain vastuksen Rl kautta. Koska jännite vastuksen Rl yli «17,3 V (13/3 * 4 V) saadaan vastuksen Rl arvoksi näin ollen
Rl«150 kn.
15 Kun lähtö jännite Uout on suurempi kuin 4 V, on vastuksen Rl kautta kulkeva virta vastaavasti suurempi, ja kanta-emitterijännite pitää transistorin sulkutilassa. Kun lähtöjännite laskee 4 V:iin alkaa ohjausvirta Ice kulkea, ja mitä alemmaksi lähtöjännite laskee, sitä pienempi on 20 vastaavasti vastuksen Rl kautta saatava kumoava vaikutus, jolloin ohjausvirta Ice on vastaavasti sitä suurempi.
Toisessa ääritilanteessa on teholähteen lähdössä täydellinen oikosulku (Uout=0 V), jolloin pisteen P jännite VP«Uin (olettaen, että diodi Dl on ideaalinen eli jän-25 nite sen yli on nolla). Tällöin saadaan (olettaen, että ‘ transistorin vahvistus on esim. 30) vastuksen Rg arvoksi
Rg«5,7 kn, kun halutaan virran Ice maksimiarvoksi noin 750 μΑ (vastuksen Rg yli oleva jännite on 6,2 V vähennettynä transistorin kanta-emitterijännitteellä, joka on likimain 30 0,5 V ja vastuksen R2 yli olevalla jännitteellä, joka on noin 1,4 V).
Vastuksen R3 arvo on mitoitettava siten, ettei vastuksen R2 läpi tuleva virta pääse sotkemaan zenerdiodin Z1 esijännitystä.
35 Vastusten Rl ja R2 suhdetta muuttamalla voidaan 9 92892 virtageneraattorin rajoituskynnystä (Uout=4V) muuttaa erilaiseksi. Toisaalta vastuksen Rg arvoa muuttamalla voidaan saada aikaan erilaisia rajoituskäyriä, joita kuvataan seuraavassa.
5 Kuviossa 5 on esitetty kuviossa 4 esitetyn teholäh teen lähtövirtaa lout lähtöjännitteen Uout funktiona. Ba-lanssipistettä on merkitty viitemerkillä B. Normaali käyttöalue on se, jossa ulostulojännite Uout pysyy nimellisarvossaan Uoutl (esim. 5 V). Kulmapiste L vastaa säätöpiirin 10 13 sitä kynnystä, jossa säätöpiirin ensiövirran tunnistus alkaa kaventaa pulssinleveyttä, ja teholähde siirtyy lähes vakiotehomoodiin, jossa lähtöjännitteen ja lähtövirran riippuvuutta kuvaa käyrä D. Keksinnön mukaisesti on kuitenkin aikaansaatu edellä kuvatun kaltainen balanssipiste 15 B, josta lähtien lähtövirtaa rajoitetaan lisäksi virta-generaattorin 21 antaman ohjausvirran Ice avulla. Lähtö-jännitteen Uout laskiessa balanssipisteeseen rajoitetaan lähtövirtaa näin entistä tehokkaammin, jolloin lähtöjän-nitteen ja lähtövirran riippuvuutta kuvaa esim. jokin 20 suorista F1-F5. Se, mihin suuntaan kyseinen rajoituskäyrä lähtee, riippuu vastuksen Rg arvosta. Käyttökelpoista aluetta on kuviossa merkitty nuolella H. Mikäli vastuksen Rg arvoa kasvatetaan suuremmaksi kuin suoraa F5 vastaava arvo, siirrytään alueelta H kohti käyrää D, jolloin kek-25 sinnön mukaisesta ratkaisusta ei ole enää suurtakaan hyö- : tyä. Toisaalta, jos vastuksen Rg arvoa pienennetään pie nemmäksi kuin suoraa F1 vastaava arvo, jää teholähde lukkoon. Kuten edellä todettiin, vastusten Rl ja R2 suhdetta muuttamalla voidaan muuttaa balanssipisteen B paikkaa 30 käyrällä D.
Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella edellä ja oheisissa patenttivaatimuksissa esite-35 tyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Käytännön teho- 10 92892 lähteissä voi esimerkiksi olla useita lähtöjä, vaikka edellä esitetyissä esimerkkirakenteissa on vain yksi lähtö. Myös virtageneraattorin yksityiskohtaisempi toteutus voi vaihdella monin tavoin. Edellä kuvatulla rakenteella 5 saadaan kuitenkin tunnettuihin flyback-tyypppisiin hakkuriteholähteisiin lisättyä keksinnön mukaiset lisäominaisuudet mahdollisimman taloudellisesti. Keksinnön mukaista ratkaisua on periaatteessa mahdollista käyttää myös jänni-temoodissa toimivan säätöpiirin yhteydessä, vaikka keksin-10 töä onkin edellä selostettu ainoastaan virtamoodissa toimivan piirin yhteydessä. Mikäli halutaan käyttää jänni-temoodissa toimivaa piiriä on kuitenkin ohjausvirrasta Ice muodostettava jännitemoodipiirille (esim. UC 3524, valmistaja Unitrode Corporation, USA) sopiva säätösignaali.
15 Tällöin tulee ratkaisusta edellä esitettyä monimutkaisempi ja samalla menetetään ne edut, jotka virtamoodissa toimiva säätöpiiri omaa jännitemoodissa toimivaan säätöpiiriin nähden.
Claims (7)
1. Menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran (lout) rajoittamiseksi ylikuormitustilanteis- 5 sa, jonka menetelmän mukaisesti lähtövirtaa (lout) rajoitetaan pulssinleveysmodulaation (PWM) avulla säätämällä sinänsä tunnetun säätöpiirin (13) avulla ensiöpiirin kytkimen (SW) ON- ja OFF-jaksojen pituuksien keskinäistä suhdetta, tunnettu siitä, että muuntajan (10) en-10 siöpuolella näkyvää, teholähteen lähtöjännitteestä (Uout) riippuvaa jännitettä (Vs) käytetään ohjaamaan virta-generaattoria (21), jonka lähtövirrasta (Ice) muodostetaan säätösignaali säätöpiirille (13).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että virtageneraattorilta (21) annetaan nollasta poikkeava ja teholähteen lähtöjännit-teeseen (Uout) kääntäen verrannollinen lähtövirta (Ice), kun lähtöjännite on pudonnut ennalta määrättyyn osaan (kl) nimellisarvostaan (Uoutl).
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että virtageneraattorin (21) antama maksimivirta pidetään pienempänä kuin se kynnysvirta (Ith), joka sulkee säätöpiirin (13) kokonaan.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, jossa 25 säätöpiiri (13) toimii virtamoodissa, tunnettu : siitä, että virtageneraattorin (21) lähtövirta (21) syöte tään säätöpiirin virranmittaustuloon (13), johon saadaan myös sinänsä tunnetusti muuntajan (10) ensiövirtaan verrannollinen signaali.
5. Flyback-tyyppinen hakkuriteholähde, joka käsittää ensiö- ja toisiokäämeillä (10a, 10b) varustetun muuntajan (10), jonka läpi teho siirretään ensiöstä toisioon, en-siöpiirissä olevan kytkimen (SW), jolla katkotaan muuntajan ensiökäämin (10a) läpi kulkevaa ensiövirtaa ja kytkin-35 tä ohjaavan säätöpiirin (13), joka säätää teholähteen 12 92892 ulostulojännitettä (Uout) pulssinleveysmodulaation avulla säätämällä kytkimen (SW) ON- ja OFF-jaksojen pituuksien keskinäistä suhdetta, tunnettu siitä, että se käsittää elimet (21, 22) erillisen säätösignaalin (Ice) 5 muodostamiseksi vasteena muuntajan ensiöpuolella näkyvälle, teholähteen lähtöjännitteestä (Uout) riippuvalle jännitteelle (Vs), jotka elimet kytkevät mainitun säätösignaalin säätöpiirille (13).
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen teholähde, jonka 10 säätöpiiri (13) on virtamoodipiiri, tunnettu siitä, että mainitut elimet käsittävät huippuarvon tasasuun-tauspiirin (22), jolle mainittu jännite (Vs) on kytketty, ja virtageneraattorin (21), jolle tasasuuntauspiirin ulostulo on kytketty, jonka virtageneraattorin ulostulo on 15 kytketty mainitun säätöpiirin (13) virranmittaustuloon (CS) .
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen teholähde, tunnettu siitä, että virtageneraattori (21) on kytketty tulojännitteen (Uin) plusnapaan. • · Ϊ2ϊ>ί2 13
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI931137A FI92892C (fi) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | Menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran rajoittamiseksi ylikuormitustilanteissa sekä flyback-tyyppinen hakkuriteholähde |
| AU62092/94A AU6209294A (en) | 1993-03-15 | 1994-03-11 | A method for limiting the output current of a switched-mode power supply of flyback type in overload situations, and a switched-mode power supply of flyback type |
| DE4491577T DE4491577T1 (de) | 1993-03-15 | 1994-03-11 | Verfahren zum Begrenzen des Ausgangsstroms eines Schaltnetzteils von Rücklauftyp in Überlastsituationen und Schaltnetzteil von Rücklauftyp |
| PCT/FI1994/000090 WO1994022207A1 (en) | 1993-03-15 | 1994-03-11 | A method for limiting the output current of a switched-mode power supply of flyback type in overload situations, and a switched-mode power supply of flyback type |
| GB9518863A GB2290889B (en) | 1993-03-15 | 1994-03-11 | Current limitation in a switched-mode power supply of flyback type |
| SE9503099A SE511444C2 (sv) | 1993-03-15 | 1995-09-08 | Förfarande för begränsning av utströmmen ur switchat kraftaggregat av flyback-typ i överbelastningssituationer och switchat kraftaggregat av flyback-typ |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI931137 | 1993-03-15 | ||
| FI931137A FI92892C (fi) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | Menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran rajoittamiseksi ylikuormitustilanteissa sekä flyback-tyyppinen hakkuriteholähde |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI931137A0 FI931137A0 (fi) | 1993-03-15 |
| FI92892B FI92892B (fi) | 1994-09-30 |
| FI92892C true FI92892C (fi) | 1995-01-10 |
Family
ID=8537548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI931137A FI92892C (fi) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | Menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran rajoittamiseksi ylikuormitustilanteissa sekä flyback-tyyppinen hakkuriteholähde |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU6209294A (fi) |
| DE (1) | DE4491577T1 (fi) |
| FI (1) | FI92892C (fi) |
| GB (1) | GB2290889B (fi) |
| SE (1) | SE511444C2 (fi) |
| WO (1) | WO1994022207A1 (fi) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT406319B (de) * | 1995-10-24 | 2000-04-25 | Siemens Ag Oesterreich | Sperrwandler |
| US20040155639A1 (en) * | 2001-06-29 | 2004-08-12 | Mobers Antonius Maria Gerardus | Current mode controlled switched mode power supply |
| CN1452308A (zh) * | 2002-04-18 | 2003-10-29 | 姜涛 | 绿色开关电源 |
| EP1563595B1 (en) * | 2002-11-07 | 2008-01-23 | Nxp B.V. | Power converter |
| AT506273B1 (de) | 2007-12-20 | 2012-03-15 | Siemens Ag | Verfahren zum betreiben eines schaltwandlers |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4425611A (en) * | 1981-10-16 | 1984-01-10 | Rca Corporation | Switching voltage regulators with output voltages indirectly regulated respective to directly regulated boosted input voltages |
| DE58904457D1 (de) * | 1988-03-25 | 1993-07-01 | Siemens Ag | Verfahren zur begrenzung des ausgangsstromes einer stromversorgung. |
-
1993
- 1993-03-15 FI FI931137A patent/FI92892C/fi active
-
1994
- 1994-03-11 AU AU62092/94A patent/AU6209294A/en not_active Abandoned
- 1994-03-11 GB GB9518863A patent/GB2290889B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-11 WO PCT/FI1994/000090 patent/WO1994022207A1/en active Application Filing
- 1994-03-11 DE DE4491577T patent/DE4491577T1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-09-08 SE SE9503099A patent/SE511444C2/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9518863D0 (en) | 1995-11-22 |
| AU6209294A (en) | 1994-10-11 |
| SE511444C2 (sv) | 1999-10-04 |
| GB2290889B (en) | 1996-07-17 |
| DE4491577T1 (de) | 1996-02-22 |
| FI931137A0 (fi) | 1993-03-15 |
| SE9503099D0 (sv) | 1995-09-09 |
| SE9503099L (sv) | 1995-09-08 |
| FI92892B (fi) | 1994-09-30 |
| WO1994022207A1 (en) | 1994-09-29 |
| GB2290889A (en) | 1996-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5745351A (en) | DC-to-DC bidirectional voltage converters and current sensor | |
| US7148671B2 (en) | Method and apparatus for maintaining an approximate constant current output characteristic in a switched mode power supply | |
| US6373726B1 (en) | Flyback converter with transistorized rectifier controlled by primary side control logic | |
| US6671193B1 (en) | Power source and arrangement for restricting the short-circuit current or rectifier | |
| JP3351400B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US5636108A (en) | DC-to-DC bidirectional voltage converters and current sensor | |
| US5517397A (en) | Flyback power converter with spike compensator circuit | |
| JP2002084748A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| US5392206A (en) | Control circuit for a switching DC-DC power converter including a controlled magnetic core flux resetting technique for output regulation | |
| US20100142230A1 (en) | Simplified primary triggering circuit for the switch in a switched-mode power supply | |
| US5430405A (en) | Control circuit for converters operating in the discontinuous mode | |
| US6452367B2 (en) | Multi-outputting power supply circuit without dummy load resistor | |
| FI92892C (fi) | Menetelmä flyback-tyyppisen hakkuriteholähteen lähtövirran rajoittamiseksi ylikuormitustilanteissa sekä flyback-tyyppinen hakkuriteholähde | |
| JP4198379B2 (ja) | Ｄｃ／ｄｃコンバータを具えた電源装置 | |
| FI94687C (fi) | Flyback-tyyppinen hakkuriteholähde | |
| JP4265112B2 (ja) | スイッチングコンバータ | |
| US20020024829A1 (en) | Switching power supply having magnetic amplifier control circuits | |
| JP3427280B2 (ja) | 同期制流方式のリンギングチョークコンバータ | |
| US6671190B2 (en) | DC/DC converter | |
| EP0949751A2 (en) | Generator for arc welding machines with forward topology and active clamp | |
| JP2004194405A (ja) | 複数系出力のスイッチング電源回路 | |
| FI94198C (fi) | Hakkuriteholähde | |
| JP3001057B1 (ja) | スイッチング電源装置及びその制御方法 | |
| JP3139699B2 (ja) | スイッチング電源回路 | |
| KR100620083B1 (ko) | 정전류 제어 기능을 갖는 스위칭 전원장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application |