WO2006084797A1 - Switched-mode power supply unit wherein devices are supplied with power independently of the operating state of the power component - Google Patents

Switched-mode power supply unit wherein devices are supplied with power independently of the operating state of the power component Download PDF

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WO2006084797A1
WO2006084797A1 PCT/EP2006/050510 EP2006050510W WO2006084797A1 WO 2006084797 A1 WO2006084797 A1 WO 2006084797A1 EP 2006050510 W EP2006050510 W EP 2006050510W WO 2006084797 A1 WO2006084797 A1 WO 2006084797A1
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auxiliary
windings
power supply
winding
voltage
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PCT/EP2006/050510
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Harald Schweigert
Martin Izaak
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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH
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Definitions

  • the invention relates to a switched-mode power supply, comprising a transformer with at least one secondary winding, which can be connected to a load via a rectifier arrangement and at least one primary winding, which has a first winding connection, which is connected via a switching element to a connection for a reference potential and another Connection which can be connected to a DC voltage, and a control device for controlling the on and off times of the switching element.
  • the invention also relates to a method for operating such a switching power supply.
  • Switching power supplies are well known. There are known to be those who work according to the flux converter principle and those who work as a flyback converter principle. In the latter, magnetic energy is stored during a storage phase by a current flowing through the primary winding of a transformer. This is discharged during a discharge phase after rectification and smoothing to a secondary side connected load. A switching element, which is in series with the primary winding of the transformer is switched on and off by a control device load-dependent.
  • This auxiliary transformer must have the same safety distances between the windings of the windings as the main transformer.
  • the size of this auxiliary transformer does not depend on the - to be transmitted - usually low - performance, but of the creepage distances. This inevitably results in relatively large structures with a corresponding space requirement on the layout and associated high costs.
  • the present invention is therefore based on the object for secondary-side devices of a switching power supply a provide power supply independent of the operating state of the power unit, without providing an additional auxiliary transformer.
  • the object is achieved by means of a switched-mode power supply according to claim 1.
  • the advantage thus achieved is in particular to use the transformer core present in the switched-mode power supply for the transmission of auxiliary power to supply additional, mostly secondary equipment, without affecting the function of the main supply.
  • the auxiliary power transmission thus realized is not influenced by the function of the main supply.
  • the auxiliary power transmission can also take place from the secondary side to the primary side of the power unit. Applications for this direction of transmission may be the need for low auxiliary voltages on the primary side of the power section (eg for charging batteries).
  • an additional internal base load can be eliminated by transmitting an auxiliary power via the auxiliary windings to the primary side of the power unit (eg to supply the control equipment).
  • auxiliary power can also be a simple standby operation of devices (eg TV sets) can be realized.
  • the power unit can remain switched off in standby mode and the required secondary-side auxiliary power is transmitted exclusively via the auxiliary windings.
  • the middle leg can have an air gap.
  • auxiliary primary winding onto two auxiliary primary windings connected in series and the auxiliary secondary winding to two auxiliary secondary windings connected in series and to arrange one of these auxiliary primary windings and one of these auxiliary secondary windings next to one another on a common outer leg of the core.
  • the distance between the auxiliary primary winding and the auxiliary secondary winding of an outer leg is minimized taking into account the creepage distances, whereby a good coupling with low transmission losses of the auxiliary energy is achieved.
  • step-down dividers are circuits which usually have a high-voltage switching transistor integrated and, according to the step-down converter principle from the intermediate circuit (eg 320 VDC with a mains voltage of 230 VAC), a potential-independent one
  • the primary supply voltage can already be ensured at values of the intermediate circuit voltage where the power transmission can not yet work. Therefore, when the minimum functional voltage of the power section is reached, the supply voltage will already be present.
  • These circuits usually have an output power of about 3-5 W.
  • the clocking auxiliary device on the primary side comprises a low voltage switching transistor, wherein the gate terminal is connected to the power output of a frequency generator and wherein the auxiliary primary windings with a winding terminal via the low voltage switching transistor to the reference potential and with the further connection to the supply voltage are connected.
  • the auxiliary secondary windings and the auxiliary primary windings are wound in the opposite direction, and the auxiliary rectifier arrangement connected to the auxiliary secondary windings is designed as a one-way rectifying circuit with a smoothing capacitor.
  • the frequency generator is fed by the primary supply voltage described above.
  • the low voltage switching transistor then switches the two auxiliary primary windings to the primary supply voltage in time with the frequency generator.
  • the transmission of the auxiliary energy takes place according to the principle of a flyback converter, which does not require any smoothing throttle.
  • the output voltage of the auxiliary power transmission according to the invention is determined as follows. On the one hand, the duty cycle of the primary auxiliary switching element is set by the frequency generator to a fixed value. The output voltage is then determined by the magnitude of the primary supply voltage and the turns ratio between the auxiliary primary windings and the auxiliary secondary windings and by the load at the output of the primary supply
  • Auxiliary supply determined. To catch the fluctuations while a longitudinal regulator can be followed.
  • the number of turns of the auxiliary windings is selected such that, on the one hand, the clock frequency of the auxiliary supply is a multiple (eg 6 times) of the clock frequency of the power section due to a low number of turns, and on the other hand, the undesirable temperature increase of the core due to a sufficient number of turns ( For example, four turns each on the primary and on the secondary side) is limited.
  • Another embodiment of the invention provides to form the clocking auxiliary device as a frequency generator, wherein the power output via a transistor pair and a
  • Coupling capacitor is connected to a winding terminal of the series-connected auxiliary primary windings. The further The winding connection of the auxiliary primary windings is then connected to the reference potential.
  • the auxiliary secondary windings and the auxiliary primary windings are wound in the same direction and the auxiliary rectifier arrangement connected to the auxiliary secondary windings is designed as a two-way rectifier with a smoothing capacitor.
  • the frequency generator can be designed as a switched-mode power supply control IC, which is fed by the primary supply voltage.
  • the gate drive signal of the IC is amplified with the transistor pair and passed over the coupling capacitor, thereby producing a push-pull voltage having no DC component.
  • the transmission of the auxiliary energy takes place according to the principle of a push-pull flow converter, which requires no smoothing chokes because of the peak charge.
  • the output voltage is determined by the magnitude of the primary supply voltage and the turns ratio between auxiliary primary windings and auxiliary secondary windings.
  • the duty cycle between the primary power and auxiliary circuit and the load at the output of the auxiliary supply has only a minor influence on the output voltage.
  • To intercept the small fluctuations can also be followed by a series regulator.
  • the invention provides to form the auxiliary windings as plastic-molded parts.
  • the necessary safety insulation is achieved to the windings of the power unit.
  • the isolation specification between Hilfssprimär- and auxiliary secondary winding can be easily met.
  • the interconnection of the respective auxiliary windings in series takes place on a printed circuit board.
  • a further embodiment for easy mounting of the auxiliary windings provides, the auxiliary primary windings and the auxiliary Form secondary windings and the connecting lines between the series-connected auxiliary windings as a uniform plastic-molded part.
  • the overlaps of the turns and connecting conductors and the connections of the auxiliary primary windings and secondary windings are arranged on the outer side facing away from the core in order to maximize the distance of the auxiliary windings to the windings of the power unit.
  • Such an embodiment has only four led out of the molding outlets, which are connected to the primary and the secondary side of the circuit. In the manufacture of the transformer this "clasp-shaped" molded part is to be placed on a core half prior to bonding the core halves.
  • auxiliary primary windings and the auxiliary secondary windings are configured as multicore ribbon cables in such a way that a first flat cable loop forms an auxiliary primary winding and an auxiliary secondary winding and a second ribbon cable loop forms a further auxiliary primary winding and is also favorable for the manufacture and installation of the auxiliary windings forms a further auxiliary secondary winding and each one of these ribbon cable loops are wound around the outer legs of the core, wherein the individual wires of the ribbon cables are connected to each other at the ends so that the wires for each auxiliary winding form whole turns around the outer limbs of the core and the auxiliary primary windings and the auxiliary secondary windings are in each case connected in series.
  • the advantage here is that, contrary to the embodiments described above, no investment in tools for plastic extrusion is necessary.
  • the ends of the ribbon windings forming the auxiliary primary windings and auxiliary secondary windings are fastened with their ends in insulation displacement bushes on a printed circuit board, wherein the individual wire ends of the flat ribbon cables are connected to complete turns via printed conductors on the printed circuit board.
  • the induction caused by the auxiliary windings additionally load the core, it may be favorable to connect the devices to be supplied on the secondary side of the transformer with both the auxiliary rectifier arrangement and with the rectifier arrangement of the power unit.
  • the circuit designed in this way made it possible to supply the secondary-side devices both by the auxiliary supply and by the voltage derived from the secondary side by the power unit.
  • the switched-mode power supply is then operated in such a way that the devices on the secondary side of the transformer are only supplied by the auxiliary voltage if the voltage at the output of the rectifier arrangement in the power unit is below the value required for the secondary equipment and if this value is exceeded secondary-side devices via the rectifier arrangement in
  • the auxiliary supply can then be switched off and there is no additional load on the core.
  • FIG. 1 a switching power supply with step-down divider
  • Fig. 2 an inventive switching power supply with independent auxiliary supply according to the principle of a flyback converter
  • FIG. 3 shows a switched-mode power supply according to the invention with independent auxiliary supply according to the principle of an antiphase flux converter
  • Fig. 4 the arrangement of the auxiliary windings on the core of the transformer
  • Fig. 5 the arrangement of the auxiliary windings formed from ribbon cable at the core of the transformer
  • Fig. 1 shows an exemplary arrangement of a switching power supply circuit including a step-down converter 1, which derives a supply voltage U 2 from a DC voltage U L in the intermediate circuit.
  • the DC voltage Ul in the DC link can be, for example, a rectified AC voltage.
  • a rectifier bridge for example, after smoothing out an alternating voltage of 230 V, 320 V DC voltage is produced as DC voltage U L in the DC link.
  • a primary winding 4 which is wound around the core 3, applied to this DC voltage Ul in the DC link.
  • the on and off times of the switching element 2 are controlled by a control device 6, which is connected to the base of the control element 2.
  • the control device 6 is supplied with the supply voltage U2.
  • the supply voltage U2 is the output voltage of the buck converter 1, which consists for example of the following elements:
  • An LNK switch 10 eg LNK 306, manufacturer Power Integrations
  • the output of the LNK switch 10, to which a freewheeling diode 11 is connected in parallel, is conducted via a smoothing inductor 12 and a subsequent smoothing capacitor 13.
  • Such circuits usually have an output power of 3-5 W.
  • the supply voltage U2 provided is, for example, 15 V.
  • a secondary winding 5 is wound around the core 3.
  • the DC connected to the secondary winding 5 Judge arrangement comprises a diode 8 and a smoothing capacitor 9.
  • the output voltage U3 is a smoothed DC voltage, with secondary-side devices 7 assuming additional control tasks (eg for temperature control).
  • FIG. 2 shows an embodiment of the independent auxiliary supply according to the invention, wherein the embodiment shown in FIG. 1 described circuit is supplemented by additional elements.
  • the supply voltage U2 for the auxiliary primary circuit corresponds to the supply voltage U2 for the control device 6 for controlling the switching element 2.
  • the supply voltage U2 for the auxiliary primary circuit can, however, also be derived from a completely independent source (not illustrated here).
  • the clocking auxiliary device 19 is arranged in series with the auxiliary primary windings 15 and 16, and is exemplified by a switching element 14, a frequency generator 20 and an intermediate resistor 22.
  • the frequency generator 20 eg, LMC 555
  • the switching element 14 may, for example, be a low-voltage transistor STN2NE10 from the manufacturer STM. Connected to the switching element 14 to the source terminal via a shunt resistor 28 to the reference potential of the DC link. The drain connection is applied to the supply voltage U2 via the two auxiliary primary windings 15 and 16.
  • the current through the output of the frequency generator 20 is monitored by a current detector circuit to turn off the output when set limit values are exceeded.
  • the current detector circuit is formed by the shunt resistor 28, to which a transistor 21 is connected in parallel with the base and collector terminals. In this case, the collector connection is connected to the reference potential of the intermediate circuit, and the emitter connection of the transistor 21 is connected to the output of the frequency generator 20 routed via the resistor 22.
  • the secondary-side auxiliary rectifier circuit consists of a diode 26 and a smoothing capacitor 27 and supplies as auxiliary output voltage U4 a smoothed DC voltage for supplying the secondary-side devices 7.
  • Fig. 3 shows a further exemplary embodiment of the independent auxiliary supply according to the invention.
  • the independent auxiliary supply according to the invention.
  • the base forms the supply of the primary auxiliary supply elements again takes place with the supply voltage U2, which, however, can also come from a completely independent source (not shown here).
  • the clocking auxiliary device 19 is again arranged in series with the auxiliary primary windings 15 and 16 and consists of a frequency generator 20 and a pair of transistors 30, 31.
  • the frequency generator 20 for example, a
  • Switching power supply IC type UC3842 connected to the supply voltage U2.
  • the gate drive signal of the frequency generator 20 is amplified by a pair of transistors 30 and 31 and then passed through a coupling capacitor 32.
  • the two series-connected auxiliary primary windings 15 and 16 are connected to this coupling capacitor 32 and to the reference potential of the intermediate circuit.
  • the series-connected auxiliary secondary windings 17 and 18 are wound in the same direction as the auxiliary primary windings 15 and 16 around the core 3 and connected to a two-way rectifier 29 with smoothing capacitor 27 (the winding starts are marked with a dot).
  • This push-pull current transformer does not require a smoothing choke because of the peak charge.
  • the secondary-side auxiliary output voltage U4 supplies the secondary-side devices 7, which are additionally connected to the rectifier arrangement in the power section.
  • the supply of the devices 7 then takes place via the power section, when the voltage at the output of the rectifier arrangement (U3) in the power section is above the value required for the secondary-side devices 7.
  • the current through the output of the frequency generator 20 is monitored.
  • the Is ENSE terminal of the frequency generator 20 is connected to the collector terminal of the second transistor 31 of the amplifying transistor pair 30, 31.
  • Collector terminal is connected via a shunt resistor 28 to the reference potential.
  • the core 3 of the transformer with the windings 4, 5, 15, 16, 17 and 18 is shown schematically. It is a three-limbed ferrite transformer in ETD design. To the center leg of the core 3 is inside the primary winding 4 and separated by an insulating layer about the secondary winding 5 of the power unit wound. The first auxiliary arm winding 15 is located next to the second auxiliary secondary winding 18. These two windings are connected via connecting lines to the auxiliary windings 16 and 17 arranged on the other outer leg, the auxiliary primary windings 15 and 16 being connected in series and the auxiliary secondary windings 17 and 18 are connected in series.
  • the winding sense of the auxiliary Windings 15, 16, 17 and 18 in the example shown construction corresponds to a flyback converter.
  • FIG. 4 the idealized course of the magnetic flow of the power unit .phi.L and the magnetic flux of the auxiliary power supply .phi.H can be seen.
  • the magnetic flux of the power section .phi.L runs in fired field lines through the center leg and branched off via the two outer limbs of the core 3.
  • the magnetic flux of the auxiliary supply .phi.JJ runs on the outside and thus superimposes itself in the outer leg with the magnetic flux of the power section .phi.L
  • Magnetic flow of the auxiliary supply ⁇ JJ by a variable current 12 flowing through the auxiliary primary windings 15 and 16.
  • FIG. 5 A core 3 with auxiliary windings 15, 16, 17 and 18 constructed from ribbon cable is shown in FIG. 5 shown schematically.
  • the primary winding 4 and above the secondary winding 5 of the power unit is mounted inside.
  • a first ribbon cable is made through the gap between the first outer leg and the winding on the middle leg.
  • Shown is a four-core ribbon cable, which is spliced at both ends in two times two wires. Two of these wires now form two turns of the first auxiliary primary winding 15 by a series connection on a printed circuit board 33. The two cores running next to them are also connected on the printed circuit board 33 to form two turns of the second auxiliary secondary winding 18.
  • the interconnection of the wires on the circuit board 33 is effected by conductor tracks, which are contacted via ribbon cable connector 34 with the wires of the specialist ribbon cable.
  • the exemplary representation is four 4-pin connectors (for example, IDT sockets, Molex).

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Abstract

The invention relates to a switched-mode power supply unit which comprises a transformer having at least one secondary winding (5) that can be connected to a load via a rectifier arrangement, and at least one primary winding (4) having a first winding connection that is connected to a connection for a reference potential via a switch element (2) and a second connection that can be connected to a direct current (U1). The switched-mode power supply unit also comprises a control device (6) for adjusting the turnon and turnoff times of the switch element (2). At least one auxiliary secondary winding (17) of the transformer is provided for independently supplying devices (7) and can be connected to the devices (7) to be supplied via an auxiliary rectifier arrangement. A clocked auxiliary device (19) generates a clocked current (I2) from a direct current source. At least one auxiliary primary winding (15) of the transformer is connected to the clocked current source. The inventive switched-mode power supply unit allows to use the transformer core (3) present in the switched-mode power supply unit also to transmit the auxiliary power for supplying devices (7) on the secondary side without impairing the function of the main supply.

Description

Schaltnetzteil mit vom Betriebszustand des Leistungsteils unabhängiger Versorgung von EinrichtungenSwitching power supply with independent of the operating state of the power unit supply of facilities
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil, bestehend aus einem Transformator mit wenigstens einer Sekundärwicklung, die über eine Gleichrichteranordnung an eine Last anschließbar ist und wenigstens einer Primärwicklung, die einen ersten Wicklungsanschluss aufweist, der über ein Schaltelement mit einem Anschluss für ein Bezugspotenzial verbunden ist und einem weiteren Anschluss , der an eine Gleichspannung anschließbar ist, sowie einer Steuereinrichtung zur Regelung der Ein- und Ausschaltzeiten des Schaltelements . Die Erfin- düng betrifft weiters ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Schaltnetzteils .The invention relates to a switched-mode power supply, comprising a transformer with at least one secondary winding, which can be connected to a load via a rectifier arrangement and at least one primary winding, which has a first winding connection, which is connected via a switching element to a connection for a reference potential and another Connection which can be connected to a DC voltage, and a control device for controlling the on and off times of the switching element. The invention also relates to a method for operating such a switching power supply.
Schaltnetzteile sind allgemein bekannt . Man kennt dabei solche, die nach dem Flusswandlerprinzip arbeiten und solche, die als Sperrwandlerprinzip arbeiten . Bei letzteren wird während einer Einspeicherphase durch einen durch die Primärwicklung eines Transformators fließenden Strom magnetische Energie gespeichert . Diese wird während einer Ausspeicherphase nach Gleichrichtung und Glättung an eine sekundärseitig ange- schlossene Last abgegeben . Ein Schaltelement, das in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators liegt, wird von einer Steuereinrichtung lastabhängig ein- und ausgeschaltet .Switching power supplies are well known. There are known to be those who work according to the flux converter principle and those who work as a flyback converter principle. In the latter, magnetic energy is stored during a storage phase by a current flowing through the primary winding of a transformer. This is discharged during a discharge phase after rectification and smoothing to a secondary side connected load. A switching element, which is in series with the primary winding of the transformer is switched on and off by a control device load-dependent.
Bei Schaltnetzteilen mit hohen Anforderungen hinsichtlich Wirkungsgrad, thermischer Belastung sowie Ausfallssicherheit und Fernwirktechnik ist es zunehmend erforderlich, zusätzliche, meist sekundärseitige Steuerelektronik vorzusehen, die unabhängig von der momentanen HauptausgangsSpannung des Schaltnetzteils mit Energie versorgt werden muss . Getaktete Stromversorgungen weisen die Eigenschaft auf, dass deren übertragener Leistungsmomentanwert direkt vom Taktverhältnis abhängt . Soll das Netzteil vorübergehend ohne Hauptausgangs- Spannung betrieben werden, was z . B . bei Fernausschaltung oder bei Überlastung am Ausgang vorkommt, reduzieren sich die Einschaltzeiten des Schaltelements nahezu auf Null . Auf der Sekundärseite des Transformators befindliche Elektronikbau- teile können dann nur unter Verwendung aufwändiger Schaltungen weiter versorgt werden .In switching power supplies with high requirements in terms of efficiency, thermal load and reliability and remote control technology, it is increasingly necessary to provide additional, usually secondary-side control electronics, which must be powered independently of the current main output voltage of the switching power supply with energy. Clocked power supplies have the property that their transmitted Leistungsmomentanwert depends directly on the clock ratio. If the power adapter is to be temporarily switched off without main output Voltage are operated, what z. B. occurs at remote shutdown or overload at the output, reduce the turn-on of the switching element almost to zero. Electronic components located on the secondary side of the transformer can then only be supplied further using complex circuits.
Nach dem Stand der Technik ist es deshalb bekannt, eine getrennte Hilfsversorgung mit einem eigenen Hilfstransforma- tor vorzusehen . Dieser Hilfstransformator muss dabei die gleichen Sicherheitsabstände zwischen den Windungen der Wicklungen aufweisen wie der Haupttransformator . Damit ist die Baugröße dieses Hilfstransformators nicht von der zu übertragenden - meist geringen - Leistung abhängig, sondern von den Kriechstrecken . Es ergeben sich also zwangsläufig relativ große Konstruktionen mit entsprechendem Platzbedarf am Layout sowie damit verbundene hohe Kosten .It is therefore known in the prior art to provide a separate auxiliary supply with its own auxiliary transformer. This auxiliary transformer must have the same safety distances between the windings of the windings as the main transformer. Thus, the size of this auxiliary transformer does not depend on the - to be transmitted - usually low - performance, but of the creepage distances. This inevitably results in relatively large structures with a corresponding space requirement on the layout and associated high costs.
Des Weiteren ist es bekannt, eine zusätzliche Sekundärwick- lung am Transformator vorzusehen und so die Streuinduktivitäten beim Sperrwandler bzw . die Glättungswirkung der Ausgangsdrossel beim Fluss- und Gegentaktwandler zu nutzen, um auch im Kurzschlussfall eine Hilfsspannung ableiten zu können . Bei Fernausschaltung ist es j edoch nötig, eine schaltbare Grund- last am Ausgang zu aktivieren . In dieser Standby-Betriebsart wird deshalb der Leistungsteil mit einem sehr geringen Tastverhältnis betrieben . Durch die Grundlast wird die Ausgangsspannung nahezu auf Null belastet, während noch Energie für die Versorgung der Steuerelektronik auf der Sekundärseite über die zusätzliche Sekundärwicklung ausgekoppelt werden kann . Bei modernen Schaltnetzteilen ist es oft erforderlich, die sekundärseitige Steuerelektronik bereits zu versorgen, bevor der Leistungsteil zu takten beginnt . Dafür ist diese Art der Hilfsversorgungserzeugung nicht geeignet .Furthermore, it is known to provide an additional secondary winding on the transformer and thus the leakage inductances in the flyback converter or. to use the smoothing effect of the output choke with the flux and push-pull converter in order to be able to derive an auxiliary voltage even in the event of a short circuit. With remote switching, however, it is necessary to activate a switchable base load at the output. In this standby mode, therefore, the power unit is operated with a very low duty cycle. Due to the base load, the output voltage is almost loaded to zero, while still energy for the supply of the control electronics can be decoupled on the secondary side via the additional secondary winding. In modern switching power supplies, it is often necessary to already supply the secondary-side control electronics before the power section begins to clock. For this type of auxiliary power generation is not suitable.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für sekundärseitige Einrichtungen eines Schaltnetzteils eine vom Betriebszustand des Leistungsteils unabhängige Spannungsversorgung bereitzustellen, ohne einen zusätzlichen Hilfs- transformator vorzusehen .The present invention is therefore based on the object for secondary-side devices of a switching power supply a provide power supply independent of the operating state of the power unit, without providing an additional auxiliary transformer.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mittels eines Schaltnetzteils gemäß Patentanspruch 1. Der damit erzielte Vorteil besteht besonders darin, den im Schaltnetzteil vorhandenen Transformatorkern auch zur Übertragung der Hilfsenergie zur Versorgung zusätzlicher, meist sekundärseitiger Einrichtungen zu nutzen, ohne dabei die Funktion der Hauptversorgung zu beeinflussen . Andererseits wird die so realisierte Hilfsenergie- übertragung nicht durch die Funktion der Hauptversorgung beeinflusst . Die Hilfsenergieübertragung kann dabei auch von der Sekundärseite zur Primärseite des Leistungsteils erfol- gen . Anwendungen für diese Übertragungsrichtung können der Bedarf niedriger Hilfsspannungen auf der Primärseite des Leistungsteils sein (z . B . zum Laden von Batterien) . Für Schaltnetzteile, die um leerlauffest zu sein, eine Grundlast am Ausgang des Leistungsteils benötigen, kann durch Zurück- Übertragung einer Hilfsenergie über die Hilfswicklungen auf die Primärseite des Leistungsteils (z . B . zur Versorgung der Steuereinrichtungen) eine zusätzliche interne Grundlast entfallen .The object is achieved by means of a switched-mode power supply according to claim 1. The advantage thus achieved is in particular to use the transformer core present in the switched-mode power supply for the transmission of auxiliary power to supply additional, mostly secondary equipment, without affecting the function of the main supply. On the other hand, the auxiliary power transmission thus realized is not influenced by the function of the main supply. The auxiliary power transmission can also take place from the secondary side to the primary side of the power unit. Applications for this direction of transmission may be the need for low auxiliary voltages on the primary side of the power section (eg for charging batteries). For switched-mode power supplies which require a base load at the output of the power unit in order to be idle-proof, an additional internal base load can be eliminated by transmitting an auxiliary power via the auxiliary windings to the primary side of the power unit (eg to supply the control equipment).
Mit dem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil mit unabhängigerWith the switching power supply according to the invention with independent
Übertragung der Hilfsenergie kann auch ein einfacher Standby- Betrieb von Geräten (z . B . TV-Geräte) realisiert werden . Dabei kann der Leistungsteil im Standby-Betrieb abgeschaltet bleiben und die benötigte sekundärseitige Hilfsenergie wird aus- schließlich über die Hilfswicklungen übertragen .Transmission of auxiliary power can also be a simple standby operation of devices (eg TV sets) can be realized. In this case, the power unit can remain switched off in standby mode and the required secondary-side auxiliary power is transmitted exclusively via the auxiliary windings.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transformator einen dreischenkeligen geschlossenen Kern aufweist und die Primärwicklung sowie die Sekundärwicklung im Mittelschenkel angeordnet sind und dieIn an advantageous embodiment of the invention it is provided that the transformer has a three-legged closed core and the primary winding and the secondary winding are arranged in the middle leg and the
Hilfsprimärwicklung sowie die Hilfssekundärwicklung auf einem Außenschenkel angeordnet sind. Der Mittelschenkel kann dabei einen Luftspalt aufweisen .Hilfssprimärwicklung and the auxiliary secondary development on one Outer legs are arranged. The middle leg can have an air gap.
Vorteilhaft ist es , die Hilfsprimärwicklung auf zwei in Serie geschaltete Hilfsprimärwicklungen und die Hilfssekundärwick- lung auf zwei in Serie geschaltete Hilfssekundärwicklungen aufzuteilen und j e eine dieser Hilfsprimärwicklungen und j e eine dieser Hilfssekundärwicklungen auf einem gemeinsamen Außenschenkel des Kerns nebeneinander anzuordnen . Der Abstand zwischen der Hilfsprimärwicklung und der Hilfssekundärwick- lung eines Außenschenkels ist unter Berücksichtigung der Kriechstrecken minimiert, wodurch eine gute Kopplung mit geringen Übertragungsverlusten der Hilfsenergie erreicht wird.It is advantageous to divide the auxiliary primary winding onto two auxiliary primary windings connected in series and the auxiliary secondary winding to two auxiliary secondary windings connected in series and to arrange one of these auxiliary primary windings and one of these auxiliary secondary windings next to one another on a common outer leg of the core. The distance between the auxiliary primary winding and the auxiliary secondary winding of an outer leg is minimized taking into account the creepage distances, whereby a good coupling with low transmission losses of the auxiliary energy is achieved.
Durch diese Anordnung kommt es für die Serienschaltung der Hilfswicklungen zu einer völligen Kompensation der induzierten Spannungen des Leistungsteils mit den am Mittelschenkel angebrachten Wicklungen . Die damit verbundene thermische Zusatzbelastung des Kerns ist sehr gering, da die übertragene Hilfsleistung nur einen Bruchteil der Hauptleistung (z . B . 1%) ausmacht .By this arrangement, it comes for the series connection of the auxiliary windings to a complete compensation of the induced voltages of the power unit with the windings mounted on the center leg. The associated additional thermal load of the core is very low, since the transmitted auxiliary power only a fraction of the main power (eg 1%).
Zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung für die Steuer- einrichtung zur Regelung der Ein- und Ausschaltzeiten des Schaltelements im Primärkreis des Leistungsteils empfiehlt sich die Verwendung eines Tiefsetzstellers , der die gleichgerichtete Wechselspannung des Zwischenkreises im Leistungsteil auf eine für die Versorgungsspannung erforderlichen Wert her- absetzt .In order to provide a supply voltage for the control device for controlling the switch-on and switch-off times of the switching element in the primary circuit of the power section, it is recommended to use a step-down converter which sets the rectified AC voltage of the DC link in the power section at a value required for the supply voltage.
Diese Tiefsetzsteiler sind Schaltkreise, welche meist einen Hochvolt-Schalttransistor integriert haben und nach dem Tief- setzstellerprinzip aus dem Zwischenkreis (z . B . 320 VDC bei einer Netzspannung von 230 VAC) eine potenzialungebundeneThese step-down dividers are circuits which usually have a high-voltage switching transistor integrated and, according to the step-down converter principle from the intermediate circuit (eg 320 VDC with a mains voltage of 230 VAC), a potential-independent one
Kleinspannung von z . B . 15 V gegen Zwischenkreismasse erzeugen . Dazu benötigen diese ICs lediglich eine zusätzliche Drossel und eine ebenfalls meist nicht integrierte Freilaufdiode . Durch diese Schaltung steht die primäre Versorgungsspannung ab dem Vorhandensein von Zwischenkreisspannung zur Verfügung; dies auch unabhängig vom Tastverhältnis des Leis- tungsteils und ob dieser gerade abgeschaltet ist oder nicht .Low voltage of z. B. Generate 15 V against the intermediate circuit ground. These ICs need only an additional Throttle and also usually not integrated freewheeling diode. By this circuit, the primary supply voltage from the presence of DC link voltage is available; this is also independent of the pulse duty factor of the power unit and whether it is currently switched off or not.
Durch den großen Eingangsspannungsbereich, den ein Tiefsetz- steller konzeptbedingt aufweist, kann die primäre Versorgungsspannung bereits bei Werten der Zwischenkreisspannung sichergestellt werden, wo die Leistungsübertragung noch nicht arbeiten kann . Daher wird bei dem Erreichen der minimalen Funktionsspannung des Leistungsteils die Versorgungsspannung bereist vorhanden sein . Diese Schaltungen haben üblicherweise eine Ausgangsleistung von etwa 3-5 W.Due to the large input voltage range, which a step-down converter has due to the concept, the primary supply voltage can already be ensured at values of the intermediate circuit voltage where the power transmission can not yet work. Therefore, when the minimum functional voltage of the power section is reached, the supply voltage will already be present. These circuits usually have an output power of about 3-5 W.
In gleicher Weise ist es auch vorteilhaft, die Versorgungsspannung für den Hilfsprimärkreis mittels Tiefsetzsteiler aus der gleichgerichteten Wechselspannung des Zwischenkreises im Leistungsteil bereitzustellen . Dabei kann in beiden Fällen der gleiche Tiefsetzsteiler zur Anwendung kommen, was zurIn the same way, it is also advantageous to provide the supply voltage for the Hilfssprimärkreis means of step-down from the rectified AC voltage of the DC link in the power section. In both cases, the same buck converter can be used, which leads to
Vereinfachung des Layouts und Kostenreduktion führt . Es steht damit eine fixe, unabhängige und belastbare Versorgungsspannung zur Verfügung .Simplification of the layout and cost reduction leads. It is thus a fixed, independent and reliable supply voltage available.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die taktende Hilfseinrichtung auf der Primärseite einen Kleinspannungsschalttransistor umfasst, wobei dessen Gateanschluss mit dem Leistungsausgang eines Frequenzgenerators verbunden ist und wobei die Hilfsprimärwicklungen mit einem Wicklungsanschluss über den Kleinspannungsschalttransistor an das Bezugspotenzial und mit dem weiteren Anschluss an die Versorgungsspannung angeschlossen sind. Dabei sind die Hilfssekundärwicklungen und die Hilfsprimärwicklungen in gegengleicher Richtung gewickelt und die an die Hilfssekun- därwicklungen angeschlossene Hilfsgleichrichteranordnung ist als Einweg-Gleichrichterschaltung mit glättendem Kondensator ausgebildet . Der Frequenzgenerator wird dabei von der oben beschriebenen primären Versorgungsspannung gespeist . Der Kleinspannungs- schalttransistor schaltet dann die beiden Hilfsprimärwicklun- gen im Takt des Frequenzgenerators an die primäre Versorgungsspannung . Die Übertragung der Hilfsenergie erfolgt dabei nach dem Prinzip eines Sperrwandlers , der keinerlei Glät- tungsdrossel benötigt . Die AusgangsSpannung der erfindungsgemäßen Hilfsversorgungsübertragung wird folgendermaßen bestimmt . Einerseits wird das Tastverhältnis des primären Hilfsschaltelementes durch den Frequenzgenerator auf einen fixen Wert eingestellt . Die AusgangsSpannung wird dann durch die Höhe der primären Versorgungsspannung sowie das Windungsverhältnis zwischen den Hilfsprimärwicklungen und den Hilfs- Sekundärwicklungen und durch die Belastung am Ausgang derA preferred embodiment of the invention is that the clocking auxiliary device on the primary side comprises a low voltage switching transistor, wherein the gate terminal is connected to the power output of a frequency generator and wherein the auxiliary primary windings with a winding terminal via the low voltage switching transistor to the reference potential and with the further connection to the supply voltage are connected. In this case, the auxiliary secondary windings and the auxiliary primary windings are wound in the opposite direction, and the auxiliary rectifier arrangement connected to the auxiliary secondary windings is designed as a one-way rectifying circuit with a smoothing capacitor. The frequency generator is fed by the primary supply voltage described above. The low voltage switching transistor then switches the two auxiliary primary windings to the primary supply voltage in time with the frequency generator. The transmission of the auxiliary energy takes place according to the principle of a flyback converter, which does not require any smoothing throttle. The output voltage of the auxiliary power transmission according to the invention is determined as follows. On the one hand, the duty cycle of the primary auxiliary switching element is set by the frequency generator to a fixed value. The output voltage is then determined by the magnitude of the primary supply voltage and the turns ratio between the auxiliary primary windings and the auxiliary secondary windings and by the load at the output of the primary supply
Hilfsversorgung bestimmt . Zum Abfangen der Schwankungen kann dabei ein Längsregler nachgeschaltet werden .Auxiliary supply determined. To catch the fluctuations while a longitudinal regulator can be followed.
Die Anzahl der Windungen der Hilfswicklungen wird so gewählt, dass einerseits durch eine geringe Windungszahl die Taktfrequenz der Hilfsversorgung ein Vielfaches (z . B . das 6-fache) der Taktfrequenz des Leistungsteils ausmacht, andererseits die nicht erwünschte Temperaturerhöhung des Kerns durch eine ausreichende Windungszahl (z . B . j e vier Windungen auf der Primär- und auf der Sekundärseite) begrenzt ist .The number of turns of the auxiliary windings is selected such that, on the one hand, the clock frequency of the auxiliary supply is a multiple (eg 6 times) of the clock frequency of the power section due to a low number of turns, and on the other hand, the undesirable temperature increase of the core due to a sufficient number of turns ( For example, four turns each on the primary and on the secondary side) is limited.
Es ist zudem zweckmäßig, den Strom durch den Ausgang des Frequenzgenerators mit einer Stromdetektorschaltung zu erfassen und bei Überschreitung eingestellter Grenzwerte den Aus- gang abzuschalten . Dies ist vor allem beim Aufladen des auf der Sekundärseite befindlichen Glättungskondensators wichtig .It is also expedient to detect the current through the output of the frequency generator with a current detector circuit and to switch off the output when set limit values are exceeded. This is especially important when charging the smoothing capacitor on the secondary side.
Eine andere Ausprägung der Erfindung sieht vor, die taktende Hilfseinrichtung als Frequenzgenerator auszubilden, wobei dessen Leistungsausgang über ein Transistorpaar und einenAnother embodiment of the invention provides to form the clocking auxiliary device as a frequency generator, wherein the power output via a transistor pair and a
Koppelkondensator mit einem Wicklungsanschluss der in Serie geschalteten Hilfsprimärwicklungen verbunden ist . Der weitere Wicklungsanschluss der Hilfsprimärwicklungen ist dann mit dem Bezugspotenzial verbunden . Die Hilfssekundärwicklungen und die Hilfsprimärwicklungen sind in gleicher Richtung gewickelt und die an die Hilfssekundärwicklungen angeschlossene Hilfs- gleichrichteranordnung ist als Zweiweg-Gleichrichter mit glättendem Kondensator ausgebildet .Coupling capacitor is connected to a winding terminal of the series-connected auxiliary primary windings. The further The winding connection of the auxiliary primary windings is then connected to the reference potential. The auxiliary secondary windings and the auxiliary primary windings are wound in the same direction and the auxiliary rectifier arrangement connected to the auxiliary secondary windings is designed as a two-way rectifier with a smoothing capacitor.
Der Frequenzgenerator kann dabei als Schaltnetzteil-Ansteuer- IC ausgebildet sein, der durch die primäre Versorgungsspan- nung gespeist wird. Das Gateansteuerungssignal des ICs wird mit dem Transistorpaar verstärkt und über den Koppelkondensator geführt, wodurch eine Gegentaktspannung erzeigt wird, die keinen Gleichspannungsanteil aufweist .The frequency generator can be designed as a switched-mode power supply control IC, which is fed by the primary supply voltage. The gate drive signal of the IC is amplified with the transistor pair and passed over the coupling capacitor, thereby producing a push-pull voltage having no DC component.
Die Übertragung der Hilfsenergie erfolgt dabei nach dem Prinzip eines Gegentakt-Flusswandlers , der wegen der Spitzenwert- aufladung keinerlei Glättungsdrosseln benötigt . Die Ausgangsspannung wird bestimmt durch die Höhe der primären Versorgungsspannung sowie das Windungszahlverhältnis zwischen Hilfsprimärwicklungen und Hilfssekundärwicklungen . Bei dieser Schaltung hat das Tastverhältnis zwischen primärem Leistungsund Hilfskreis sowie die Belastung am Ausgang der Hilfsver- sorgung nur einen untergeordneten Einfluss auf die Ausgangsspannung . Zum Abfangen der geringen Schwankungen kann auch hier ein Längsregler nachgeschaltet werden .The transmission of the auxiliary energy takes place according to the principle of a push-pull flow converter, which requires no smoothing chokes because of the peak charge. The output voltage is determined by the magnitude of the primary supply voltage and the turns ratio between auxiliary primary windings and auxiliary secondary windings. In this circuit, the duty cycle between the primary power and auxiliary circuit and the load at the output of the auxiliary supply has only a minor influence on the output voltage. To intercept the small fluctuations can also be followed by a series regulator.
Zur einfachen Montage der Hilfswicklungen sieht die Erfindung vor, die Hilfswicklungen als kunststoffumspritzte Formteile auszubilden . So wird die notwendige Sicherheitsisolation zu den Wicklungen des Leistungsteils erreicht . Weiters kann durch diese Konstruktion die Isolationsvorgabe zwischen Hilfsprimär- und Hilfssekundärwicklung leichter erfüllt werden . Die Verschaltung der j eweiligen Hilfswicklungen in Serie erfolgt auf einer Leiterplatte .For easy installation of the auxiliary windings, the invention provides to form the auxiliary windings as plastic-molded parts. Thus, the necessary safety insulation is achieved to the windings of the power unit. Furthermore, by this construction, the isolation specification between Hilfssprimär- and auxiliary secondary winding can be easily met. The interconnection of the respective auxiliary windings in series takes place on a printed circuit board.
Eine weitere Ausführung zur einfachen Montage der Hilfswick- lungen sieht vor, die Hilfsprimärwicklungen und die Hilfs- Sekundärwicklungen sowie die Verbindungsleitungen zwischen den in Serie geschalteten Hilfswicklungen als einheitlichen kunststoffumspritzten Formteil auszubilden . Die Überlappungen der Windungen und Verbindungsleiter sowie die Anschlüsse der Hilfsprimärwicklungen und Sekundärwicklungen sind dabei auf der vom Kern abgewandten, äußeren Seite angeordnet, um den Abstand der Hilfswicklungen zu den Wicklungen des Leistungsteils zu maximieren . Eine derartige Ausführung besitzt lediglich vier aus dem Formteil herausgeführte Anschlüsse, die auf der Primär- und der Sekundärseite der Schaltung angeschlossen sind. Bei der Herstellung des Transformators ist dieser „spangenförmige" Formteil vor dem Verkleben der Kernhälften auf eine Kernhälfte überzustülpen .A further embodiment for easy mounting of the auxiliary windings provides, the auxiliary primary windings and the auxiliary Form secondary windings and the connecting lines between the series-connected auxiliary windings as a uniform plastic-molded part. The overlaps of the turns and connecting conductors and the connections of the auxiliary primary windings and secondary windings are arranged on the outer side facing away from the core in order to maximize the distance of the auxiliary windings to the windings of the power unit. Such an embodiment has only four led out of the molding outlets, which are connected to the primary and the secondary side of the circuit. In the manufacture of the transformer this "clasp-shaped" molded part is to be placed on a core half prior to bonding the core halves.
Günstig für die Herstellung und Montage der Hilfswicklungen ist des Weiteren eine Ausführungsform, bei der die Hilfspri- märwicklungen und die Hilfssekundärwicklungen als mehradrige Flachbandkabel in der Weise ausgebildet sind, dass eine erste Flachbandkabelschlinge eine Hilfsprimärwicklung und eine Hilfssekundärwicklung bildet und eine zweite Flachbandkabelschlinge eine weitere Hilfsprimärwicklung und eine weitere Hilfssekundärwicklung bildet und j e eine dieser Flachband- kabelschlingen um die äußeren Schenkel des Kerns geschlungen sind, wobei die einzelnen Adern der Flachbandkabel an den Enden so miteinander verbunden sind, dass die Adern für j ede Hilfswicklung ganze Windungen um die Außenschenkel des Kerns bilden und die Hilfsprimärwicklungen und die Hilfssekundärwicklungen j eweils in Serie geschaltet sind. Der Vorteil dabei liegt darin, dass entgegen den oben beschriebenen Aus- führungsformen keine Investitionen in Werkzeuge zur Kunst- stoffumspritzung notwendig sind.Furthermore, an embodiment in which the auxiliary primary windings and the auxiliary secondary windings are configured as multicore ribbon cables in such a way that a first flat cable loop forms an auxiliary primary winding and an auxiliary secondary winding and a second ribbon cable loop forms a further auxiliary primary winding and is also favorable for the manufacture and installation of the auxiliary windings forms a further auxiliary secondary winding and each one of these ribbon cable loops are wound around the outer legs of the core, wherein the individual wires of the ribbon cables are connected to each other at the ends so that the wires for each auxiliary winding form whole turns around the outer limbs of the core and the auxiliary primary windings and the auxiliary secondary windings are in each case connected in series. The advantage here is that, contrary to the embodiments described above, no investment in tools for plastic extrusion is necessary.
Bei der Auswahl des Flachbandkabels ist auf die Dicke der Isolation zu achten, um die Normforderungen zu erfüllen . Da diese vor allem von den Potenzialunterschieden zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung abhängen, kann dazu keine generelle Aussage gemacht werden . Günstigerweise werden die Enden der die Hilfsprimärwicklungen und Hilfssekundärwicklungen bildenden Flachbandkabelschlingen mit ihren Enden in Schneidklemmbuchsen auf einer Leiterplatte befestigt, wobei die einzelnen Aderenden der Flachbandkabel über Leiterbahnen auf der Leiterplatte zu ganzen Windungen verbunden sind.When selecting the ribbon cable, pay attention to the thickness of the insulation to meet the standard requirements. Since these depend primarily on the potential differences between the primary and secondary windings, no general statement can be made. Conveniently, the ends of the ribbon windings forming the auxiliary primary windings and auxiliary secondary windings are fastened with their ends in insulation displacement bushes on a printed circuit board, wherein the individual wire ends of the flat ribbon cables are connected to complete turns via printed conductors on the printed circuit board.
Da wie oben erwähnt die durch die Hilfswicklungen hervorgeru- fenen Induktionen den Kern zusätzlich belasten, kann es günstig sein, die zu versorgenden Einrichtungen auf der Sekundärseite des Transformators sowohl mit der Hilfsgleichrichteran- ordnung als auch mit der Gleichrichteranordnung des Leistungsteils zu verbinden . Die so gestaltete Schaltung ermöglichte es , die sekundärseitigen Einrichtungen sowohl durch die Hilfsversorgung als auch durch die vom Leistungsteil sekundärseitig abgeleitete Spannung zu versorgen .Since, as mentioned above, the induction caused by the auxiliary windings additionally load the core, it may be favorable to connect the devices to be supplied on the secondary side of the transformer with both the auxiliary rectifier arrangement and with the rectifier arrangement of the power unit. The circuit designed in this way made it possible to supply the secondary-side devices both by the auxiliary supply and by the voltage derived from the secondary side by the power unit.
Das Schaltnetzteil wird dann so betrieben, dass die Einrich- tungen auf der Sekundärseite des Transformators nur dann durch die Hilfsspannung gespeist werden, wenn die Spannung am Ausgang der Gleichrichteranordnung im Leistungsteil unter dem für die sekundärseitigen Einrichtungen erforderlichen Wert liegt und dass bei Überschreitung dieses Wertes die sekundär- seitigen Einrichtungen über die Gleichrichteranordnung imThe switched-mode power supply is then operated in such a way that the devices on the secondary side of the transformer are only supplied by the auxiliary voltage if the voltage at the output of the rectifier arrangement in the power unit is below the value required for the secondary equipment and if this value is exceeded secondary-side devices via the rectifier arrangement in
Leistungsteil versorgt werden . Die Hilfsversorgung kann dann abgeschaltet werden und es kommt zu keiner zusätzlichen Belastung des Kerns .Power part to be supplied. The auxiliary supply can then be switched off and there is no additional load on the core.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert . Es zeigen in schematischer Darstellung :The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. In a schematic representation:
Fig . 1 : ein Schaltnetzteil mit Tiefsetzsteiler Fig . 2 : ein erfindungsgemäßes Schaltnetzteil mit unabhängiger Hilfsversorgung nach dem Prinzip eines Sperrwandlers Fig . 3 : ein erfindungsgemäßes Schaltnetzteil mit unabhängiger Hilfsversorgung nach dem Prinzip eines Gegen- takt-FlusswandlersFig. 1: a switching power supply with step-down divider Fig. 2: an inventive switching power supply with independent auxiliary supply according to the principle of a flyback converter Fig. FIG. 3 shows a switched-mode power supply according to the invention with independent auxiliary supply according to the principle of an antiphase flux converter
Fig . 4 : die Anordnung der Hilfswicklungen am Kern des Trans- formatorsFig. 4: the arrangement of the auxiliary windings on the core of the transformer
Fig . 5 : die Anordnung der aus Flachbandkabel gebildeten Hilfswicklungen am Kern des TransformatorFig. 5: the arrangement of the auxiliary windings formed from ribbon cable at the core of the transformer
Fig . 1 zeigt eine beispielhafte Anordnung einer Schaltnetz- teil-Schaltung unter Einbeziehung eines Tiefsetzstellers 1 , der aus einer Gleichspannung Ul im Zwischenkreis eine Versorgungsspannung U2 ableitet . Die Gleichspannung Ul im Zwischenkreis kann dabei beispielsweise eine gleichgerichtete Wechselspannung sein . Über eine Gleichrichterbrücke ergeben sich nach Glättung aus einer Wechselspannung von 230 V beispielsweise 320 V Gleichspannung als Gleichspannung Ul im Zwischenkreis . Es kann aber auch eine andere Gleichspannungsquelle verwendet werden . Über ein Schaltelement 2 ist eine Primärwicklung 4 , die um den Kern 3 gewickelt ist, an diese Gleich- Spannung Ul im Zwischenkreis angelegt . Die Ein- und Ausschaltzeiten des Schaltelements 2 werden über eine Steuereinrichtung 6 geregelt, die mit der Basis des Steuerelements 2 verbunden ist . Versorgt wird die Steuereinrichtung 6 mit der Versorgungsspannung U2. Die Versorgungsspannung U2 ist dabei die AusgangsSpannung des Tiefsetzstellers 1 , der beispielsweise aus folgenden Elementen besteht : Ein LNK-Switch 10 (z . B . LNK 306, Hersteller Power Integrations ) , der an die Gleichspannung Ul im Zwischenkreis angelegt ist . Der Ausgang des LNK-Switch 10 , dem eine Freilaufdiode 11 parallelgeschal- tet ist, wird über eine glättende Drossel 12 und einen nachfolgenden Glättungskondensator 13 geführt . Derartige Schaltungen haben als Ausgangsleistung üblicherweise 3-5 W. Die zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung U2 beträgt dabei beispielsweise 15 V.Fig. 1 shows an exemplary arrangement of a switching power supply circuit including a step-down converter 1, which derives a supply voltage U 2 from a DC voltage U L in the intermediate circuit. The DC voltage Ul in the DC link can be, for example, a rectified AC voltage. By means of a rectifier bridge, for example, after smoothing out an alternating voltage of 230 V, 320 V DC voltage is produced as DC voltage U L in the DC link. But it can also be used a different DC voltage source. Via a switching element 2, a primary winding 4, which is wound around the core 3, applied to this DC voltage Ul in the DC link. The on and off times of the switching element 2 are controlled by a control device 6, which is connected to the base of the control element 2. The control device 6 is supplied with the supply voltage U2. The supply voltage U2 is the output voltage of the buck converter 1, which consists for example of the following elements: An LNK switch 10 (eg LNK 306, manufacturer Power Integrations), which is applied to the DC voltage Ul in the DC link. The output of the LNK switch 10, to which a freewheeling diode 11 is connected in parallel, is conducted via a smoothing inductor 12 and a subsequent smoothing capacitor 13. Such circuits usually have an output power of 3-5 W. The supply voltage U2 provided is, for example, 15 V.
Sekundärseitig ist eine Sekundärwicklung 5 um den Kern 3 gewickelt . Die mit der Sekundärwicklung 5 verbundene Gleich- richteranordnung umfasst eine Diode 8 und einen Glättungskon- densator 9. Als AusgangsSpannung U3 ergibt sich eine geglättete Gleichspannung, wobei sekundärseitige Einrichtungen 7 zusätzliche Steuerungsaufgaben (z . B . zur Temperaturregelung) übernehmen .On the secondary side, a secondary winding 5 is wound around the core 3. The DC connected to the secondary winding 5 Judge arrangement comprises a diode 8 and a smoothing capacitor 9. The output voltage U3 is a smoothed DC voltage, with secondary-side devices 7 assuming additional control tasks (eg for temperature control).
In Fig . 2 ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der unabhängigen Hilfsversorgung zu sehen, wobei die in Fig . 1 beschriebenen Schaltung um weitere Elemente ergänzt ist . Die Versorgungsspannung U2 für den Hilfsprimärkreis entspricht dabei der Versorgungsspannung U2 für die Steuereinrichtung 6 zur Regelung des Schaltelements 2. Die Versorgungsspannung U2 für den Hilfsprimärkreis kann aber auch von einer gänzlich unabhängigen - hier nicht dargestellten - galvanisch getrenn- ten Quelle abgeleitet werden .In Fig. FIG. 2 shows an embodiment of the independent auxiliary supply according to the invention, wherein the embodiment shown in FIG. 1 described circuit is supplemented by additional elements. The supply voltage U2 for the auxiliary primary circuit corresponds to the supply voltage U2 for the control device 6 for controlling the switching element 2. The supply voltage U2 for the auxiliary primary circuit can, however, also be derived from a completely independent source (not illustrated here).
Die taktende Hilfseinrichtung 19 ist in Reihe mit den Hilfs- primärwicklungen 15 und 16 angeordnet und wird beispielhaft aus einem Schaltelement 14 , einem Frequenzgenerator 20 und einem zwischengeschalteten Widerstand 22 gebildet . Dabei ist der Frequenzgenerator 20 (z . B . LMC 555) an die Versorgungsspannung U2 angeschlossen und mit seinem Ausgang über den Widerstand 22 mit der Basis des Schaltelements 14 verbunden . Das Schaltelement 14 kann beispielsweise ein Kleinspannungs- transistor STN2NE10 des Herstellers STM sein . Angeschlossen ist das Schaltelement 14 mit dem Source-Anschluss über einen Shunt-Widerstand 28 an das Bezugspotenzial des Zwischenkreises . Der Drain-Anschluss liegt über die beiden Hilfsprimär- wicklungen 15 und 16 an der Versorgungsspannung U2 an . Durch die Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 fließt der getakteteThe clocking auxiliary device 19 is arranged in series with the auxiliary primary windings 15 and 16, and is exemplified by a switching element 14, a frequency generator 20 and an intermediate resistor 22. In this case, the frequency generator 20 (eg, LMC 555) is connected to the supply voltage U2 and connected to its output via the resistor 22 to the base of the switching element 14. The switching element 14 may, for example, be a low-voltage transistor STN2NE10 from the manufacturer STM. Connected to the switching element 14 to the source terminal via a shunt resistor 28 to the reference potential of the DC link. The drain connection is applied to the supply voltage U2 via the two auxiliary primary windings 15 and 16. By Hilfsprimärwicklungen 15 and 16 of the clocked flows
Primärhilfsstrom 12. Parallel zu den Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 sind zur Entmagnetisierung zwei Zenerdioden 24 und 25 und eine Diode 23 geschaltet .Primary auxiliary current 12. Parallel to the auxiliary primary windings 15 and 16, two Zener diodes 24 and 25 and a diode 23 are connected for demagnetization.
Der Strom durch den Ausgang des Frequenzgenerators 20 wird mit einer Stromdetektorschaltung überwacht, um bei Überschreitung eingestellter Grenzwerte den Ausgang abzuschalten . Die Stromdetektorschaltung wird gebildet aus dem Shunt-Wider- stand 28 , dem ein Transistor 21 mit dem Basis- und dem Kollektoranschluss parallelgeschaltet ist . Der Kollektoran- schluss ist dabei mit dem Bezugspotenzial des Zwischenkreises verbunden, der Emitteranschluss des Transistors 21 ist mit dem über den Widerstand 22 geführten Ausgang des Frequenzgenerators 20 verbunden .The current through the output of the frequency generator 20 is monitored by a current detector circuit to turn off the output when set limit values are exceeded. The current detector circuit is formed by the shunt resistor 28, to which a transistor 21 is connected in parallel with the base and collector terminals. In this case, the collector connection is connected to the reference potential of the intermediate circuit, and the emitter connection of the transistor 21 is connected to the output of the frequency generator 20 routed via the resistor 22.
Auf der Sekundärseite befinden sich die beiden Hilfssekundär- Wicklungen 17 und 18 , die in gegengleicher Richtung zu denOn the secondary side are the two auxiliary secondary windings 17 and 18, in the same direction to the
Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 gewickelt sind. In Fig . 2 ist das durch die mit einem Punkt gekennzeichneten Wicklungsanfänge gekennzeichnet . Die sekundärseitige Hilfsgleichrich- terschaltung besteht aus einer Diode 26 und einem Glättungs- kondensator 27 und liefert als Hilfsausgangsspannung U4 eine geglättete Gleichspannung zur Versorgung der sekundärseitigen Einrichtungen 7.Hilfsprimärwicklungen 15 and 16 are wound. In Fig. 2, this is indicated by the winding starts marked with a dot. The secondary-side auxiliary rectifier circuit consists of a diode 26 and a smoothing capacitor 27 and supplies as auxiliary output voltage U4 a smoothed DC voltage for supplying the secondary-side devices 7.
Fig . 3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführung der erfin- dungsgemäßen unabhängigen Hilfsversorgung . Dabei bildet wiederum die in Fig . 1 dargestellte Schaltung die Basis . Die Versorgung der primären Hilfsversorgungselemente erfolgt wiederum mit der Versorgungsspannung U2 , die aber auch hier von einer gänzlich unabhängigen - hier nicht dargestellten - Quelle kommen kann .Fig. 3 shows a further exemplary embodiment of the independent auxiliary supply according to the invention. In this case, in turn forms the in Fig. 1 illustrated circuit the base. The supply of the primary auxiliary supply elements again takes place with the supply voltage U2, which, however, can also come from a completely independent source (not shown here).
Die taktende Hilfseinrichtung 19 ist wieder in Reihe mit den Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 angeordnet und besteht aus einem Frequenzgenerator 20 und einem Transistorpaar 30 , 31. Dabei ist der Frequenzgenerator 20 (beispielsweise einThe clocking auxiliary device 19 is again arranged in series with the auxiliary primary windings 15 and 16 and consists of a frequency generator 20 and a pair of transistors 30, 31. In this case, the frequency generator 20 (for example, a
Schaltnetz-Ansteuer-IC des Typs UC3842 ) an die Versorgungsspannung U2 angeschlossen . Das Gateansteuersignal des Frequenzgenerators 20 wird mit einem Paar von Transistoren 30 und 31 verstärkt und anschließend über einen Koppelkondensa- tor 32 geführt . Die beiden in Serie geschalteten Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 sind an diesen Koppelkondensator 32 und an das Bezugspotenzial des Zwischenkreises angeschlossen . Die in Serie geschalteten Hilfssekundärwicklungen 17 und 18 sind in gleicher Richtung wie die Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 um den Kern 3 gewickelt und mit einem Zweiweg-Gleich- richter 29 mit glättendem Kondensator 27 verbunden (die Wicklungsanfänge sind mit einem Punkt gekennzeichnet) . Dieser Gegentakt-Flusswandler benötigt wegen der SpitzenwertaufIa- dung keine Glättungsdrossel . Die sekundärseitige Hilfsaus- gangsspannung U4 versorgt die sekundärseitigen Einrichtungen 7 , die zusätzlich mit der Gleichrichteranordnung im Leistungsteil verbunden sind. Die Versorgung der Einrichtungen 7 erfolgt dann über den Leistungsteil, wenn die Spannung am Ausgang der Gleichrichteranordnung (U3) im Leistungsteil über dem für die sekundärseitigen Einrichtungen 7 erforderlichen Wert liegt .Switching power supply IC type UC3842) connected to the supply voltage U2. The gate drive signal of the frequency generator 20 is amplified by a pair of transistors 30 and 31 and then passed through a coupling capacitor 32. The two series-connected auxiliary primary windings 15 and 16 are connected to this coupling capacitor 32 and to the reference potential of the intermediate circuit. The series-connected auxiliary secondary windings 17 and 18 are wound in the same direction as the auxiliary primary windings 15 and 16 around the core 3 and connected to a two-way rectifier 29 with smoothing capacitor 27 (the winding starts are marked with a dot). This push-pull current transformer does not require a smoothing choke because of the peak charge. The secondary-side auxiliary output voltage U4 supplies the secondary-side devices 7, which are additionally connected to the rectifier arrangement in the power section. The supply of the devices 7 then takes place via the power section, when the voltage at the output of the rectifier arrangement (U3) in the power section is above the value required for the secondary-side devices 7.
Der Strom durch den Ausgang des Frequenzgenerators 20 wird überwacht . Dazu ist der IsENSE Anschluss des Frequenzgenerators 20 mit dem Kollektoranschluss des zweiten Transistors 31 des verstärkenden Transistorpaars 30 , 31 verbunden . DieserThe current through the output of the frequency generator 20 is monitored. For this purpose, the Is ENSE terminal of the frequency generator 20 is connected to the collector terminal of the second transistor 31 of the amplifying transistor pair 30, 31. This
Kollektoranschluss ist über einen Shunt-Widerstand 28 an das Bezugspotenzial angeschlossen .Collector terminal is connected via a shunt resistor 28 to the reference potential.
In Fig . 4 ist der Kern 3 des Transformators mit den Wicklun- gen 4 , 5, 15, 16, 17 und 18 schematisch dargestellt . Es handelt sich dabei um einen dreischenkeligen Ferritübertrager in ETD-Ausführung . Um den Mittelschenkel des Kerns 3 ist innen die Primärwicklung 4 und durch eine Isolierschicht getrennt darüber die Sekundärwicklung 5 des Leistungsteils gewickelt . Am ersten Außenschenkel befindet sich die erste Hilfsprimär- wicklung 15 und daneben die zweite Hilfssekundärwicklung 18. Diese beiden Wicklungen sind über Verbindungsleitungen mit den am anderen Außenschenkel angeordneten Hilfswicklungen 16 und 17 verbunden, wobei die Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 in Serie geschaltet sind und die Hilfssekundärwicklungen 17 und 18 in Serie geschaltet sind. Der Wicklungssinn der Hilfs- Wicklungen 15, 16, 17 und 18 im beispielhaft dargestellten Aufbau entspricht dabei einem Sperrwandler .In Fig. 4, the core 3 of the transformer with the windings 4, 5, 15, 16, 17 and 18 is shown schematically. It is a three-limbed ferrite transformer in ETD design. To the center leg of the core 3 is inside the primary winding 4 and separated by an insulating layer about the secondary winding 5 of the power unit wound. The first auxiliary arm winding 15 is located next to the second auxiliary secondary winding 18. These two windings are connected via connecting lines to the auxiliary windings 16 and 17 arranged on the other outer leg, the auxiliary primary windings 15 and 16 being connected in series and the auxiliary secondary windings 17 and 18 are connected in series. The winding sense of the auxiliary Windings 15, 16, 17 and 18 in the example shown construction corresponds to a flyback converter.
In Fig . 4 ist weiters der idealisierte Verlauf des Magneti- sehen Flusses des Leistungsteils ΦL und des Magnetischen Flusses der Hilfsversorgung ΦH zu sehen . Der Magnetische Fluss des Leistungsteils ΦL verläuft dabei in geschossenen Feldlinien durch den Mittelschenkel und aufgezweigt über die beiden Außenschenkel des Kerns 3. Der Magnetische Fluss der Hilfsversorgung ΦJJ verläuft außen und überlagert sich somit in den Außenschenkel mit dem Magnetischen Fluss des Leistungsteils ΦL • Hervorgerufen wird der Magnetische Fluss der Hilfsversorgung ΦJJ durch einen veränderlichen Strom 12 , der durch die Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 fließt . Bei über sekundärseitige Einrichtungen geschlossenem Stromkreis fließt durch die Hilfssekundärwicklungen 17 und 18 ein von einer induzierten Spannung hervorgerufener Strom 14.In Fig. 4, the idealized course of the magnetic flow of the power unit .phi.L and the magnetic flux of the auxiliary power supply .phi.H can be seen. The magnetic flux of the power section .phi.L runs in fired field lines through the center leg and branched off via the two outer limbs of the core 3. The magnetic flux of the auxiliary supply .phi.JJ runs on the outside and thus superimposes itself in the outer leg with the magnetic flux of the power section .phi.L Magnetic flow of the auxiliary supply ΦJJ by a variable current 12 flowing through the auxiliary primary windings 15 and 16. When the circuit is closed via secondary-side devices, a current 14 caused by an induced voltage flows through the auxiliary secondary windings 17 and 18.
Ein Kern 3 mit aus Flachbandkabel aufgebauten Hilfswicklungen 15, 16, 17 und 18 ist in Fig . 5 schematisch dargestellt . Im Mittelschenkel des dreischenkeligen Kerns 3 ist innen die Primärwicklung 4 und darüber die Sekundärwicklung 5 des Leistungsteils angebracht . Ein erstes Flachbandkabel ist durch den Spalt zwischen dem ersten Außenschenkel und dem Wickel am Mittelschenkel durchgeführt . Dargestellt ist ein vieradriges Flachbandkabel, das an beiden Enden in zwei mal zwei Adern aufgespleißt ist . Zwei dieser Adern bilden nun durch eine Verschaltung in Serie auf einer Leiterplatte 33 zwei Windungen der ersten Hilfsprimärwicklung 15. Die daneben verlaufen- den beiden Adern sind ebenfalls auf der Leiterplatte 33 zu zwei Windungen der zweiten Hilfssekundärwicklung 18 verschaltet .A core 3 with auxiliary windings 15, 16, 17 and 18 constructed from ribbon cable is shown in FIG. 5 shown schematically. In the middle leg of the drekelkeligen core 3, the primary winding 4 and above the secondary winding 5 of the power unit is mounted inside. A first ribbon cable is made through the gap between the first outer leg and the winding on the middle leg. Shown is a four-core ribbon cable, which is spliced at both ends in two times two wires. Two of these wires now form two turns of the first auxiliary primary winding 15 by a series connection on a printed circuit board 33. The two cores running next to them are also connected on the printed circuit board 33 to form two turns of the second auxiliary secondary winding 18.
Auf der Leiterplatte 33 befinden sich die Verbindungsleitun- gen zu dem in gleicher Weise am zweiten Außenschenkel angebrachten zweiten Flachbandkabel . Dabei sind die Hilfsprimärwicklungen 15 und 16 sowie die Hilfssekundärwicklungen 17 und 18 in Serie geschaltet . Der Wicklungssinn ergibt wiederum einen Sperrwandler .On the circuit board 33 are the connecting lines to the same in the second outer leg attached second ribbon cable. In this case, the Hilfssprimärwicklungen 15 and 16 and the auxiliary secondary windings 17 and 18 connected in series. The winding sense again results in a flyback converter.
Die Verschaltung der Adern auf der Leiterplatte 33 erfolgt durch Leiterbahnen, die über Flachbandkabelstecker 34 mit den Adern der Fachbandkabel kontaktiert sind. Es handelt sich bei der beispielhaften Darstellung um vier 4pol-Stecker (z . B . IDT Buchsen, Fa . Molex) . The interconnection of the wires on the circuit board 33 is effected by conductor tracks, which are contacted via ribbon cable connector 34 with the wires of the specialist ribbon cable. The exemplary representation is four 4-pin connectors (for example, IDT sockets, Molex).

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltnetzteil mit einem Transformator mit wenigstens einer Sekundärwick- lung (5) , die über eine Gleichrichteranordnung an eine Last anschließbar ist, wenigstens einer Primärwicklung (4 ) , die einen ersten Wicklungsanschluss aufweist, der über ein Schaltelement (2 ) mit einem Anschluss für ein Bezugspotenzial verbun- den ist und einem weiteren Anschluss , der an eine Gleichspannung (Ul ) anschließbar ist, einer Steuereinrichtung ( 6) zur Regelung der Ein- und Ausschaltzeiten des Schaltelements (2 ) , dadurch gekennzeichnet , dass zur unabhängigen Versor- gung von Einrichtungen (7 ) folgende Elemente vorgesehen sind: wenigstens eine Hilfssekundärwicklung (17 ) des I Transformators , die über eine Hilfsgleichrichteranord- nung an die zu versorgenden Einrichtungen (7 ) anschließbar ist, eine taktende Hilfseinrichtung (19) zur Erzeugung eines getakteten Stroms (12 ) aus einer Gleichstromquelle und wenigstens eine Hilfsprimärwicklung (15) des1. Switched-mode power supply with a transformer having at least one secondary winding (5) which can be connected to a load via a rectifier arrangement, at least one primary winding (4) having a first winding connection, which has a connection element for a switch element (2) a reference potential is connected and a further connection, which is connectable to a DC voltage (Ul), a control device (6) for controlling the on and off times of the switching element (2), characterized in that for the independent supply of facilities (7) the following elements are provided: at least one auxiliary secondary winding (17) of the I transformer, which can be connected via an auxiliary rectifier arrangement to the devices (7) to be supplied, a clocking auxiliary device (19) for generating a pulsed current (12) a DC power source and at least one auxiliary primary winding (15) of the
I Transformators , die an die getaktete Gleichstromquelle angeschlossen ist .I transformer, which is connected to the clocked DC power source.
2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Transformator einen dreischenkeligen geschlossenen Kern (3) aufweist und die Primärwicklung (4 ) sowie die Sekundärwicklung (5) im Mittelschenkel angeordnet sind und die Hilfsprimärwicklung (15) sowie die Hilfssekun- därwicklung (17 ) auf einem Außenschenkeln angeordnet sind.2. Switching power supply according to claim 1, characterized in that the transformer has a drekelkeligen closed core (3) and the primary winding (4) and the secondary winding (5) are arranged in the middle leg and the auxiliary primary winding (15) and the auxiliary secondary därwicklung (17 ) are arranged on an outer thighs.
3. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Hilfsprimärwicklung (15) auf zwei in Serie geschaltete Hilfsprimärwicklungen (15, 16) aufgeteilt ist und die Hilfssekundärwicklung (17 ) auf zwei in Serie geschaltete Hilfssekundärwicklungen (17 , 18 ) aufgeteilt ist und dass j e eine dieser Hilfsprimärwicklungen und j e eine dieser Hilfssekundärwicklungen auf einem gemeinsamen Außenschenkel des Kerns (3) nebeneinander liegen .3. Switched-mode power supply according to Claims 1 and 2, characterized in that the auxiliary primary winding (15) is divided into two series-connected auxiliary primary windings (15, 16) and the auxiliary secondary winding (17) is divided into two Series switched auxiliary secondary windings (17, 18) is divided and that each one of these Hilfssprimärwicklungen and one of these auxiliary secondary windings on a common outer leg of the core (3) are adjacent.
4. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass eine Versorgungsspannung (U2 ) für die Steuereinrichtung ( 6) zur Regelung der Ein- und Ausschaltzeiten des Schaltelements (2 ) mittels Tiefsetzsteiler (1 ) aus der Gleichspannung (Ul ) des Zwischenkreises im Leistungsteil abgeleitet ist .4. Switching power supply according to claims 1 to 3, characterized in that a supply voltage (U2) for the control device (6) for controlling the on and off times of the switching element (2) by step-down converter (1) from the DC voltage (Ul) of the DC link derived in the power section.
5. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass der Hilfsprimärkreis an die mittels Tiefsetzsteiler (1 ) aus der Gleichspannung (Ul ) des Zwischenkreises im Leistungsteil abgeleitete Versorgungsspannung (U2 ) angeschlossen ist .5. Switching power supply according to claims 1 to 4, characterized in that the Hilfssprimärkreis to the means of Tiefsetzsteiler (1) from the DC voltage (Ul) of the intermediate circuit in the power unit derived supply voltage (U2) is connected.
6. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die taktende Hilfseinrichtung (19) einen Kleinspannungsschalttransistor (14 ) umfasst, dessen Gateanschluss mit dem Leistungsausgang eines Frequenzgenerators (20 ) verbunden ist und dass die Hilfsprimärwicklungen (15, 16) mit einem Wicklungsanschluss über den Kleinspan- nungsschalttransistor (14 ) an das Bezugspotenzial und mit dem weiteren Anschluss an die Versorgungsspannung U2 angeschlossen sind und dass des Weiteren die Hilfssekundärwicklungen (17 , 18 ) und die Hilfsprimärwicklungen (15, 16) in gegengleicher Richtung gewickelt sind und die an die Hilfssekun- därwicklungen (17 , 18 ) angeschlossene Hilfsgleichrichteran- ordnung als Einweg-Gleichrichterschaltung (26) mit glättendem Kondensator (27 ) ausgebildet ist .6. Switching power supply according to claims 1 to 3, characterized in that the clocking auxiliary device (19) comprises a low voltage switching transistor (14) whose gate terminal is connected to the power output of a frequency generator (20) and that the auxiliary primary windings (15, 16) with a Winding terminal via the low-voltage switching transistor (14) to the reference potential and connected to the other terminal to the supply voltage U2 and that further the auxiliary secondary windings (17, 18) and the auxiliary primary windings (15, 16) are wound in the same direction and the the auxiliary secondary windings (17, 18) connected auxiliary rectifier arrangement as a one-way rectifier circuit (26) with smoothing capacitor (27) is formed.
7. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die taktende Hilfseinrichtung (19) einen Frequenzgenerator (20 ) umfasst, dessen Leistungsausgang über ein Transistorpaar (30 , 31 ) und einen Koppelkonden- sator (32 ) an einen Wicklungsanschluss der Hilfsprimärwick- lungen (15, 16) angeschlossen ist und dass der weitere Anschluss der Hilfsprimärwicklungen (15, 16) mit dem Bezugspotenzial verbunden ist und dass des Weiteren die Hilfssekun- därwicklungen (17 , 18 ) und die Hilfsprimärwicklungen (15, 16) in gleicher Richtung gewickelt sind und die an die Hilfsse- kundärwicklungen (17 , 18 ) angeschlossene Hilfsgleichrichter- anordnung als Zweiweg-Gleichrichter (29) mit glättendem Kondensator (27 ) ausgebildet ist .7. Switching power supply according to claims 1 to 3, characterized in that the clocking auxiliary device (19) comprises a frequency generator (20) whose power output via a transistor pair (30, 31) and a coupling capacitor connected to a winding terminal of the auxiliary primary windings (15, 16) and that the further terminal of the auxiliary primary windings (15, 16) is connected to the reference potential and that further the auxiliary secondary windings (17, 18) and the Auxiliary primary windings (15, 16) are wound in the same direction and the auxiliary rectifier arrangement connected to the auxiliary secondary windings (17, 18) is designed as a two-way rectifier (29) with a smoothing capacitor (27).
8. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Hilfsprimärwicklungen (15, 16) und die Hilfssekundärwicklungen (17 , 18 ) als kunststoffum- spritzte Formteile ausgebildet sind, dass die Überlappungen der Windungen sowie die Anschlüsse auf der vom Kern (3) abgewandten Seite liegen und dass die Verschaltung der Hilfswick- lungen in Serie auf einer Leiterplatte erfolgt .8. Switched-mode power supply according to claims 1 to 3, characterized in that the auxiliary primary windings (15, 16) and the auxiliary secondary windings (17, 18) are formed as molded plastic molded parts, that the overlaps of the windings and the connections on the core ( 3) facing away from each other and that the interconnection of the auxiliary windings in series on a printed circuit board.
9. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Hilfsprimärwicklungen (15, 16) und die Hilfssekundärwicklungen (17 , 18 ) sowie die Verbindungsleitungen zwischen den in Serie geschalteten Hilfswick- lungen (15, 16 und 17 , 18 ) als einheitlicher kunststoffum- spritzter Formteil ausgebildet sind und die Überlappungen der Windungen sowie die Verbindungsleitungen und die Anschlüsse auf der vom Kern (3) abgewandten Seite liegen .9. Switching power supply according to claims 1 to 3, characterized in that the Hilfssprimärwicklungen (15, 16) and the auxiliary secondary windings (17, 18) and the connecting lines between the series-connected auxiliary windings (15, 16 and 17, 18) as uniform molded plastic molded part are formed and the overlaps of the windings and the connecting lines and the connections on the side facing away from the core (3) side lie.
10. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Hilfsprimärwicklungen (15, 16) und die Hilfssekundärwicklungen (17 , 18 ) als mehradrige10. Switching power supply according to claims 1 to 3, characterized in that the Hilfssprimärwicklungen (15, 16) and the auxiliary secondary windings (17, 18) as a multi-core
Flachbandkabel in der Weise ausgebildet sind, dass eine erste Flachbandkabelschlinge eine Hilfsprimärwicklung (15) und eine Hilfssekundärwicklung (18 ) bildet und eine zweite Flachbandkabelschlinge eine weitere Hilfsprimärwicklung (16) und eine weitere Hilfssekundärwicklung (17 ) bildet und j e eine dieser Flachbandkabelschlingen um die äußeren Schenkel des Kerns (3) geschlungen sind und dass die einzelnen Adern der Flachband- kabel an den Enden so miteinander verbunden sind, dass sie für j ede Hilfswicklung ganze Windungen um die Schenkel des Kerns (3) bilden und die Hilfsprimärwicklungen (15, 16) und die Hilfssekundärwicklungen (17 , 18 ) j eweils in Serie geschaltet sind.Ribbon cables are formed in such a way that a first ribbon cable loop forms a Hilfssprimärwicklung (15) and a secondary auxiliary winding (18) and a second ribbon cable loop another Hilfssprimärwicklung (16) and another auxiliary secondary winding (17) and forms one of these ribbon cable loops around the outer legs of the core (3) are wound and that the individual wires of the ribbon cables are connected together at the ends so that they form complete turns around the legs of the core (3) for each auxiliary winding and the auxiliary primary windings (15, 16) and the auxiliary secondary windings (17, 18) are in each case connected in series.
11. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die Hilfsprimärwicklungen (15, 16) und Hilfssekundärwicklungen (17 , 18 ) bildenden Flachbandkabelschlingen mit ihren Enden in Schneidklemmbuchsen (34 ) auf einer Leiterplatte (33) befestigt sind und die einzelnen Aderenden der Flachbandkabel über Leiterbahnen auf der Leiterplatte (33) zu ganzen Windungen verbunden sind.11. Switching power supply according to claims 1 to 3 and 10, characterized in that the Hilfssprimärwicklungen (15, 16) and auxiliary secondary windings (17, 18) forming ribbon cable loops are secured with their ends in insulation displacement bushings (34) on a printed circuit board (33) and the individual wire ends of the ribbon cable via interconnects on the circuit board (33) are connected to complete turns.
12. Schaltnetzteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Einrichtungen (7 ) auf der Sekundärseite des Transformators sowohl mit der Hilfsgleich- richteranordnung als auch der Gleichrichteranordnung des Leistungsteils verbunden sind.12. Switching power supply according to claims 1 to 3, characterized in that the means (7) are connected to the secondary side of the transformer both with the auxiliary rectifier arrangement and the rectifier arrangement of the power unit.
13. Verfahren zum Betrieb eines Schaltnetzteils nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 12 , dadurch gekennzeichnet , dass die Einrichtungen (7 ) auf der Sekundärseite des Transformators nur dann durch die Hilfsspannung (U4 ) gespeist werden, wenn die Spannung am Ausgang der Gleichrichteranordnung (U3) im Leistungsteil unter dem für die sekundärseitigen Einrichtungen (7 ) erforderlichen Wert liegt und dass bei Überschreitung dieses Wertes die sekundärseitigen Einrichtungen über die Gleichrichteranordnung im Leistungsteil versorgt werden . 13. A method for operating a switched mode power supply according to claims 1 to 3 and 12, characterized in that the means (7) on the secondary side of the transformer only by the auxiliary voltage (U4) are fed when the voltage at the output of the rectifier arrangement (U3 ) in the power section is below the value required for the secondary-side devices (7) and that when this value is exceeded, the secondary-side devices are supplied via the rectifier arrangement in the power section.
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