NL7811969A

NL7811969A - SWITCHING POWER SUPPLY WITH MULTIPLE OUTPUTS.

Info

Publication number: NL7811969A
Application number: NL7811969A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1980-06-10
Also published as: GB2037462A; JPS5583462A; FR2443763A1; DE2949070A1; SE7910031L

Description

I’ J· * , PHN 9302 N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.I 'J *, PHN 9302 N.V. Philips' Incandescent light factories in Eindhoven.

Schakelende voeding met meerdere uitgangen.Switching power supply with multiple outputs.

De uitvinding heeft betrekking op een schakelende voeding van het type voorwaartse omzetter, bevattende een primaire keten met twee ingangsklemmen, aan te sluiten op een gelijkspanningsvoedingsbron, en secundaire ketens, 5 ieder met uitgangsklqmmen voor het aansluiten van een be lasting, waarbij de primaire keten tussen de ingangsklemmen tenminste één bestuurbaar schakelelement, periodiek gestuurd door een stuurschakeling, in serie met een primaire wikkeling van een transformator bevat en elke secundaire 10 keten een secundaire wikkeling van de transformator, een gelijkrichtdiode, een vrijloopdiode en een smoorspoel bevat-en tenminste één secundaire keten voorzien is van instelen stabilisatiemiddelen ten behoeve van een grootheid aan de uitgangskiemmen.The invention relates to a forward converter type switching power supply comprising a primary circuit having two input terminals to be connected to a DC power source and secondary circuits each having output terminals for connecting a load, the primary circuit being between the input terminals contain at least one controllable switching element, periodically controlled by a control circuit, in series with a primary winding of a transformer and each secondary circuit contains a secondary winding of the transformer, a rectifying diode, a free-wheeling diode and a choke, and at least one secondary circuit is provided with adjusting stabilizing means for a quantity of the seedlings.

15 Een dergelijke voeding is bekend uit het Duitse octrooischrift DE-AS 26 08 167. Hierin wordt een voorwaartse omzetter beschreven met twee galvanisch gescheiden uitgangen, waarvan één uitgang door middel van een gestuurde schakelende serietransistor in het uitgangscircuit een onafhankelijk 20 van de verdere parameters van de omzetter instelbare en gestabiliseerde uitgangsspanning levert. Hiertoe is een apart elektronisch stuurcircuit voor de schakelende serietransistor aanwezig. Voor de instelling en stabilisatie van de uitgangsspanning wordt een deel van de schakelperiode 25 niet nuttig gebruikt voor het opbouwen en handhaven van deze spanning, waardoor er impulsbreedteregeling per uit-gangsketen plaats vindt.Such a power supply is known from German patent DE-AS 26 08 167. Herein a forward converter is described with two galvanically separated outputs, one of which is output by means of a controlled switching series transistor in the output circuit independent of the further parameters of the converter provides adjustable and stabilized output voltage. A separate electronic control circuit for the switching series transistor is provided for this purpose. For the adjustment and stabilization of the output voltage, part of the switching period 25 is not usefully used to build up and maintain this voltage, as a result of which pulse width control takes place per output circuit.

Ook het Duitse octrooischrift DE-OS 26 3^· 193 beschrijft een voeding, die voldoet aan het in de aanhef ge- 781 1 9 69 <tr- — 2 — ..EHN..9-3.0.2___________________________ __________________________________________________________________________ noemde type. De impulsbreedteregeling per secundair uit-gangscircuit wordt hier verzorgd door een elektronisch circuit, dat een thyristor stuurt, die in het secundaire circuit tevens als gelijkrichter dient.German patent DE-OS 26 3 ^ 193 also describes a power supply which complies with the type mentioned in the preamble 781 1 9 69 <tr- - 2 - ..EHN..9-3.0.2 ___________________________ __________________________________________________________________________. The pulse width control per secondary output circuit is provided here by an electronic circuit, which controls a thyristor, which also serves as a rectifier in the secondary circuit.

5 Fig. 1 van dit octrooischrift geeft ook aan, dat.FIG. 1 of this patent also indicates that.

niet alle secundaire uitgangsketens voorzien behoeven te zijn van de instel- en stabilisatiemiddelen, en dat het primaire circuit twee in serie met de primaire wikkeling geplaatste schakelelementen, overbrugd door een vrijloop-10 diode, kan bevatten. Beide schakelelementen worden gelijktijdig door een pulsgenerator periodiek in geleiding gebracht .not all secondary output circuits need to be provided with the adjusting and stabilizing means, and that the primary circuit may include two switching elements placed in series with the primary winding, bridged by a freewheeling diode. Both switching elements are simultaneously periodically guided by a pulse generator.

Beide bekende voedingsschakelingen dienen voorzien te zijn van stuureenheden per geregeld secundair uitgangs-15 circuit. Deze stuureenheden zijn vrij ingewikkeld van op bouw en bevatten vele elektronische componenten en veelal stuurtransformatoren teneinde de schakeltransistoren of de schakelthyristoren op de juiste wijze te kunnen sturen.Both known supply circuits must be provided with control units per regulated secondary output-15 circuit. These control units are quite complex in construction and contain many electronic components and often control transformers in order to properly control the switching transistors or the switching thyristors.

De uitvinding beoogt een sterke vereenvoudiging 20 van de schakelmiddelen met bijbehorende stuureenheid aan te geven, en is daartoe gekenmerkt, doordat de instel- en stabilisatiemiddelen een verzadigbare 'smoorspoel bevatten, die met een vermogenswikkeling in serie opgenomen is met de secundaire wikkeling en de gelijkrichtdiode en die 25 verder tenminste één stuurwikkeling bevat voor het in stellen van een voormagnetisatie in de kern van de smoorspoel, en verder de middelen een stuureenheid bevatten, die aangesloten is op de stuurwikkeling en die voorzien is van een ingang voor een genoemde grootheid.The object of the invention is to indicate a great simplification of the switching means with associated control unit, and is to that end characterized in that the adjusting and stabilizing means comprise a saturable choke, which is incorporated in a power winding in series with the secondary winding and the rectifying diode and further comprising at least one control winding for setting a pre-magnetization in the core of the choke, and further comprising the means a control unit which is connected to the control winding and which is provided with an input for said quantity.

30 De impulsbreedteregeling per secundaire uitgangs- _ keten wordt hier verkregen doordat de voorflank van elke rechthoekspanningsimpuls aan de secundaire wikkeling van de transformator in de tijd vertraagd wordt tengevolge van de spannings-tijd-integraal, die evenredig is met het flux-35 verschil tussen de verzadigingsflux en de voormagnetisatie-flux in de kern van de verzadigbare smoorspoel. Door rege- 781 1 9 69 "3 - PHN 9302 ling van de voormagnetisatie is aldus bij een bepaalde secundaire transformatorspanning een instelbare tijdsvertraging te verkrijgen. De voormagnetisatie is met een eenvoudige stuureenheid in te stellen, waarbij'een te 5 regelen parameter, zoals de uitgangsspanning of de uit- gangsstroom, omgezet wordt in een meetgrootheid die met een referentiegrootheid vergeleken kan worden·, waarna bet verkregen verschilsignaal de voormagnetisatie instelt door middel van een stroom door de stuurwikkeling of door 10 het opdrukken van een spanning, die voor demagnetisatie zorg draagt tot een gewenste inductiewaarde.The pulse width control per secondary output circuit is obtained here in that the leading edge of each rectangular voltage pulse at the secondary winding of the transformer is delayed in time due to the voltage-time integral, which is proportional to the flux difference between the saturation flux and the premagnetization flux at the core of the saturable inductor. By adjusting the pre-magnetization 781 1 9 69 "3 - PHN 9302, an adjustable time delay can thus be obtained for a certain secondary transformer voltage. The pre-magnetization can be adjusted with a simple control unit, whereby a parameter to be controlled, such as the output voltage, or the output current, is converted into a measured variable which can be compared with a reference variable, after which the difference signal obtained adjusts the pre-magnetization by means of a current through the control winding or by the printing of a voltage which causes demagnetization to a desired induction value.

De voordelen, die verkregen worden door het regel-circuit volgens de uitvinding zijn: - geringe kostprijs van de‘gebruikte onderdelen, dure 15 schakeltransistoren of -tbyristoren en een ingewikkelde stuurschakeling zijn vermeden, - geringe dissipatie. De vermogenswikkeling van de smoor-spoel heeft een zeer kleine weerstand, terwijl de verliezen in de stuurwikkeling, magneti.sch circuit en stuur- 20 eenheid zeer klein zijn, in tegenstelling tot de ver liezen in de schakeltransistoren of -thyristoren en in de stuurschakeling van de bekende voedingen, - eenvoudige lineaire stuurschakeling kan toegepast w>rden.The advantages obtained by the control circuit according to the invention are: - low cost of the used parts, expensive switching transistors or byristors and a complicated control circuit are avoided, - low dissipation. The choke power winding has a very small resistance, while the losses in the control winding, magnetic circuit and control unit are very small, in contrast to the losses in the switching transistors or thyristors and in the control circuit of the known power supplies, simple linear control circuit can be applied.

Een verbetering van het rendement kan nog verkregen 25 worden wanneer volgens de uitvinding de kern van de ver-zadigbare smoorspoel bestaat uit magnetisch materiaal met gering remanent magnetisme.An improvement of the efficiency can still be obtained if, according to the invention, the core of the saturable choke consists of magnetic material with low remanent magnetism.

Een extra stuurstroom, eventueel via een aparte stuurwikkeling om de kern van de smoorspoel zo te voor-30 magnetiseren dat een steil gebied van de B-H-kromme bestreken wordt , is hierbij niet nodig. Deze verschuiving van de B-H-kromme is bijvoorbeeld noodzakelijk bij magnetisch materiaal met een rechthoekige lus, alwaar het remanent magnetisme vrijwel overeenkomt met de verzadigingswaarde 35 van de flux.An additional control current, possibly via a separate control winding to pre-magnetize the core of the choke in such a way that a steep area of the B-H curve is covered, is not necessary. This shift of the B-H curve is necessary, for example, with magnetic material with a rectangular loop, where the remanent magnetism almost corresponds to the saturation value of the flux.

Een uitvoeringsvorm van een voeding volgens de uit- 78 1 1 9 69 - ·4 - _ρην .9302_________________________________________......;____________________________ vinding is gekenmerkt, doordat de stuureenheid een diode en êen stuurspanningsbron bevat, die 'in serie met de stuurwikkeling zijn opgenomen zodanig dat gedurende de eerste tijdsduur de diode gesperd is door de stuurspanning een deel van 5 van de bron en gedurende/de tweede tijdsduur geleidend is tengevolge van de inductiespanning over de stuurwikkeling, zodat de voermagnetisatie bepaald wordt door de spannings- het deel van tijd-integraal van de stuurspanning over/de tweede tijds-waarbij duur,/de stuurschakeling gedurende een eerste tijdsduur het 10 bestuurbaar schakelelement doet geleiden en het gedurende een tweede tijdsduur doet sperren.An embodiment of a power supply according to the invention is characterized in that the control unit comprises a diode and one control voltage source, which are in series with the control winding. are included such that during the first period of time the diode is cut off by the control voltage part of 5 from the source and during / the second period of time is conductive due to the induction voltage across the control winding, so that the feed magnetization is determined by the voltage part of time integral of the control voltage over / the second time duration, / the control circuit conducts the controllable switching element for a first period of time and blocks it for a second period of time.

Voordelig hierbij is dat optimaal gebruik gemaakt wordt van de in de smoorspoel opgeslagen magnetische 15 energie. De spannings-tijd-integraal in de eerste tijdsperiode is gelijk aan de spannings-tijd-integraal in de tweede tijdsperiode. In de stuurwikkelingen behoeft geen continue voorinstellingsstroom te vloeien, en de stuur-spanningsbron kan eenvoudig verkregen worden, bijvoorbeeld 20 zoals in eén andere uitvoeringsvorm van de uitvinding, die gekenmerkt is doordat de stuurspanningsbron de uitgang van een operationele versterker is, welke 'versterker het verschilsignaal versterkt van een referentiesignaal en een signaal evenredig met de genoemde· grootheid.It is advantageous here that optimum use is made of the magnetic energy stored in the choke coil. The voltage-time integral in the first time period is equal to the voltage-time integral in the second time period. There is no need for continuous bias current to flow in the control windings, and the control voltage source can be easily obtained, for example, as in any other embodiment of the invention, characterized in that the control voltage source is the output of an operational amplifier, which amplifier is the difference signal amplified from a reference signal and a signal proportional to said magnitude.

25 In weer een* andere uitvoeringsvorm is de diode de basis-emitter-diode van een transistor. Voordelig hierbij is dat de demagnetiseringsstroom voor het grootste deel buiten de stuurspanningsbron loopt, hetgeen vooral van belang is wanneer de uitgang van een operationele verster-30 ker geen of weinig stroom van buiten op kan nemeni Normaal levert een dergelijke uitgang namelijk stroom. Deze uitvoeringsvorm is gekenmerkt, doordat de genoemde diode de basis-emitter-diode van een transistor is, waarvan de collector met de ene zijde en de emitter met de andere 35 zijde van de stuurwikkeling verbonden is.In yet another embodiment, the diode is the base-emitter diode of a transistor. It is advantageous here that the demagnetization current largely runs outside the control voltage source, which is particularly important when the output of an operational amplifier can absorb little or no current from the outside. Normally, such an output supplies current. This embodiment is characterized in that said diode is the base-emitter diode of a transistor, the collector of which is connected to one side and the emitter to the other side of the control winding.

Dè uitvinding kan ook zeer voordelig toegepast worden op een schakelende voeding, waarbij de stuurschake- 78 1 1 8 69 o 5 · PHN 9302_________ ______________ ________________________ ;_____________________________________ ling voor de schakelelementen in de primaire keten een impulsbreedte-gestuurde oscillator bevat en een vergelijk-schakeling, die met een ingang aangesloten is op de uit-gangsklemmen van één der secundaire ketens, zodat de 5 spanning aan deze klemmen constant is door middel van de iinpul sbr e ed t e - s tur ing.The invention can also be applied very advantageously to a switching power supply, in which the control circuit for the switching elements in the primary chain contains a pulse width-controlled oscillator and a comparison circuit. , which is connected with an input to the output terminals of one of the secondary chains, so that the voltage at these terminals is constant by means of the impulse switch.

Er is dus reeds een stabilisatie van de diverse uitgangsspanningen aanwezig. Een onderlinge beïnvloeding door belastingvariaties kan vermeden worden en een fijn-10 instelling van elke uitgangsspanning is mogelijk doordat volgens het kenmerk van deze uitvoeringsvorm de ingang van de stuureenheid behorend bij een andere secundaire keten aangesloten is op de bijbehorende uitgangsklemmen voor het constant houden van de uitgangsspanning onafhanke-15 lijk van belastingvariaties in een ruim gebied en voor de fijninstelling van deze uitgangsspanning.Thus, a stabilization of the various output voltages is already present. Interaction by load variations can be avoided and fine adjustment of each output voltage is possible because, according to the feature of this embodiment, the input of the control unit associated with another secondary circuit is connected to the associated output terminals to keep the output voltage constant independent of load variations in a wide range and for the fine adjustment of this output voltage.

De verzadigbare smoorspoel kan hier klein van afmeting gekozen worden, terwijl een eenvoudige versterker-schakeling voor de regeling van de ui tgangs spanning t_oege-20 past kan worden. Het regelcircuit dissipeert praktisch geen energie, kleiner dan bijvoorbeeld 3 procent van het nominale uitgangsvermogen, het instelbereik van elke uit-gangsspanning is bijvoorbeeld + en -5 procent, terwijl de stabilisatie bijvoorbeeld veel beter is dan 1 procent.The saturable choke coil can be selected small in size here, while a simple amplifier circuit for controlling the output voltage can be used. The control circuit practically does not dissipate energy, for example less than 3 percent of the nominal output power, the adjustment range of each output voltage is + and -5 percent, for example, while the stabilization is much better than 1 percent, for example.

25 Opgemerkt wordt dat het toepassen van een verzadigbare smoorspoel voor regeldoeleinden wel bekend is. In het Amerikaanse octrooischrift 3.087.107 wordt een gelijkspan-ningsvoedingsbron beschreven, die gevoed wordt vanuit een wisselspanningnet via een transformator. Tussen de secun-30 daire wikkeling en de gelijkrichtdiode is een verzadigbare smoorspoel aangebracht, die door middel van twee stuur-wikkelingen een voormagnetisatie ontvangt, die enerzijds bepaald wordt door de belastingstroom, anderzijds door een stroom afkomstig van een versterkerschakeling, die de uit-35 gangsspanning vergélijkt met een referentie. De aanwezige gelijkrichtschakeling is enkelfasig uitgevoerd. De dubbel- 7811969 . " "6 ~ „_PHN....93Q2__________________________________________________________________________________________________________________________ fasige uitvoering wordt'getoond in het Amerikaanse octrooi-schrift 3.105.184. Beide bekende voedingsschakelingen werken met sinusvormige ingangsspanning en topgelijkrich-ting, waardoor de regeling pas effectief wordt na het 5 passeren van de topwaarde van de sinusspanning. Daar ook aangeduid is, dat de sinusspanning afkomstig is van een voedingsnet, waarvan de frequentie 50 of 60 Hz is, betekent dit en het voorgaande, dat 10 sen lange uitstel- tijd nodig is, en dus een omvangrijke smoorspoel toegepast moet worden. Ook zullen de verliezen in de schakeling vrij groot zijn, onder meer door de toepassing van magnetisch materiaal met rechthoekige lus, waarvoor een extra installs stroom nodig is.It is noted that the use of a saturable choke coil for control purposes is known. U.S. Pat. No. 3,087,107 discloses a DC power supply which is supplied from an AC voltage network through a transformer. A saturable choke is arranged between the secondary winding and the rectifying diode, which receives a pre-magnetization by means of two control windings, which is determined on the one hand by the load current, on the other hand by a current coming from an amplifier circuit. output voltage compared with a reference. The existing rectifying circuit is single-phase. The double 7811969. "" 6 ~ "_PHN .... 93Q2__________________________________________________________________________________________________________________________ phase implementation is shown in U.S. Patent 3,105,184. Both known supply circuits operate with sinusoidal input voltage and peak rectification, so that the control only becomes effective after the peak value of the sine voltage has passed. Since it has also been indicated that the sine voltage comes from a supply network, the frequency of which is 50 or 60 Hz, this and the foregoing means that a delay time of 10 s is required, and therefore an extensive choke must be used. The losses in the circuit will also be quite large, partly due to the use of magnetic material with a rectangular loop, which requires an additional install current.

De uitvinding heeft betrekking op voorwaartse omzettere met meerdere uügangen, waarvan zoals bekend is de schakelfrequentiè hoog is en een rechthoekspanning door d,e secundaire wikkelingen af gegeven wordt. De regeling _ 20 kan.hier per uitgangscircuit vanaf de voorflank effektief zijn.The invention relates to a multi-output forward converter, the switching frequency of which is known to be high and a rectangular voltage to be delivered by the secondary windings. The control 20 can be effective here per output circuit from the leading edge.

Ook het Amerikaanse octrooischrift 3.^5*775 toont de 'toepassing van verzadigbare smoorspoelen voor een impuls-breedteregeling tenbehoeve van een stuurschakeling voor 2s een push-pull omzetter. De vierkantsgdf van een oscillator wordt impulsbreedtegestuurd door een magnetische versterker met kernmateriaal met rechthoeklus, met een instelstuur-wikkeling voor het geven van een vaste voormagnetisatie en met een diodestuurspanningsbron-schakeling voor het ver-jq krijgen van een spannings-tijd-integraal. De onderhavige uitvinding echter past één smoorspoel toe per daartoe in aanmerking komende secundaire uitgang van een voorwaartse omzetter met meerdere secundaire uitgangen en wel voor de vermogensregeling van deze uitgang en niet om een impuls-breedte gestuurde oscillator te verkrijgen.Also, US Pat. No. 3,575,775 shows the use of saturable inductors for impulse width control for a control circuit for a push-pull converter. The square gdf of an oscillator is pulse width controlled by a rectangular loop core material magnetic amplifier, with bias drive winding to provide a fixed pre-magnetization, and with a diode control voltage source circuit to obtain a voltage-time integral. However, the present invention uses one choke per eligible secondary output of a forward converter having multiple secondary outputs for power control of this output and not for obtaining a pulse width controlled oscillator.

De uitvinding zal nader toegelicht worden aan de 78 1 1 9 69 . «* “7 . “ phn 9.302.________________________________________________________________________________________________ ___________________ hand van de tekening·, waarin voorstelt:The invention will be further elucidated to 78 1 1 9 69. «*“ 7. “Phn 9.302 .________________________________________________________________________________________________ ___________________ according to the drawing, in which:

Fig. 1 een algemeen blokschema met maatregelen volgens de uitvinding;Fig. 1 a general block diagram with measures according to the invention;

Fig. 2 een B-H-kromme met gering remanent magnetisme; 5 Fig. 3 een B-H-kromme met rechthoeklus;Fig. 2 a B-H curve with low remanent magnetism; FIG. 3 is a B-H curve with a rectangle loop;

Fig. 4A en 4B een serie tijddiagraramen voor stromen, spanningen en fluxverloop,Fig. 4A and 4B are a series of time frame windows for currents, voltages and flow,

Fig. 5A en 5B een detail van een stroom-tijd—diagram; Fig. 6 een vergelijkschakeling voor de. uitgangs-1q spanning,Fig. 5A and 5B a detail of a flow-time diagram; Fig. 6 a comparison circuit for the. output 1q voltage,

Fig, 7 een vergelijkschakeling voor de uitgangs- stroom,Fig. 7 is a comparison circuit for the output current,

Fig. 8, 9 en 10 varianten van de besturing voor de stuurwikkeling; -j cj en Fig. 11 een schema van een geregelde secundaire keten volgens de uitvinding.Fig. 8, 9 and 10 variants of the control for the steering winding; -j cj and fig. 11 is a schematic of a controlled secondary chain according to the invention.

In fig. 1 is een schema van een voorwaartse omzetter weergegeven, die vier galvanisch van elkaar gescheiden uitgangen bezit.„Daartoe is een transformator 1 voorzien van 2q de secundaire wikkelingen 2, 3, k en 5· Deze wikkelingen kunnen elkaar natuurlijk ook overlappen of zelfs gecombineerd zijn met de primaire wikkeling 6. Een demagneti-seringswikkeling 7 geeft de in de transformator opgeslagen magnetische energie via diode 8 terug aan de gelijkspan-ningsvoedingsbron, die op de klemmen 9 en 10 aangesloten wordt. Een stuurschakeling 11 levert stuurimpulsen aan een bestuurbaar schakelelement 12, dat bijvoorbeeld een transistor kan zjji, en dat de wikkeling 6 gedurende een eerste tijdsduur hiervan scheidt.Fig. 1 shows a diagram of a forward converter, which has four galvanically separated outputs. For this purpose, a transformer 1 is provided with 2q the secondary windings 2, 3, k and 5. These windings can of course also overlap or even combined with the primary winding 6. A demagnetization winding 7 returns the magnetic energy stored in the transformer via diode 8 to the DC power supply, which is connected to terminals 9 and 10. A control circuit 11 supplies control pulses to a controllable switching element 12, which can, for example, be a transistor, and which separates the winding 6 for a first period of time.

30 Elke secundaire keten bevat een gelijkrichtdiode 13, die vanwege het karakter van de voorwaartse omzetter geleidend is tijdens de eerste tijdsduur, een smoorspoel 14, die magnetische energie kan opslaan, waarvan een deel afgegeven wordt aan de buffercondensator 15 en aan de op 35 de uitgang aangesloten belasting 16, 17» 18 en resp. 19» en verder een vrijloopdiode 20, die de stroom door spoel 7811 δ 69 P - 8 - · ,ΡΗΝ 9.3.02......................................................... ................................................................................Each secondary circuit contains a rectifying diode 13, which, due to the nature of the forward converter, is conductive during the first period of time, a choke 14, which can store magnetic energy, part of which is delivered to the buffer capacitor 15 and to the output at 35. connected load 16, 17 »18 and resp. 19 »and further a freewheeling diode 20, which the current through coil 7811 δ 69 P - 8 -, ΡΗΝ 9.3.02 ........................ ................................. ................. .................................................. .............

14 opvangt, gedurende de tijd, dat gelijkrichtdiode 13 deze stroom niet kan voeren.14 during the time that rectifying diode 13 cannot carry this current.

De secundaire ketens 2-16 en 3-17 zijn voorzien vaninstel- en stabilisatiemiddelen volgens de uitvinding. Aangegeven is, dat er tevens secundaire ketens kunnen zijn, -waarvoor een stabilisatie van de üitgangsgrootheden niet noodzakelijk is, zoals keten 4-18 en dat één secundaire keten geregeld kan worden door beïnvloeding van het primaire circuit. Daartoe wordt van de keten 5-19 de uit-gangsspanning toegevoerd aan een vergelijkcircuit 21, dat een stuursignaal afgeeft, dat via verbinding 22 aan een stuuringang 23 van stuurschakeling 11 toegevoerd wordt, zodat in compenserende zin bijvoorbeeld de pulsbreedte van de eerste tijdsduur veranderd wordt. Ook is in fig. 1 aangegeven, dat een bovengenoemde stabilisatie eveneens verkregen kan worden door een extra secundaire wikkeling 24, aangesloten σρ een vergelijkschakeling 25, die verbonden is met de lijp 22.The secondary chains 2-16 and 3-17 are provided with adjusting and stabilizing means according to the invention. It has been indicated that there may also be secondary circuits, for which a stabilization of the output variables is not necessary, such as circuit 4-18, and that one secondary circuit can be controlled by influencing the primary circuit. For this purpose, the output voltage of the circuit 5-19 is applied to a comparison circuit 21, which supplies a control signal which is applied via connection 22 to a control input 23 of control circuit 11, so that, for example, the pulse width of the first period of time is changed in a compensating sense. . It is also indicated in Fig. 1 that the above-mentioned stabilization can also be obtained by an additional secondary winding 24, σρ connected to a comparison circuit 25, which is connected to the pipe 22.

Voor de uitgangsketens 2-16 en 3-1? is tussen de secundaire transformatorwikkeling 2, resp. 3 en de diode 13 een ver-zadigbafe smoorspoel 26 aangebracht, waarvan een vermogens-· wikkeling 27 de ketenstroom voert en een stuurwikkeling 28 de voormagnetisatie van het kernmateriaal verzorgt. Deze stuurwikke!ing is aangesloten op een stuureenheid 29, die een ingang 30 heeft voor het toevoeren van gegevens van een in te stellen en te stabiliseren grootheid aan de uitgangsklemmen. Deze grootheid kan de uitgangsspanning, de uitgangsstroom of het uitgangsvermogen zijn. In fig. 1 is dit symbolisch aangegeven met de verbinding 31·For the output chains 2-16 and 3-1? is between the secondary transformer winding 2, resp. 3 and the diode 13 provides a saturated choke coil 26, a power winding 27 of which carries the circuit current and a control winding 28 provides the pre-magnetization of the core material. This control winding is connected to a control unit 29, which has an input 30 for supplying data of an adjustable and stabilizable quantity to the output terminals. This quantity can be the output voltage, the output current or the output power. In fig. 1 this is symbolically indicated with the connection 31 ·

In fig. 2 is een B-H-kromme weergegeven voor het magnetische kernmateriaal van de verzadigbare smoorspoel 26 uit fig. 1. Dit materiaal heeft een gering remanent magnetisme hetgeen betekent dat de induetiewaarde Br bij magnetische veldsterkte nul klein is tenopzichte van de verzadigingsinductiewaarde Bs, die optreedt bij een veldsterkte Hs. Door de stuurwikkeling 28 kunnen voormagneti- . .Λ 781 1 9 69 * 9 PHN 930-2_________________________________________-....................,_________________________ ____________________________________________ ______ satiewaarden B1 bij een veldsterkte H1 of -B2 bij een veldsterkte -H2 ingesteld worden. De waardes H1 en H2 kunnen verkregen worden door een bestuurbare stroombroii-scbakeling in de stuureenbeid 29 van fig. 1 of ontstaan 3 door een stroom i^ resp. i^, die in de stuurwikkeling loopt op het moment, dat de secundaire wikkeling 2,3 spanning gaat leveren, dus bij het begin van de eerste tijdsduur. Ook is het mogelijk de stromen i^ en i^ van constante waarde door een aparte stuurwikkeling te leiden, 10 en de stuurwikkeling ZÈ te gebruiken voor de demagnetisatie van de waarde Bs tot de waarde B1 resp. B2.,De heenmagne-tisatie, veroorzaakt door de secundaire spanning, die in zijn geheel gedurende het eerste deel van de eerste tijdsduur over de wikkeling 27 staat, verloopt dan in omge-13 keerde richting, dus bijvoorbeeld van B2 naar Bs of van B1 naar Bs. In principe kan het verloop ook van Br naar Bs zijn. De indüctiewet zegt dat de spanning over een spoel gelijk is aan de fluxverandering in de spoel per tijdseenheid of dat de spannings-tijd-integraal gelijk is aan 20 de totale fluxverandering. In fig. 2 geeft een pijl 40 de inductieverandering Bs-B1, de pijl 41 Bs-Br en de pijl 42 Bs+B2 aan en zoals bekend is de fluxverandering met deze waardes evenredig via de factor n.A, waarin n het aantal windingen van een wikkeling is en A het oppervlak 25 in de doorsnede van het magnetisch kernmateriaal is.Fig. 2 shows a BH curve for the magnetic core material of the saturable choke coil 26 of Fig. 1. This material has a low remanent magnetism, which means that the induction value Br at magnetic field strength zero is small with respect to the saturation induction value Bs, which occurs at a field strength Hs. The magnet winding 28 allows premagnet. .Λ 781 1 9 69 * 9 PHN 930-2 _________________________________________-...................., _________________________ ____________________________________________ ______ saturation values B1 at a field strength H1 or -B2 at a field strength - H2 can be set. The values H1 and H2 can be obtained by a controllable current broaching in the control unit 29 of FIG. 1 or can be generated by a current i or resp. which runs in the control winding at the moment that the secondary winding starts supplying voltage, i.e. at the beginning of the first period of time. It is also possible to pass the currents i ^ and i ^ of constant value through a separate control winding, and to use the control winding ZÈ for the demagnetization of the value Bs to the value B1 resp. B2. The forward magnetization, caused by the secondary voltage, which is in its entirety over the winding 27 during the first part of the first period of time, then proceeds in the reverse direction, i.e. from B2 to Bs or B1. to Bs. In principle, the gradient can also be from Br to Bs. The induction law says that the voltage across a coil is equal to the flux change in the coil per unit time, or that the voltage-time integral is equal to the total flux change. In Fig. 2, an arrow 40 indicates the induction change Bs-B1, the arrow 41 Bs-Br and the arrow 42 Bs + B2 and, as is known, the flux change with these values is proportional via the factor nA, where n is the number of turns of a winding and A is the cross-sectional area of the magnetic core material.

Warneer nu bij de heenmagnetisatie de spanning in de bij bovengenoemde fluxveranderingen behorende spannings-ti jd-integraal de secundaire rechthoek-spanning is, dan is een met de veranderingen evenredige uitsteltijd te ver-30 krijgen. Ook is nu in te zien, dat een demagnetisatie gedurende de tweede tijdsduur kan plaats vinden door binnen deze tijdsduur het veld snel af te breken, zodat een ingesteld veld behorende bij H1 of H2 overblijft, of door in de tweede tijdsduur een spanning van een bron op een 33 (stuur-)wikkeling van de spoel te plaatsen, waardoor .van gedurende een deel/ tweede tijdsduur het veld -.afgebroken 78 1 1 9 69 ·* ' ..-- 10" · · PHN 9302 wordt, echter tot een gewenste induetiewaarde bijv. BÏ of tot dichtbij Br. Een voorinstelwaarde van de magnetisatie is hierbij niet nodig, waarmede dus een wikkeling en constante stuurstroom bespaard worden.If, in the forward magnetization, the voltage in the voltage time associated with the aforementioned flux changes is integrally the secondary rectangular voltage, a delay time proportional to the changes can be obtained. It can now also be seen that demagnetization can take place during the second period of time by rapidly breaking off the field within this period of time, so that a set field corresponding to H1 or H2 remains, or by a voltage from a source in the second period of time. placed on a 33 (control) winding of the coil, so that the field is broken off for a part / second period of time. 78 1 1 9 69 * * ..-- 10 "· PHN 9302, but until a desired induction value, for example, BI or close to Br. A preset value of the magnetization is not necessary, thus saving a winding and constant control current.

5 Duidelijk is wel, dat hiermede alleen het ge bied tussen Br en Bs bestreken kan worden. Voor een groter gebied ’dient de B-H-kromme als het ware verschoven te worden met een hulpveld, zoals H2.5 It is clear that this only covers the area between Br and Bs. For a larger area, the B-H curve should, as it were, be shifted with an auxiliary field, such as H2.

In fig. 3 is een B-H-kromme getekend van mag-10 hetisch materiaal met rechthoekige lus. Hieruit is te zien, dat de -waarde Br voor het remanente magnetisme vrijwel gelijk is aan de verzadigingswaarde Bs. Om nu toch een bruikbare fluxverandering te verkrijgen zal hier een hulpveld zoals H1 of H2 altijd noodzakelijk zijn.Fig. 3 shows a B-H curve of rectangular loop magnetic material. It can be seen from this that the value Br for the remanent magnetism is almost equal to the saturation value Bs. To obtain a usable flux change, an auxiliary field such as H1 or H2 will always be necessary here.

15 In fig. 4a en fig. 4B zijn enkele tijddiagram- men weergegeven, waarvan het diagram Vsec de secundaire transformatorspanning voorstelt. Op het tijdstip t^ in Fig. 4A wordt het schakelelement 12 in fig. 1 geleidend, waardoor aan de secundaire wikkelingen de rechthoekspanning 20 43 ontstaat. Op het tijdstip t^is de eerste tijdsduur beëindigd en begint de tweede tijdsduur. Voor de demagne-tisatie van de transformator 1 wordt de diode 8 geleidend en staat de voedingsspanning over wikkeling 7* Over de secundaire wikkelingen is daardoor de spanning 46 aanwezig. 25 Door de verzadigbare smoorspoel, die in het begin van de eerste tijdsduur een hoge impedantie vertegenwoordigt, komt’ de spanning Vsec op het tijdstip t^ of t^ ter beschikking van het gelijkrichtcircuit. In het diagram Vsec is dit aangegeven met de lijnen 45, resp. 44.Fig. 4a and Fig. 4B show some time diagrams, the diagram Vsec of which represents the secondary transformer voltage. At the time t ^ in FIG. 4A, the switching element 12 in FIG. 1 becomes conductive, as a result of which the rectangular voltage 20 43 is formed on the secondary windings. At time t ^, the first period of time has ended and the second period of time has begun. For the demagnetization of the transformer 1, the diode 8 becomes conductive and the supply voltage is applied across winding 7. The voltage 46 is therefore present across the secondary windings. Due to the saturable choke, which represents a high impedance at the beginning of the first period of time, the voltage Vsec at the time t ^ or t ^ becomes available to the rectifying circuit. In the diagram Vsec this is indicated by the lines 45, resp. 44.

30 In het diagram Isec is de stroom weergegeven door de spoel 14. Bij constante belasting wordt de lijn 53.verkregen in het geval de volledige secundaire spanning ter beschikking zou staan. Voor het geval dat de verzadigbare spoel een üitsteltijd van tg-t^ veroorzaakt, wordt de 35 stroomlijn 55 verkregen en bij de üitsteltijd de stroomlijn 54.In the diagram Isec, the current is represented by the coil 14. At constant load, the line 53 is obtained in case the full secondary voltage is available. In the event that the saturable coil causes a delay time of tg-t, the streamline 55 is obtained and at the delay time the streamline 54.

781 1 9 69 .....η ; PHN 9302 ________________________________________________________________________________________781 1 9 69 ..... η; PHN 9302 ________________________________________________________________________________________

Het diagram Isp geeft de stroom weer door de vermogenswikkeling 27 van de verzadigbare smoorspoel 26, waarbij de stroomwaarden tussen de tijdstippen tg-t^ en t^-t^ gelijk zijn aan de waarden, die getekend zijn in het 5 diagram Isec. Op het tijdstip t^ wordt de stroom Isp nul en gaat er in de stuurwikkeling 28 een demagnetisatiestroom lopen.The diagram Isp shows the current through the power winding 27 of the saturable choke 26, the current values between the times tg-t ^ and t ^ -t ^ being equal to the values drawn in the diagram Isec. At time t ^ the current Isp becomes zero and a demagnetization current flows in the control winding 28.

Op de tijdstippen t^, t-jQ, t-|-j en aané>®“ geven in fig. 4b vinden dezelfde gebeurtenissen plaats, 10 echter met dit verschil, dat in het geval dat de voor- magnetisatie ingesteld wordt door een stroombronsturing vanuit de stuureenheid 29, de demagnetisatie alleen plaats kan vinden door middel van een stroom in de vermogenswikke-ling 27. Dit is aangegeven bij de tijdstippen 15 t^. Op het tijdstip t^2 keert de spanning Vsec van rich ting om. De vrijloopdiode 20 is geleidend en voert de stromen 47 of 48 zoals aangegeven in diagram Isec. De spoel 26 wekt nu een induetiespanning over de wikkeling 27 op, die vrijwel gelijk is aan de negatieve spanning 20 Vsec, lijn 46, waardoor de gelijkrichtdiode 13 kan geladen tenbehoeve van een demagnetisatiestroom, die met 49 en 50 in diagram Isp is aangegeven.At times t ^, t-jQ, t- | -j and indicate> ® “the same events occur in Fig. 4b, however with the difference that in the case that the pre-magnetization is adjusted by a current source control from the control unit 29, the demagnetization can only take place by means of a current in the power winding 27. This is indicated at times 15 t ^. At time t ^ 2, the voltage Vsec reverses direction. The freewheeling diode 20 is conductive and carries the currents 47 or 48 as indicated in diagram Isec. The coil 26 now generates an induction voltage across the winding 27, which is approximately equal to the negative voltage 20 Vsec, line 46, allowing the rectifying diode 13 to charge for a demagnetization current, indicated at 49 and 50 in diagram Isp.

In het diagram B van beide figuren is het verloop van de inductie of van de flux in de verzadigbare 25 smoorspoel weergegeven.The diagram B of both figures shows the course of the induction or of the flux in the saturable choke.

Gedurende de tijdsduren t^-t^ of t^-t^ is de spoel verzadigd, waarde Bs. De heenmagnetisatie door de spanning Vsec vindt plaats gedurende de tijdsduur t^-t-j of vanaf de voormagnetisatiewaarde B^ en gedurende 30 t^-t-j of ^11~^9 vanaf de waarde B3.During the time periods t ^ -t ^ or t ^ -t ^ the coil is saturated, value Bs. The forward magnetization by the voltage Vsec takes place during the period t ^ -t-j or from the pre-magnetization value B ^ and for 30 t ^ -t-j or ^ 11 ~ ^ 9 from the value B3.

De demagnetisatie door middel van een stuur-- spanningsbron vindt plaats gedurende de tijdsduur ΐζ-ΐ^, waarbij als eindwaarde op het tijdstip t de waarden B1 resp. B3 weer bereikt worden. Het tijdstip t is gelegen 35 °P het moment waarop de demagnetisatie van de kern van de transformator 1 is afgelopen. De spanning 46 wordt nul, waardoor de blokkering van dio.de 13 opgeheven wordt eru-de— 7811969 PHN 9302 spanning over de wikkeling 27 eveneens nul wordt. Hierdoor kan de stuurspanningsbron niet meer werkzaam zijn. Het op dit moment aanwezige veld in de kern van de spoel 26 wordt nu gehandhaafd door een stroom in de wikkeling 27» 5 zoals in het diagram Isp aangegeven is met de stroomwaarde i^ en i^. Voor de andere demagnetisatiemethode worden de waarden B1 en B3 in fig. 4B bereikt óp de tijdstippen t^ ~~ en t.j^, waarbij deze waarden dus iii stand gehouden worden gedurende de rest van de periodeduur door externe middelen 10 opgenomen in de stuureenherd 29.Demagnetization by means of a control voltage source takes place during the period ΐζ-ΐ ^, the final value at time t being the values B1 resp. B3 can be reached again. The time t is situated at 35 ° P when the demagnetization of the core of the transformer 1 has ended. The voltage 46 becomes zero, whereby the blocking of the portion 13 is canceled and the voltage across the winding 27 also becomes zero. As a result, the control voltage source can no longer function. The field currently present in the core of the coil 26 is now maintained by a current in the winding 27 »5 as indicated in the diagram Isp with the current values i ^ and i ^. For the other demagnetization method, the values B1 and B3 in Fig. 4B are reached at times t ^ ~~ and t.j ^, thus these values are maintained iii for the remainder of the period duration by external means 10 incorporated in the driver 29.

In fig. 5A en 5B is het aanloopstroomgebied respectievelijk tussen de tijdstippen t^ en t en de tijdstippen t^ en t^ uit het diagram Isp van fig. 4A en 4B in detail weergegeven. De rechte stijgende stroomlijnen 15 zijn te verklaren uit de inductiewet volgens de formule i = Vsec/L . t, waarin L de zelfinductie is van de spoel betrokken op wikkeling 27 en t het tijdsverloop. Tevens is hieruit te zien, dat de stroom i recht evenredig is met de spanning Vsec.In FIGS. 5A and 5B, the ramp-up flow region between the times t ^ and t and the times t ^ and t ^ of the diagram Isp of Figures 4A and 4B is shown in detail. The straight rising current lines 15 can be explained from the induction law according to the formula i = Vsec / L. t, where L is the inductance of the coil relative to winding 27 and t is the time course. It can also be seen from this that the current i is directly proportional to the voltage Vsec.

20 Op het tijdstip t^ of t^ is de secundaire spanning volgens rechthoek k-3 in fig. h aanwezig.At the time t ^ or t ^ the secondary voltage according to rectangle k-3 in fig. H is present.

Deze spanning staat over de vermogenswikkeling 27 van de spoel 26 en moet gelijk zijn aan een bepaalde fluxverande-'ring per tijdseenheid, die via de B-H-kromme van het mag-25 netisch materiaal omgezet kan worden in een velfcterktever- andering per tijdseenheid, waarbij deze weer evenredig is met een stroomverandering per tijdseenheid. Hiermede zijn de diagrammen van fig. 5A en van fig. 5B met behulp van fig. 2 of 3 te verklaren.This voltage is across the power winding 27 of the coil 26 and must be equal to a given flux change per unit time, which can be converted via the BH curve of the magnetic material into a field effect change per unit time. it is again proportional to a flow change per unit time. The diagrams of Fig. 5A and of Fig. 5B can be explained with the aid of Fig. 2 or 3.

30 Fig. 5A toont het verloop van de stroom Isp voor de tijdstippen t,, t,, t0 en t0. Op het tijdstip t S I a J z neemt de stroom Isp door wikkeling 27 de waarde i^ of i^ aan, via de veldsterkte en de B-H-kromme, behorende bij de inducties B1 en B3-. Op het tijdstip t^ stijgt de stroom 35 met een waarde i^ overeenkomend met het vlakke stuk van de B-H-kromme van fig. 2 en 3» aangegeven met de punten x en 78 1 1 9 69 13 - .FIG. 5A shows the course of the current Isp for the times t, t, t0 and t0. At time t S I a J z, the current Isp through winding 27 assumes the value i ^ or i ^, via the field strength and the B-H curve, associated with the inductions B1 and B3-. At the instant t ^, the current 35 increases by a value i ^ corresponding to the plane of the B-H curve of FIGS. 2 and 3, indicated by the points x and 78.

PHN _9302_______________________________________________________ y. De stroom verloopt daarna volgens de lijn 59 of 58, of volgens de lijnen 60 of 61 wanneer de ingangsspanning dus ook de secundaire spanning hoger geworden is.PHN _9302_______________________________________________________ y. The current then proceeds along the line 59 or 58, or along the lines 60 or 61 when the input voltage has therefore also increased as the secondary voltage.

Zoals bekend is het verband tussen veldsterkte 5 en stroom in vereenvoudigde vorm te schrijven als H.l = n.i, waarin 1 de lengte .van h'et magnetisch circuit en n het aantal windingen van de wikkeling, waardoor de stroom i vloeit, voorstelt. Met behulp van deze betrekking kan bijvoorbeeld uit fig. 2 afgelezen worden, dat de veld-10 sterkte HT, behorend bij de stroom i^, reeds als voor- magnetisatie aanwezig is en vervolgens de B-H-kromme doorlopen wordt tot de veldsterkte Hs behorend bij de verza-digingsinductie Bs. Vanaf dit punt in het diagram verandert de inductie in geringe mate, maar neemt de veld-15 sterkte en dus de stroom door wikkeling 27 sterk toe. Xn fig. 5A is dit aangegeven voor de bijbehorende_stroom met de pijlen 56 -en 57· Opgemerkt wordt, dat de spoel 26 in het secundaire circuit een hoge impedantie vertegenwoordigt in het gebied met in de tijd variërende veldsterkte 20 tussen H1 en Hs, maar bij grotere veldsterkte dan Hs een lage impedantie voorstelt tenopzichte van de andere eïk-trische circuitparameters. Voor de duidelijkheid is echter in het diagram Isp van fig. 4A en ^B het aanloopstroomgebied , vergroot weergegeven tenopzichte van de stroom bij de 25 lijnen 5^· en 55· Wanneer voor het secundaire circuit spanningsregeling gewenst ist en de bijbehorende stuureen-heid is daarop ingericht, dan is met fig. 4A en fig. 5-A-de regeling op constante uitgangsspanning bij stijgende ingangsspanning te verklaren. Bij een hogere secundaire 30 spanning verandert de lijn 59 en de lijn 6O en wordt het schakelpunt bereikt op het tijdstip t . De stuureenheid meet een stijgende uitgangsspanning en verhoogt daardoor de spanning van de stuurspanningsbron. Dit geeft in de periode t -t^ een grotere demagnetisatie. In fig. 4A, diagram B, 35 verandert B1 in B3, en in fig. 5-A. verandert de bijbehorende stroom i^ in i^, zodat in deze figuur via de lijn 61 het 78 1 1 9 69 » . ι4 ..EHN . 9-302.—-____________ __________ ________________________________________________ ____________________J................................... ;_________ schakelpunt ty bereikt wordt. Omdat tytj· groter is dan t2-tr blijft er van de rest van de schakelperiode, waarin Vsec werkzaam is, een kleiner deel over , dat dus de compensatie vormt voor de hogere spanning.As is known, the relationship between field strength 5 and current can be written in simplified form as H 1 = n, where 1 represents the length of the magnetic circuit and n the number of turns of the winding through which the current flows. With the aid of this relationship, it can be seen, for example, from Fig. 2 that the field strength HT, associated with the current i, is already present as a pre-magnetization and then the BH curve is run through to the field strength Hs associated with the saturation induction Bs. From this point in the diagram, the inductance changes slightly, but the field strength and thus the current through winding 27 increases sharply. In Fig. 5A this is indicated for the associated current with arrows 56 and 57. It should be noted that the coil 26 in the secondary circuit represents a high impedance in the region with time-varying field strength 20 between H1 and Hs, but at greater field strength than Hs represents a low impedance over the other electrical circuit parameters. For clarity, however, in the diagram Isp of FIGS. 4A and ^ B, the starting current region is shown enlarged relative to the current at the 25 lines 5 ^ and 55 · When voltage control is desired for the secondary circuit and the associated control unit is Arranged thereon, then with fig. 4A and fig. 5-A-the control on constant output voltage with increasing input voltage can be explained. At a higher secondary voltage, line 59 and line 6O change and the switching point is reached at time t. The control unit measures a rising output voltage and thereby increases the voltage of the control voltage source. In the period t-t ^ this gives a greater demagnetization. In Fig. 4A, Diagram B, 35, B1 changes to B3, and in Fig. 5-A. the associated current i ^ changes to i ^, so that in this figure via line 61 the 78 1 1 9 69 ». ι4 ..EHN. 9-302. —- ____________ __________ ________________________________________________ ____________________ J ...................................; _________ switching point ty reached is becoming. Since tytj · is greater than t2-tr, a smaller part remains of the rest of the switching period in which Vsec operates, which thus compensates for the higher voltage.

5 In fig. 5B is het aanloopstroomgebied weerge geven, dat overeenkomt met het diagram Isp van fig. 4b.Fig. 5B shows the approach flow area corresponding to the diagram Isp of Fig. 4b.

Een extern opgedrukt veld H1 of H3, overeenkomend met in-ductiewaarden B1 of B3, is op het tijdstip t^ reeds aanwezig., De stroom Isp verloopt vanaf dit tijdstip volgens 10 de lijnen 51 of bij hogere secundaire spanning volgens 52, vergelijkbaar met de lijnen 59 resp. 60 of 58» resp. 61 in fig. 5A. Op de tijdstippen ΐχ, t1Q, t en t^ wordt de verzadiging van de kern van spoel 26 bereikt. Voor wat de stromen betreft is te stellen, dat de stroom i . gelijk.An externally printed field H1 or H3, corresponding to induction values B1 or B3, is already present at the time t ^. From this time on, the current Isp proceeds along lines 51 or at a higher secondary voltage according to 52, comparable to the lines 59 resp. 60 or 58 »resp. 61 in FIG. 5A. At times ΐχ, t1Q, t and t ^ saturation of the core of coil 26 is reached. As far as the currents are concerned, it can be stated that the current i. equal.

0. .0..

15 is aan l/n.(Hs-H1) en de stroom i gelijk is aan l/n.(Hs- o H3.), waarin H3 de veldsterkte is bij de inductie B3.15 is at l / n. (Hs-H1) and the current i is equal to l / n. (Hs-H3.), Where H3 is the field strength at induction B3.

Bij spanningsregeling volgens het bij fig. 5A-reeds beschreven geval, zal de stuureenheid de voormagneti-satie verminderen van- B1 naar B3 of van H1 naar H3, zodat 20 de stroom i op tijdstip t overgaat in stroom i metWith voltage regulation according to the case already described in Fig. 5A, the control unit will reduce the pre-magnetization from B1 to B3 or from H1 to H3, so that the current i at time t changes into current i with

3, . X C3,. X C

schakelpunt op tijdstip tswitching point at time t

In fig. 6 is een deel-van de stuureenheid 29 weergegeven. Als te besturen grootheid wordt de uitgangs-spanning van een secundaire keten genomen. Daartoe is ver-25 binding 31 aangebracht tussen ingang 30 en uitgangsklem 32 ‘ en de gemeenschappelijke van de schakeling verbonden met klem 33· Ben operationele versterker 62 is met de niet-inverterende ingang 63 verbonden met een spanningsdeler 64, 65. De inverterende ingang 66' is verbonden met een zener-30 diode 67, die ingesteld wordt met een weerstand 68. De versterker en de zenerdiode kunnen gevoed worden met eén voeding, die bijvoorbeeld verkregen wordt door gelijkrichting van Vsec over de wikkeling 2. Beiden kunnen echter ook gevoed worden, zoals in fig. 6 is aangegeven. Aan de uit-33 gang' 69-70 van de versterker 62 wordt een spanning verkregen, die evenredig is met het verschil tussen de zenerreferen-- tiespanning en de via de deler 64, 65 gedeelde uitgangs- 781 1 9 69 “15 ~ .FHN. .93.02______________________________________________________________________________________________________________________________ spanning over klemme'n 32 en 33· De vers terkeruit gangs -spanning wordt gebruikt om de stuurwikkeling 28 via een tussencircuit te sturen. Dit laatste wordt in de figuren 7, 8, 9 en 10 nog beschreven.Fig. 6 shows part of the control unit 29. The output voltage of a secondary circuit is taken as the quantity to be controlled. For this purpose connection 31 is provided between input 30 and output terminal 32 'and the circuit common is connected to terminal 33. An operational amplifier 62 is connected to the non-inverting input 63 to a voltage divider 64, 65. The inverting input 66 is connected to a zener diode 67, which is set with a resistor 68. The amplifier and the zener diode can be powered by a single power supply, which is obtained, for example, by rectifying Vsec across the winding 2. However, both can also be powered as shown in Fig. 6. At the output 33-69 of the amplifier 62, a voltage is obtained which is proportional to the difference between the zener reference voltage and the output 781 1 9 69 15 ~ divided through the divider 64, 65. FHN. .93.02 ______________________________________________________________________________________________________________________________ voltage across terminals 32 and 33 · The inverter output voltage is used to drive the control winding 28 via an intermediate circuit. The latter is further described in Figures 7, 8, 9 and 10.

5 In fig. 7 wordt een vergelijkechakeling weer gegeven, waarbij als te besturen grootheid aan de uitgangs-klemmen 32, 33 de stroom door de belasting genomen wordt. Daartoe wordt deze stroom via verbinding 31 en ingang 30 door een meetweerstand 71 geleid. De spanning hierover wordt 10 · vergeleken met een zenerspanning van zenerdiode 72. Door middel van. gelijke delers 73» 7^ worden de spanningen respectievelijk aan ingang 63 en aan ingang 66 toegevoerd.Fig. 7 shows a comparative circuit in which the current is taken by the load as the quantity to be controlled at the output terminals 32, 33. To this end, this current is passed through a measuring resistor 71 via connection 31 and input 30. The voltage across this is compared to a Zener voltage of Zener diode 72. equal dividers 73, 7, the voltages are applied to input 63 and to input 66, respectively.

De uitgang 69-70 levert de versterkte verschilspanning, die, als voorbeeld, gebruikt wordt om een bestuurbare stroom-15 bronschakeling in te stellen, bestaande uit een transistor 75 en een emitterweerstand 76. De verkregen collectorstroom wordt- door stuurwikkeling 28 geleid voor het instellen van een voormagnetisatie.The output 69-70 supplies the amplified differential voltage, which, for example, is used to set a controllable current source circuit consisting of a transistor 75 and an emitter resistor 76. The resulting collector current is passed through control winding 28 for setting of a pre-magnetization.

, De schakelingen van fig. 8, 9 en 10 geven.aan 20 ho,e de uitgangsspanning van versterker 62 zelf gebruikt kan worden om de demagnetisatie te verkrijgen. De stuurwikkeling 28 is in serie geplaatst met een diode 77» die ook de basis-emitterdiode van een transistor 78 kan zijn.The circuits of FIGS. 8, 9 and 10 indicate how high the output voltage of amplifier 62 itself can be used to obtain the demagnetization. The control winding 28 is placed in series with a diode 77, which may also be the base emitter diode of a transistor 78.

De serieschakeling is zo op de uitgang van de versterker 25 62 aangesloten, dat de stroom 79» die voor demagnetisatie zorgt, door. de diode 77» resp. -de collector-emitterketen vloeit, waarbij de induetiespanning over de wikkeling gelijk is aan de stuurspanning over de klemmen 69, 70 plus de diodespanningsval. Uit de spannings-tijd-integraal volgt -· <j0 Yst. t=ng .A. (Bs-B) , waarin Vst de stuurspanning over de spoel en n het aantal windingen van de stuurwikkeling is. sThe series circuit is connected to the output of the amplifier 62 in such a way that the current 79 which causes demagnetization continues. the diode 77, resp. -the collector-emitter circuit flows, the induction voltage across the winding being equal to the control voltage across terminals 69, 70 plus the diode voltage drop. From the voltage-time integral follows - · <j0 Yst. t = ng .A. (Bs-B), where Vst is the control voltage across the coil and n is the number of turns of the control winding. s

In fig. h is de inductie B getekend volgens voorgaande gelijkheid in het tijdsverloop tussen t^ en t. Zowel de veldsterke H als de bijbehorende stroom i hebben vrijwel 35 hetzelfde verloop, aannemende dat de relatieve permeabili teit van het materiaal vrijwel konstant is. Door keuze van 78 1 1 9 69 / -16 _ PHIL-9302________________________________________ __________________________I_________________________________________ de windingsverhouding tussen vermogenswikkeling en stuur-wikkeling kunnen magnetisatie- en demagnetisatie-grootlxeden * op elkaar aangepast worden.In Fig. H, the induction B is drawn according to the previous equality in the time course between t ^ and t. Both the field strength H and the associated current i have almost the same course, assuming that the relative permeability of the material is almost constant. By selecting 78 1 1 9 69 / -16 _ PHIL-9302 ________________________________________ __________________________I_________________________________________ the winding ratio between power winding and control winding, magnetization and demagnetization magnitudes * can be adapted to each other.

In de figuren 8, 9 en 10 is de uitgang van de 5 operationele versterker met klemmen 69 en 70 zwevend ge tekend. Het is zondermeer mogelijk, dat klem 70 met de gemeenschappenjke verbinding van klem 33 verbonden wordt of dat klem 69 verbonden is met de voedingslijn aan klem 32. Een andere schakelmogelijkheid volgens fig. 9 is weer-10 gegeven in fig* 11.Figures 8, 9 and 10 show the output of the operational amplifier with terminals 69 and 70 floating. It is readily possible that terminal 70 is connected to the common connection of terminal 33 or that terminal 69 is connected to the supply line at terminal 32. Another switching possibility according to FIG. 9 is shown in FIG. 11.

In fig. 11 is één secundaire uitgangsketen weergegeven overgenomen van fig. 1 met invulling van de stuureenheid 29 volgens fig. 6 en fig. 8 of 9· Klem 70 van versterker 62 is verbonden met de gemeenschappelijke ver-15 binding aan klem 33 en klem 69 levert een stuurspanning aan een emittervolger 80 met emitterweerstand 81. Diode 77 kan verdien als de basis-emitter-sperspanning van transistor 80 voldoende groot is. De stuurspanning voor wikkeling 28 wordt hier bepaald door Vuit-V69, waarin Vuit 20 de uitgangsspanning over klemmen 32 en 33 voorstelt en V69 de uitgangsspanning, van de versterker 62. Daar deze spanning een negatief teken heeft in de zojuist vermelde aftrekking zijn de functies aan de ingangsklemmen 63 en 66 omgewisseld tenopzichte van fig* 6. Ook hier is de stabili-2*5 satie van de spanning aan klemmen 32 en 33 duidelijk her kenbaar. Mocht deze spanning bijvoorbeeld willen stijgen doordat de voedingsspanning van de converter stijgt of doordat de belastingsstroom vermindert, dan stijgt de spanning aan. ingang 66, vermindert de verschilspanning *jq tussen ingangen 63 en 66 en daalt de spanning aan klem 69.In Fig. 11, one secondary output circuit is shown, taken from Fig. 1 with the control unit 29 shown in Fig. 6 and Fig. 8 or 9 · Terminal 70 of amplifier 62 is connected to the common connection to terminal 33 and clamp 69 supplies a driving voltage to an emitter follower 80 having emitter resistor 81. Diode 77 can earn if the base emitter reverse voltage of transistor 80 is sufficiently large. The control voltage for winding 28 is here determined by Vuit-V69, where Vuit 20 represents the output voltage across terminals 32 and 33 and V69 represents the output voltage, of the amplifier 62. Since this voltage has a negative sign in the subtraction just mentioned, the functions are on the input terminals 63 and 66 are reversed with respect to FIG. 6. Here again the stabilization of the voltage at terminals 32 and 33 is clearly recognizable. If this voltage wants to rise, for example, because the supply voltage of the converter increases or because the load current decreases, the voltage increases. input 66, reduces the differential voltage * jq between inputs 63 and 66 and decreases the voltage at terminal 69.

In de uitfaze van de converterperiode, de tweede tijdsduur, zal dus de spanning over wikkeling .28 groter zijn. Dit betekent in deze uit-faze een snellere demagnetisatie naar een lagere induetiewaarde, zodat in de in-faze, de rjej eerste tijdsduur, eventueel ondanks de grotere secundaire transformatorspanning, de uitsteltijd toeneemt, omdat nu -een- grotere- inductie—of fluxverandering overbrugd moet 78 1 1 9 6 9Thus, in the phase out phase of the converter period, the second time period, the voltage across winding .28 will be greater. In this out-phase this means a faster demagnetization to a lower induction value, so that in the in-phase, the first time period, possibly in spite of the larger secondary transformer voltage, the delay time increases, because now-a greater induction or flux change is bridged. should be 78 1 1 9 6 9

Claims

S PHN 9.3.0.2 become _________________________________________________________________________________. The effective in-time thereby decreases, or for a shorter time the transformer provides power. This counteracts the original voltage rise. All this depends on the control circuit gain, namely determined by the amplification factor of the amplifier 62. The control works very quickly, because the pre-magnetization change is already active in the next period of the control oscillator. 10 CONCLUSIONS:

1. A forward converter type switching power supply comprising a primary circuit having two input terminals, to be connected to a DC power source, 15 and secondary circuits, each having output terminals for connecting a load, the primary circuit between the input terminals being at least one controllable switching element, periodically controlled by a control circuit, in seyie with a primary winding of a transformer 20 and each secondary circuit comprising a secondary winding of the transformer, a rectifying diode, a free-wheeling diode and a choke, and at least one secondary circuit provided with adjusting and stabilizing means for a quantity of the output terminals, characterized in that the adjusting and stabilizing means comprise a saturable choke which is connected in series with the power winding and the rectifying diode and further comprising at least one control winding for the adjusting a pre-magnetization 30 in the core of the choke coil, and further comprising the means a control unit connected to the control winding and provided with an input for said quantity.

Switching power supply according to claim 1, characterized in that the core of the saturable inductor consists of magnetic material with low remanent mag- —ti-sme -.-------—------ ------- - —................................. - ------- ------------------------------------------- o 78 1 1 9 69 4 . . _; 18 - ΓΡΗΜ ~ 9 · 5 · 02 ____________________________-_______________________________-_________: _________________________

Switching power supply as claimed in claim 1 or * 2, wherein the control circuit conducts the controllable switching element for a first period of time and blocks it for a second period, characterized in that the control unit comprises a diode and a control voltage source which is connected in series with the control windings are included such that during the first period of time the diode is cut off by the control voltage of the source and during the second period of time is conductive due to the induction voltage across the control winding, so that the pre-magnetization is determined by the voltage-time integral of the control voltage over the second, duration.

4. Switching power supply according to claim 3, characterized in that the control voltage source is the output of an operational amplifier, which amplifier amplifies the difference signal of a reference signal and a signal proportional to said quantity.

Switching power supply according to claim 3 or k, characterized in that said diode is the base-emitter diode of a transistor, the collector of which is connected to one side and the emitter to the other side of the control winding. .

6. Switching power supply as claimed in any of the foregoing claims, wherein the control circuit for the switching elements in the primary chain comprises a pulse width-controlled oscillator and a comparison circuit, which is connected with an input to the output terminals of one of the secondary chains, so that the voltage at these terminals is constant by means of the pulse width control, characterized in that the input of the control unit associated with another secondary circuit is connected to the corresponding output terminals for keeping the output voltage constant independently of load variations in a wide range and for the fine adjustment of this output voltage. * 4 78 1 1 9 69