WO2015075010A2 - Switch-mode power supply and a method for controlling an output voltage of a switch-mode power supply - Google Patents

Switch-mode power supply and a method for controlling an output voltage of a switch-mode power supply Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a switching power supply for converting an input voltage into an output voltage, the at least one of a
  • Pulse width modulation circuit clocked controlled switching stage wherein a control circuit is provided which acts on the pulse width modulation circuit for changing the height of the output voltage.
  • the invention further relates to a method for regulating an output voltage of a
  • a switching power supply usually an input AC voltage is first rectified and then converted with a switching stage in an AC voltage considerably higher frequency.
  • This input-side high-frequency AC voltage is, for example by means of a transformer, transformed into an output-side high-frequency AC voltage smaller or larger amount and rectified again. To the won so
  • Such switching power supplies have a control circuit that controls the DC output voltage regardless of a load connected to a constant value as possible. This is due to a change in the frequency and / or the pulse width or the
  • Pulse width modulation possible.
  • the switching power supply to a PWM switching stage which is influenced by the control loop.
  • Input-side switching stage also have an output side arranged switching stage, or it is provided both the input side and the output side, a switching stage for converting a rectified AC voltage into an AC voltage higher frequency.
  • a switching stage for converting a rectified AC voltage into an AC voltage higher frequency.
  • Output voltages are at least slightly different, which may have greatly divergent output currents of the individual power supplies result.
  • An inventive switching power supply of the type mentioned above is characterized in that the control circuit has a temperature sensor which is provided for measuring a load-dependent temperature of the switching power supply, wherein the control circuit is arranged so that the output voltage is lowered with increasing temperature.
  • the switched-mode power supply unit heats up or at least heats up at least individual components (components) of the power supply unit
  • the temperature sensor detects this
  • the load is distributed in a parallel connection of several power supply units to the interconnected power supply units.
  • the control circuit can, for example, an evaluation circuit for the
  • Temperature sensor comprising a threshold switch.
  • a Threshold temperature selected between 70 and 100 ° C (degrees Celsius), and more preferably between 85 and 95 ° C.
  • Output voltage linearly lowered with increasing temperature.
  • the lowering of the output voltage between 0.005 and 0.025 V / K (volts / Kelvin, corresponds to V / ° C) and more preferably between 0.015 and 0.02 V / K.
  • the reduction can be relatively easily implemented, for example, by the fact that the control circuit has an evaluation circuit with a
  • a linear functional relationship between the measured temperature and the output voltage can be easily implemented circuitry and leads to a good-natured control behavior in a parallel circuit of multiple power supplies, in which a swing in a control situation in which constantly another power supply is excessively loaded.
  • control circuit comprises a
  • control circuit is additionally or alternatively designed as a current control.
  • Temperature sensor a temperature-dependent resistor. This can as
  • Thermistor or be designed as a PTC thermistor. In principle, however, are also designed as a switching transistor or as semiconductor temperature sensors
  • the temperature sensor is preferably arranged on an output side of the switched-mode power supply and is in thermal contact with a component of the switched-mode power supply.
  • the temperature sensor with a
  • the switching power supply is preferred as a so-called wide-range power supply
  • the height of the input voltage is preferably in the range of 10 to 300V, more preferably in the range of 15 to 265V.
  • the object is further solved by a method for controlling a
  • Output voltage is adjusted depending on the measured temperature. Preferably, the output voltage is lowered with increasing temperature and lowered in particular linearly with the temperature. More preferably, the output voltage is lowered with increasing temperature when the temperature is greater than a predetermined threshold temperature. This results in the advantages described in connection with the switching power supply.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a switching power supply
  • FIG. 2 is a more detailed circuit diagram of a portion of the switched mode power supply.
  • Figure 3 is a schematic representation of the dependence of a
  • FIG. 4 shows a more detailed circuit diagram of an evaluation circuit of FIG.
  • Switched-mode power supply 1 of FIG. 1 is provided for converting an input voltage UE, here an input AC voltage, into an output voltage UA (here an output DC voltage).
  • the input voltage U E is converted by a rectifier 2 into a pulsating DC voltage Ui, which is smoothed and / or screened by means of a smoothing module 3.
  • the smoothing module 3 has a first smoothing capacitor Ci.
  • the AC voltage U 3 is smaller with the transformer 5 in a secondary side higher frequency AC voltage U 3 (or in certain
  • the secondary-side higher-frequency AC voltage U 3 is rectified again in a secondary-side rectifier 6 in a secondary-side DC voltage and smoothed in a secondary-side smoothing assembly 7 and / or screened.
  • the secondary-side smoothing module 7 here by way of example has a further smoothing capacitor C 2 .
  • more complex circuits of a plurality of in particular discrete components are preferred for the secondary-side smoothing module 7.
  • the output voltage of the secondary-side smoothing module 7 is the here positive output voltage U A of the power supply 1 with respect to a reference potential GND.
  • a control circuit 8 which compares the output voltage UA with a reference voltage and depending on the comparison to a
  • Pulse width modulation (PWM) circuit 9 acts.
  • the PWM circuit 9 controls the switching stage 4 and changes according to the specifications of
  • Control circuit 8 the clock parameters, in particular a clock ratio, but possibly also a clock frequency, the switching stage 4, whereby the output voltage U A is influenced. It is formed so a loop through which the Output voltage U A is kept at a desired, predetermined value.
  • a current regulation not shown here, can additionally be provided, by means of which the current delivered to the load 110 can be limited.
  • Such a switching power supply 1 often also has a filter (not shown), with which the input AC voltage U E is filtered before rectification to filter out harmonics, surges and / or network interference.
  • the transformer 5 can also have a plurality of secondary windings (not shown) with which secondary-side alternating voltages of different heights can be generated.
  • a plurality of rectifiers 6 and smoothing assemblies 7 are provided for the different secondary alternating voltages.
  • control circuit 8 is set up to measure a temperature of a component which heats up as the load of the switched-mode power supply 1 increases, and to regulate the output voltage U A as a function of this temperature. This will be explained in more detail below in connection with FIGS. 2 to 4.
  • FIG. 2 shows the control circuit 8 of the switched mode power supply 1 in more detail.
  • Output voltage UA is applied to the inverting input of a voltage divider formed by two resistors Ri and R 2
  • Operational amplifier 82 is acted upon by a reference voltage L provided by a reference voltage source 83.
  • the operational amplifier 82 is connected as a negative feedback amplifier by a
  • Counter-coupling branch is formed with a negative feedback resistor R 0 .
  • the negative feedback resistor R 0 a capacitor C 0 is connected in parallel. The output of the
  • Operational amplifier 82 is indirectly connected to the input of the PWM circuit 9 via an opto-coupler 84, which serves for galvanic isolation. These just described components of the control circuit 8 are used to set an initially constant output voltage U A of the switching power supply. 1
  • a temperature sensor S is provided, which is thermally coupled to a component of the switching power supply 1, which heats up during operation and load of the switching power supply 1.
  • This component may be one of the arranged in the load circuit components or assemblies, such as the secondary-side rectifier 6 or even the primary-side rectifier 2 or
  • the temperature sensor S is in the illustrated example of Figure 2 is a temperature-dependent resistor R # , for example, a thermistor or a PTC thermistor.
  • R # temperature-dependent resistor
  • temperature sensors based on another principle are also suitable, for example semiconductor temperature sensors.
  • the temperature sensor S is connected to an evaluation circuit 81, which depends on a measured temperature T at an output a
  • the output of the evaluation circuit 81 is also connected via a resistor R 3 to the inverting input of
  • Temperature T shown in a curve 20. At a temperature T which is between an ambient temperature T 0 and a threshold temperature T s , the voltage U # is zero. In this temperature range, the one
  • Output voltage UA of the switching power supply 1 is thus guided via a voltage divider to the inverting input of the operational amplifier 82, which is composed of the resistor R 2 and a parallel connection of the resistors Ri and R 3 . Together with the magnitude of the reference voltage U ref , the resistance values Ri to R 3 determine the nominal level of the output voltage UA. If the temperature T exceeds the threshold temperature Ts, the
  • Temperature sensor S measured temperature T over the
  • Threshold temperature T s occur, which leads to a reduction in the
  • Output voltage UA leads. By lowering the output voltage UA reduces the load of this switching power supply 1, which slowly lowers its temperature T again and the output voltage is in turn slightly increased. In the interaction of at least two or more switching power supplies 1 connected in parallel, an equal distribution of the load of the switched-mode power supply 1 is established.
  • the temperature inertia with which changes the temperature of components of the switching power supply 1, causes a large time constant of a few minutes of this temperature-dependent part of the control loop, the
  • FIG. 4 shows a suitable structure of the evaluation circuit 81 in more detail.
  • the evaluation circuit 81 comprises an operational amplifier 81 1, which is supplied with an asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V + ). Accordingly, the asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V + ). Accordingly, the asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V + ). Accordingly, the evaluation circuit 81 comprises an operational amplifier 81 1, which is supplied with an asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V + ). Accordingly, the asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V + ). Accordingly, the asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V + ). Accordingly, the asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V + ). Accordingly, the asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V
  • Output of this operational amplifier 81 1 with respect to the reference potential GND assume no negative voltages.
  • the non-inverting input of the operational amplifier 81 1 is connected via the temperature-dependent resistor R # used with the positive reference voltage U re f and via a resistor R to the reference potential GND.
  • the inverting input of the operational amplifier 81 1 is connected via a resistor R 6 to the reference potential and via a resistor R 6 with his Output.
  • the temperature-dependent resistor R # is in the illustrated embodiment, a thermistor whose resistance decreases with increasing temperature T. Accordingly, at the non-inverting input of the operational amplifier 81 1, the potential increases as the temperature T increases. At the threshold temperature T s , the potential does not exceed
  • Inverting input the potential at the inverting input, which is formed by the voltage divider from the resistors R 5 and R 6 . Due to the negative feedback via the resistor R 6 , the output voltage of the operational amplifier increases proportionally with increasing temperature T.
  • Threshold switch which provides a non-zero output voltage U # only when the temperature T becomes higher than that
  • Threshold temperature T s Threshold temperature T s .
  • the negative feedback effects a voltage U # which then increases linearly with a further temperature T.
  • a temperature other than a linear temperature dependence of the voltage U # may be provided.

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Abstract

The invention relates to a switch-mode power supply (1) for converting an input voltage (UEIN) into an output voltage (UA), which comprises at least one switching stage (4) controlled by a pulse width modulation circuit (9) in a clocked manner, and a control circuit (8) being provided which acts on said pulse width modulation circuit (9) in order to alter the output voltage (UA) level. The switch-mode power supply (1) is characterised in that the control circuit (8) has a temperature sensor (S) provided to measure a load-dependent temperature (T) of the switch-mode power supply (1), said control circuit (8) being configured such that the output voltage (UA) is lowered as the temperature (T) increases. The invention also relates to a method for controlling an output voltage (UA) of a switch-mode power supply (1).

Description

Schaltnetzteil und Verfahren zum Regeln einer Ausgangsspannung  Switching power supply and method for regulating an output voltage
Schaltnetzteils  Switching power supply
Die Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil zum Umwandeln einer Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung, das zumindest eine von einer The invention relates to a switching power supply for converting an input voltage into an output voltage, the at least one of a
Pulsweitenmodulationsschaltung getaktet angesteuerten Schaltstufe, wobei eine Regelschaltung vorgesehen ist, die auf die Pulsweitenmodulationsschaltung zur Änderung der Höhe der Ausgangsspannung einwirkt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Regeln einer Ausgangsspannung eines Pulse width modulation circuit clocked controlled switching stage, wherein a control circuit is provided which acts on the pulse width modulation circuit for changing the height of the output voltage. The invention further relates to a method for regulating an output voltage of a
Schaltnetzteils. Switching power supply.
Bei einem Schaltnetzteil wird üblicherweise eine Eingangswechselspannung zunächst gleichgerichtet und dann mit einer Schaltstufe in eine Wechselspannung erheblich höherer Frequenz gewandelt. Diese eingangsseitige hochfrequente Wechselspannung wird, beispielsweise mittels eines Transformators, in eine ausgangsseitige hochfrequente Wechselspannung kleineren oder größeren Betrages transformiert und wieder gleichgerichtet. Um die so gewonnene In a switching power supply usually an input AC voltage is first rectified and then converted with a switching stage in an AC voltage considerably higher frequency. This input-side high-frequency AC voltage is, for example by means of a transformer, transformed into an output-side high-frequency AC voltage smaller or larger amount and rectified again. To the won so
Ausgangsgleichspannung zu stabilisieren, weisen solche Schaltnetzteile einen Regelkreis auf, der die Ausgangsgleichspannung unabhängig von einer angeschlossenen Last auf einen möglichst konstanten Wert regelt. Dies ist über eine Veränderung der Frequenz und/oder der Pulsbreite bzw. des Stabilize output DC voltage, such switching power supplies have a control circuit that controls the DC output voltage regardless of a load connected to a constant value as possible. This is due to a change in the frequency and / or the pulse width or the
Tastverhältnisses der getakteten Ansteuerung der Schaltstufe in einem Duty cycle of the clocked control of the switching stage in one
Pulsweitenmodulationsverfahren (PWM) möglich. Dazu weist das Schaltnetzteil eine PWM-Schaltstufe auf, die von dem Regelkreis beeinflusst wird. Pulse width modulation (PWM) possible. For this purpose, the switching power supply to a PWM switching stage, which is influenced by the control loop.
In Abhängigkeit vom Einsatzfall kann ein Schaltnetzteil anstelle der Depending on the application, a switching power supply instead of the
eingangsseitigen Schaltstufe auch eine ausgangsseitig angeordnete Schaltstufe aufweisen, oder es ist sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig eine Schaltstufe zum Wandeln einer gleichgerichteten Wechselspannung in eine Wechselspannung höherer Frequenz vorgesehen. Um eine Last mit einer ausreichend großen Leistung zu versorgen, ist es bekannt, mehrere Netzteile parallel zu schalten, so dass der Last ein höherer Input-side switching stage also have an output side arranged switching stage, or it is provided both the input side and the output side, a switching stage for converting a rectified AC voltage into an AC voltage higher frequency. In order to supply a load with a sufficiently large power, it is known to connect several power supplies in parallel, so that the load is higher
Ausgangsstrom zur Verfügung steht. Bei einer solchen Parallelschaltung ist es wichtig, dass die Netzteile gleichmäßig belastet werden. Dies ist ohne eine zusätzliche Regelung üblicherweise nicht der Fall, da selbst baugleiche Netzteile mit nominell gleicher Ausgangsspannung in ihrer tatsächlichen Output current is available. In such a parallel connection, it is important that the power supplies are loaded evenly. This is usually not the case without additional control, since even identical power supplies with nominally equal output voltage in their actual
Ausgangsspannungen zumindest geringfügig differieren, was unter Umständen stark voneinander abweichende Ausgangsströme der einzelnen Netzteile zur Folge hat. Output voltages are at least slightly different, which may have greatly divergent output currents of the individual power supplies result.
Ohne eine zusätzliche Regelung übernimmt dann zumeist eines der Netzteile die volle Last bis zu seiner Strombegrenzung, während das andere oder die anderen Netzteile lediglich die verbleibende benötigte Last übernehmen. Das stark belastete Netzteil arbeitet dann dauerhaft an seiner Leistungsgrenze, wodurch seine Lebensdauer erheblich abnimmt. Without any additional regulation then usually takes one of the power supplies, the full load up to its current limit, while the other or the other power supplies take over only the remaining required load. The heavily loaded power supply then works permanently at its power limit, which significantly reduces its life.
Bekannt ist es daher, den Ausgangsstrom jedes der parallel geschalteten It is therefore known, the output current of each of the parallel connected
Netzteile zu messen, und die Ausgangsspannung mit einer externen Regelung in Abhängigkeit vom fließenden Ausgangsstrom jeweils so zu regeln, dass die Netzteile denselben Stromanteil liefern. Die Netzteile werden bei dieser Lösung sehr gleichmäßig belastet. Wegen der erforderlichen externen Beschaltung ist diese Lösung jedoch aufwendig. To measure power supplies, and to regulate the output voltage with an external control depending on the flowing output current in each case so that the power supplies provide the same proportion of electricity. The power supplies are loaded very evenly in this solution. Because of the required external circuitry, however, this solution is expensive.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Schaltnetzteil zur Verfügung zu stellen, mit dem in Parallelschaltung mit einem anderen, insbesondere It is therefore an object of the invention to provide a switched mode power supply, with which in parallel with another, in particular
baugleichen Schaltnetzteil eine gleichmäßige Strombelastung erzielt wird, ohne dass eine externe Beschaltung erforderlich ist. identical switching power supply a uniform current load is achieved without an external wiring is required.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Schaltnetzteil und ein Verfahren zum Regeln einer Ausgangsspannung eines Schaltnetzteils mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Ein erfindungsgemäßes Schaltnetzteil der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass die Regelschaltung einen Temperatursensor aufweist, der zum Messen einer lastabhängigen Temperatur des Schaltnetzteils vorgesehen ist, wobei die Regelschaltung so eingerichtet ist, dass die Ausgangsspannung mit steigender Temperatur abgesenkt wird. The object is achieved with a switching power supply and a method for controlling an output voltage of a switching power supply with the features of the respective independent claim. Advantageous embodiments are described in the dependent claims. An inventive switching power supply of the type mentioned above is characterized in that the control circuit has a temperature sensor which is provided for measuring a load-dependent temperature of the switching power supply, wherein the control circuit is arranged so that the output voltage is lowered with increasing temperature.
Bei einer dauerhaften großen Leistungsabgabe erwärmt sich das Schaltnetzteil bzw. erwärmen sich zumindest einzelne Komponenten (Bauelemente) des In the event of a sustained high power output, the switched-mode power supply unit heats up or at least heats up at least individual components (components) of the power supply unit
Schaltnetzteils. Erfindungsgemäß erfasst der Temperatursensor diese Switching power supply. According to the invention, the temperature sensor detects this
Erwärmung und wirkt derart auf die Regelschaltung ein, dass die Warming and acts on the control circuit such that the
Ausgangsspannung mit steigender Temperatur absenkt wird. Arbeitet das Netzteil in einer Parallelschaltung mit weiteren Netzteilen, wird durch die Output voltage is lowered with increasing temperature. If the power supply operates in parallel with other power supplies, it will be replaced by the
temperaturgesteuerte Absenkung der Ausgangsspannung das Netzteil in der Folge weniger stark belastet. Folglich sinkt nachfolgend, mit einer gewissen Zeitverzögerung, die in der thermischen Trägheit des Netzteils begründet liegt, die gemessene Temperatur wiederum. Die Ausgangsspannung steigt, und das Netzteil wird wieder stärker belastet. Bei geeigneter Steigung der Temperature-controlled lowering of the output voltage causes less damage to the power supply. Consequently, subsequently, with a certain time delay, due to the thermal inertia of the power supply, the measured temperature again decreases. The output voltage increases, and the power supply is again heavily loaded. With suitable slope of the
Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung ergibt sich jedoch keine sich wiederholende Temperaturerhöhung und -absenkung, sondern es stellt sich eine weitestgehend konstante und über die parallelgeschalteten Netzteile Temperature dependence of the output voltage, however, results in no repetitive temperature increase and decrease, but it turns a largely constant and on the parallel-connected power supplies
gleichmäßige Last- und damit Temperaturverteilung ein. Ohne dass eine externe Beschaltung notwendig ist, verteilt sich die Last in einem Parallelverbund mehrerer Netzteile so gleich auf die zusammengeschalteten Netzteile. uniform load and thus temperature distribution. Without the need for external wiring, the load is distributed in a parallel connection of several power supply units to the interconnected power supply units.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Schaltnetzteils wird die In an advantageous embodiment of the switching power supply is the
Ausgangsspannung mit steigender Temperatur nur dann abgesenkt, wenn die Temperatur oberhalb einer vorgegebenen Schwellenwerttemperatur liegt. Die Regelschaltung kann dazu beispielsweise eine Auswerteschaltung für den Output voltage with increasing temperature only lowered when the temperature is above a predetermined threshold temperature. The control circuit can, for example, an evaluation circuit for the
Temperatursensor umfassen, die einen Schwellwertschalter aufweist. Auf diese Weise wird eine Variation der Ausgangsspannung in einem Kleinleistungsbereich verhindert und auch eine ungewollte Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Umgebungstemperatur. Erst wenn ein Bauelement lastbedingt eine deutlich erhöhte Temperatur aufweist, was auf eine Lastungleichverteilung schließen lässt, setzt der temperaturabhängige Regelmechanismus ein. Bevorzugt wird eine Schwellenwerttemperatur zwischen 70 und 100 °C (Grad Celsius) gewählt und besonders bevorzugt zwischen 85 und 95 °C. Temperature sensor comprising a threshold switch. In this way, a variation of the output voltage in a low power range is prevented and also an unwanted dependence of the output voltage on the ambient temperature. Only when a component has a significantly increased temperature due to load, which suggests a load inequality distribution, the temperature-dependent control mechanism begins. Preferred is a Threshold temperature selected between 70 and 100 ° C (degrees Celsius), and more preferably between 85 and 95 ° C.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Schaltnetzteils wird die In a further advantageous embodiment of the switching power supply is the
Ausgangsspannung mit steigender Temperatur linear abgesenkt. Bevorzugt beträgt die Absenkung der Ausgangsspannung zwischen 0,005 und 0,025 V/K (Volt/Kelvin, entspricht V/°C) und besonders bevorzugt zwischen 0,015 und 0,02 V/K. Die Absenkung kann relativ einfach beispielsweise dadurch umgesetzt werden, dass die Regelschaltung eine Auswerteschaltung mit einem Output voltage linearly lowered with increasing temperature. Preferably, the lowering of the output voltage between 0.005 and 0.025 V / K (volts / Kelvin, corresponds to V / ° C) and more preferably between 0.015 and 0.02 V / K. The reduction can be relatively easily implemented, for example, by the fact that the control circuit has an evaluation circuit with a
gegengekoppelten Operationsverstärker für den Temperatursensor umfasst. Ein linearer Funktionszusammenhang zwischen der gemessenen Temperatur und der Ausgangsspannung lässt sich schaltungstechnisch leicht umsetzen und führt zu einem gutmütigen Regelverhalten in einer Parallelschaltung mehrerer Netzteile, bei dem ein Aufschwingen in eine Regelsituation, in der ständig ein anderes Netzteil übermäßig belastet ist. includes counter-coupled operational amplifier for the temperature sensor. A linear functional relationship between the measured temperature and the output voltage can be easily implemented circuitry and leads to a good-natured control behavior in a parallel circuit of multiple power supplies, in which a swing in a control situation in which constantly another power supply is excessively loaded.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Regelschaltung eine In a preferred embodiment, the control circuit comprises a
Spannungsregelung. Ebenfalls bevorzugt ist die Regelschaltung zusätzlich oder alternativ als eine Stromregelung ausgebildet. Voltage regulation. Also preferably, the control circuit is additionally or alternatively designed as a current control.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Schaltnetzteils ist der In a further advantageous embodiment of the switching power supply is the
Temperatursensor ein temperaturabhängiger Widerstand. Dieser kann als Temperature sensor a temperature-dependent resistor. This can as
Heißleiter oder als Kaltleiter ausgebildet sein. Prinzipiell sind aber auch als Schalttransistor oder als Halbleiter-Temperatursensoren ausgebildete Thermistor or be designed as a PTC thermistor. In principle, however, are also designed as a switching transistor or as semiconductor temperature sensors
Temperatursensoren verwendbar. Temperature sensors usable.
Der Temperatursensor ist bevorzugt an einer Ausgangsseite des Schaltnetzteils angeordnet und befindet sich in einem thermischen Kontakt mit einem Bauteil des Schaltnetzteils. Beispielsweise kann der Temperatursensor mit einem The temperature sensor is preferably arranged on an output side of the switched-mode power supply and is in thermal contact with a component of the switched-mode power supply. For example, the temperature sensor with a
ausgangsseitigen Gleichrichter gekoppelt sein. Es ist aber auch eine Anordnung an einer Eingangsseite des Schaltnetzteils denkbar, sofern dort eine be coupled output side rectifier. But it is also an arrangement on an input side of the switching power supply conceivable, if there is a
lastabhängige Temperatur messbar ist. Das Schaltnetzteil ist bevorzugt als sogenanntes Weitbereichsnetzteil load-dependent temperature is measurable. The switching power supply is preferred as a so-called wide-range power supply
ausgebildet. Die Höhe der Eingangsspannung liegt dabei bevorzugt im Bereich von 10 bis 300V, besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 265V. educated. The height of the input voltage is preferably in the range of 10 to 300V, more preferably in the range of 15 to 265V.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren zum Regeln einer The object is further solved by a method for controlling a
Ausgangsspannung eines Schaltnetzteils bei dem eine lastabhängige Temperatur einer Komponente des Schaltnetzteils gemessen wird und die Output voltage of a switching power supply in which a load-dependent temperature of a component of the switching power supply is measured and the
Ausgangsspannung abhängig von der gemessenen Temperatur eingestellt wird. Bevorzugt wird die Ausgangsspannung mit steigender Temperatur abgesenkt und insbesondere linear mit der Temperatur abgesenkt. Weiter bevorzugt wird die Ausgangsspannung mit steigender Temperatur abgesenkt, wenn die Temperatur größer ist als eine vorgegebene Schwellenwerttemperatur. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Schaltnetzteil beschriebenen Vorteile. Output voltage is adjusted depending on the measured temperature. Preferably, the output voltage is lowered with increasing temperature and lowered in particular linearly with the temperature. More preferably, the output voltage is lowered with increasing temperature when the temperature is greater than a predetermined threshold temperature. This results in the advantages described in connection with the switching power supply.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von Figuren näher beschrieben. Die Figuren zeigen: In the following the invention with reference to an embodiment using figures is described in more detail. The figures show:
Figur 1 ein schematisches Schaltbild eines Schaltnetzteils; Figure 1 is a schematic diagram of a switching power supply;
Figur 2 eine detaillierteres Schaltbild eines Teils des Schaltnetzteils; und Figure 2 is a more detailed circuit diagram of a portion of the switched mode power supply; and
Figur 3 eine schematische Darstellung der Abhängigkeit einer Figure 3 is a schematic representation of the dependence of a
Ausgangsspannung einer Auswerteschaltung von einer innerhalb des Schaltnetzteils gemessenen Temperatur; und  Output voltage of an evaluation circuit of a temperature measured within the switching power supply; and
Figur 4 eine detaillierteres Schaltbild einer Auswerteschaltung des FIG. 4 shows a more detailed circuit diagram of an evaluation circuit of FIG
Schaltnetzteils.  Switching power supply.
In Figur 1 ist ein Schaltnetzteil 1 in einem Blockschaltbild dargestellt. Das 1 shows a switching power supply 1 is shown in a block diagram. The
Schaltnetzteil 1 der Figur 1 ist zum Wandeln einer Eingangsspannung UE, hier einer Eingangswechselspannung, in eine Ausgangsspannung UA (hier eine Ausgangsgleichspannung) vorgesehen. Die Eingangsspannung UE, typischerweise eine Netzspannung, wird durch einen Gleichrichter 2 in eine pulsierende Gleichspannung Ui gewandelt, die mittels einer Glättungsbaugruppe 3 geglättet und/oder gesiebt wird. Dafür weist die Glättungsbaugruppe 3 einen ersten Glättungskondensator Ci auf. Switched-mode power supply 1 of FIG. 1 is provided for converting an input voltage UE, here an input AC voltage, into an output voltage UA (here an output DC voltage). The input voltage U E , typically a mains voltage, is converted by a rectifier 2 into a pulsating DC voltage Ui, which is smoothed and / or screened by means of a smoothing module 3. For this purpose, the smoothing module 3 has a first smoothing capacitor Ci.
Mit der Gleichspannung Ui wird über eine Schaltstufe 4 mit einem Schaltorgan 41 eine Primärwicklung I eines Transformators 5 getaktet beaufschlagt. Mit der Schaltstufe 4 wird die Gleichspannung Ui so in eine höherfrequente With the DC voltage Ui a primary winding I of a transformer 5 is acted clocked via a switching stage 4 with a switching element 41. With the switching stage 4, the DC voltage Ui is in a higher-frequency
Wechselspannung U2 gewandelt, die eine Frequenz aufweist, die deutlich größer ist, als die Frequenz der Eingangswechselspannung UE. AC voltage U 2 converted, which has a frequency which is significantly greater than the frequency of the input AC voltage U E.
Die Wechselspannung U3 wird mit dem Transformator 5 in eine sekundärseitige höherfrequente Wechselspannung U3 kleineren (oder in bestimmten The AC voltage U 3 is smaller with the transformer 5 in a secondary side higher frequency AC voltage U 3 (or in certain
Anwendungsfällen auch größeren) Betrages gewandelt. Anschließend wird die sekundärseitige höherfrequente Wechselspannung U3 nochmals in einem sekundärseitigen Gleichrichter 6 in eine sekundärseitige Gleichspannung gleichgerichtet und in einer sekundärseitigen Glättungsbaugruppe 7 geglättet und/oder gesiebt. Dafür weist die sekundärseitige Glättungsbaugruppe 7 hier beispielhaft einen weiteren Glättungskondensator C2 auf. Prinzipiell sind aber auch komplexere Schaltungen aus mehreren insbesondere diskreten Bauteilen (nicht gezeigt) für die sekundärseitige Glättungsbaugruppe 7 bevorzugt. Use cases also larger) amounts converted. Subsequently, the secondary-side higher-frequency AC voltage U 3 is rectified again in a secondary-side rectifier 6 in a secondary-side DC voltage and smoothed in a secondary-side smoothing assembly 7 and / or screened. For this purpose, the secondary-side smoothing module 7 here by way of example has a further smoothing capacitor C 2 . In principle, however, more complex circuits of a plurality of in particular discrete components (not shown) are preferred for the secondary-side smoothing module 7.
Die Ausgangsspannung der sekundärseitigen Glättungsbaugruppe 7 ist die hier positive Ausgangsspannung UA des Netzteils 1 gegenüber einem Bezugspotential GND. The output voltage of the secondary-side smoothing module 7 is the here positive output voltage U A of the power supply 1 with respect to a reference potential GND.
Damit die Ausgangsspannung UA auch bei sich ändernder Last 10 stabil ist, ist eine Regelschaltung 8 vorgesehen, der die Ausgangsspannung UA mit einer Referenzspannung vergleicht und abhängig von dem Vergleich auf eine Thus, the output voltage UA is stable even with changing load 10, a control circuit 8 is provided which compares the output voltage UA with a reference voltage and depending on the comparison to a
Pulsweitenmodulations- (PWM) Schaltung 9 einwirkt. Die PWM-Schaltung 9 steuert die Schaltstuft 4 an und verändert entsprechend der Vorgaben der Pulse width modulation (PWM) circuit 9 acts. The PWM circuit 9 controls the switching stage 4 and changes according to the specifications of
Regelschaltung 8 die Taktparameter, insbesondere ein Taktverhältnis, ggf. aber auch eine Taktfrequenz, der Schaltstufe 4, wodurch die Ausgangsspannung UA beeinflusst wird. Es wird so ein Regelkreis gebildet, durch den die Ausgangsspannung UA auf einem gewünschten, vorgegebenen Wert gehalten wird. Neben dieser Spannungsregelung kann zusätzlich eine hier nicht gezeigte Stromregelung vorgesehen sein, durch die der an die Last 1 0 abgegebene Strom begrenzt werden kann. Control circuit 8, the clock parameters, in particular a clock ratio, but possibly also a clock frequency, the switching stage 4, whereby the output voltage U A is influenced. It is formed so a loop through which the Output voltage U A is kept at a desired, predetermined value. In addition to this voltage regulation, a current regulation, not shown here, can additionally be provided, by means of which the current delivered to the load 110 can be limited.
Ein solches Schaltnetzteil 1 weist häufig zudem ein Filter (nicht gezeigt) auf, mit dem die Eingangswechselspannung U E vor dem Gleichrichten gefiltert wird, um Oberwellen, Überspannungen und/oder Netzstörungen auszufiltern. Such a switching power supply 1 often also has a filter (not shown), with which the input AC voltage U E is filtered before rectification to filter out harmonics, surges and / or network interference.
Sekundärseitig kann der Transformator 5 zudem mehrere Sekundärwicklungen (nicht gezeigt) aufweisen, mit denen sekundärseitige Wechselspannungen verschiedener Höhe erzeugbar sind. Bei dieser Ausbildung des Schaltnetzteils 1 sind dann mehrere Gleichrichter 6 und Glättungsbaugruppen 7 jeweils für die verschiedenen sekundärseitigen Wechselspannungen vorgesehen. On the secondary side, the transformer 5 can also have a plurality of secondary windings (not shown) with which secondary-side alternating voltages of different heights can be generated. In this embodiment of the switched-mode power supply 1, a plurality of rectifiers 6 and smoothing assemblies 7 are provided for the different secondary alternating voltages.
Erfindungsgemäß ist die Regelschaltung 8 dazu eingerichtet, eine Temperatur eines sich mit wachsender Belastung des Schaltnetzteil 1 erwärmenden Bauteils zu messen und die Ausgangsspannung UA auch abhängig von dieser Temperatur zu regeln. Dieses wird im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 4 nachfolgend näher erläutert. According to the invention, the control circuit 8 is set up to measure a temperature of a component which heats up as the load of the switched-mode power supply 1 increases, and to regulate the output voltage U A as a function of this temperature. This will be explained in more detail below in connection with FIGS. 2 to 4.
Figur 2 zeigt die Regelschaltung 8 des Schaltnetzteils 1 detaillierter. Die FIG. 2 shows the control circuit 8 of the switched mode power supply 1 in more detail. The
Ausgangsspannung UA wird über einen aus zwei Widerständen Ri und R2 gebildeten Spannungsteiler auf den invertierenden Eingang eines Output voltage UA is applied to the inverting input of a voltage divider formed by two resistors Ri and R 2
Operationsverstärkers 82 geführt. Der nicht invertierende Eingang des Operational amplifier 82 out. The non-inverting input of the
Operationsverstärkers 82 ist mit einer von einer Referenzspannungsquelle 83 bereitgestellten Referenzspannung L beaufschlagt. Der Operationsverstärker 82 ist als gegengekoppelter Verstärker beschaltet, indem ein Operational amplifier 82 is acted upon by a reference voltage L provided by a reference voltage source 83. The operational amplifier 82 is connected as a negative feedback amplifier by a
Gegenkopplungszweig mit einem Gegenkopplungswiderstand R0 gebildet ist. Zur Unterdrückung von Schwingungsneigungen ist dem Gegenkopplungswiderstand R0 ein Kondensator C0 parallel geschaltet. Der Ausgang des Counter-coupling branch is formed with a negative feedback resistor R 0 . To suppress vibration tendencies, the negative feedback resistor R 0, a capacitor C 0 is connected in parallel. The output of the
Operationsverstärkers 82 ist über einen Optokoppler 84, der der galvanischen Trennung dient, indirekt auf den Eingang der PWM-Schaltung 9 geführt. Diese soeben beschriebenen Bauelemente der Regelschaltung 8 dienen der Einstellung einer zunächst konstanten Ausgangsspannung UA des Schaltnetzteils 1 . Operational amplifier 82 is indirectly connected to the input of the PWM circuit 9 via an opto-coupler 84, which serves for galvanic isolation. These just described components of the control circuit 8 are used to set an initially constant output voltage U A of the switching power supply. 1
Weiter ist ein Temperatursensor S vorgesehen, der mit einem Bauelement des Schaltnetzteils 1 thermisch gekoppelt ist, das sich beim Betrieb und bei Belastung des Schaltnetzteils 1 erwärmt. Dieses Bauteil kann eines der im Laststromkreis angeordneten Bauteile oder Baugruppen sein, beispielsweise der sekundärseitige Gleichrichter 6 oder aber auch der primärseitige Gleichrichter 2 oder das Further, a temperature sensor S is provided, which is thermally coupled to a component of the switching power supply 1, which heats up during operation and load of the switching power supply 1. This component may be one of the arranged in the load circuit components or assemblies, such as the secondary-side rectifier 6 or even the primary-side rectifier 2 or
Schaltorgan 41 der Schaltstufe 4. Der Temperatursensor S ist im dargestellten Beispiel der Figur 2 ein temperaturabhängiger Widerstand R#, beispielsweise ein Heißleiter oder ein Kaltleiter. Prinzipiell sind auch auf einem anderen Prinzip beruhende Temperatursensoren geeignet, beispielsweise Halbleiter- Temperatursensoren. Switching element 41 of the switching stage 4. The temperature sensor S is in the illustrated example of Figure 2 is a temperature-dependent resistor R # , for example, a thermistor or a PTC thermistor. In principle, temperature sensors based on another principle are also suitable, for example semiconductor temperature sensors.
Der Temperatursensor S ist mit einer Auswerteschaltung 81 verbunden, die abhängig von einer gemessenen Temperatur T an einem Ausgang eine The temperature sensor S is connected to an evaluation circuit 81, which depends on a measured temperature T at an output a
Spannung U# bereitstellt. Der Ausgang der Auswerteschaltung 81 ist über einen Widerstand R3 ebenfalls mit dem invertierenden Eingang des Provides voltage U # . The output of the evaluation circuit 81 is also connected via a resistor R 3 to the inverting input of
Operationsverstärkers 82 verbunden. Operational amplifier 82 connected.
In der Figur 3 ist die Abhängigkeit der Spannung U# von der gemessenen In FIG. 3, the dependence of the voltage U # on the measured one
Temperatur T in einer Kurve 20 dargestellt. Bei einer Temperatur T, die zwischen einer Umgebungstemperatur T0 und einer Schwellenwerttemperatur Ts liegt, beträgt die Spannung U# null. In diesem Temperaturbereich, der einer Temperature T shown in a curve 20. At a temperature T which is between an ambient temperature T 0 and a threshold temperature T s , the voltage U # is zero. In this temperature range, the one
Normaltemperatur oder einer nur leicht erhöhten Temperatur des Bauteils, mit dem der Temperatursensor S gekoppelt ist, entspricht, wird die Normal temperature or only a slightly elevated temperature of the component to which the temperature sensor S is coupled, is the
Ausgangsspannung UA des Schaltnetzteils 1 somit über einen Spannungsteiler auf den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 82 geführt, der sich aus dem Widerstand R2 und einer Parallelschaltung der Widerstände Ri und R3 zusammensetzt. Zusammen mit der Höhe der Referenzspannung Uref bestimmen die Widerstandswerte Ri bis R3 die nominelle Höhe der Ausgangsspannung UA. Übersteigt die Temperatur T die Schwellenwerttemperatur Ts, steigt die Output voltage UA of the switching power supply 1 is thus guided via a voltage divider to the inverting input of the operational amplifier 82, which is composed of the resistor R 2 and a parallel connection of the resistors Ri and R 3 . Together with the magnitude of the reference voltage U ref , the resistance values Ri to R 3 determine the nominal level of the output voltage UA. If the temperature T exceeds the threshold temperature Ts, the
Spannung U# in diesem Ausführungsbeispiel linear mit weiter steigender Voltage U # in this embodiment linearly with further increasing
Temperatur T an. Bei unveränderter Ausgangsspannung UA des Schaltnetzteils 1 führt diese Temperaturerhöhung T zu einer Erhöhung des Potentials am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 82. Der Regelkreis reagiert auf dieses erhöhte Potential mit einer Absenkung der Ausgangsspannung UA, wobei die Ausgangsspannung UA umso weiter abgesenkt wird, je größer die Spannung U# wird. Temperature T on. With unchanged output voltage UA of the switching power supply 1 This temperature increase T leads to an increase in the potential at the non-inverting input of the operational amplifier 82. The control circuit responds to this increased potential by lowering the output voltage UA, the output voltage UA being further lowered the greater the voltage U # becomes.
In einem Parallelverbund mehrerer derartiger Schaltnetzteile 1 , bei dem die Schaltnetzteile 1 an ihren Ausgängen parallel geschaltet sind, kann eine In a parallel network of several such switching power supplies 1, in which the switching power supplies 1 are connected in parallel at their outputs, a
Betriebssituation auftreten, in der eines der Schaltnetzteile 1 stärker belastet ist als das oder die anderen. Ist diese Lastungleichverteilung ausgeprägt, wird bei dem stärker belasteten Netzteil 1 eine Temperaturerhöhung der vom Operating situation occur in which one of the switching power supplies 1 is more heavily loaded than the one or the other. If this load inequality is pronounced, the temperature of the more heavily loaded power supply 1 will increase
Temperatursensor S gemessenen Temperatur T über die Temperature sensor S measured temperature T over the
Schwellenwerttemperatur Ts auftreten, die zu einer Absenkung der Threshold temperature T s occur, which leads to a reduction in the
Ausgangsspannung UA führt. Durch die Absenkung der Ausgansspannung UA verringert sich die Last dieses Schaltnetzteils 1 , wodurch sich langsam seine Temperatur T wieder absenkt und die Ausgangsspannung wiederum leicht erhöht wird. Im Zusammenspiel von mindestens zweien oder mehrerer parallel geschalteter Schaltnetzteile 1 stellt sich eine Gleichverteilung der Belastung der Schaltnetzteile 1 ein. Die Temperaturträgheit, mit der sich die Temperatur von Bauteilen des Schaltnetzteils 1 ändert, bedingt eine große Zeitkonstante von einigen Minuten dieses temperaturabhängigen Teils des Regelkreises, die Output voltage UA leads. By lowering the output voltage UA reduces the load of this switching power supply 1, which slowly lowers its temperature T again and the output voltage is in turn slightly increased. In the interaction of at least two or more switching power supplies 1 connected in parallel, an equal distribution of the load of the switched-mode power supply 1 is established. The temperature inertia with which changes the temperature of components of the switching power supply 1, causes a large time constant of a few minutes of this temperature-dependent part of the control loop, the
Schwingungsneigungen entgegenwirkt. Counteract vibration tendencies.
Figur 4 zeigt einen geeigneten Aufbau der Auswerteschaltung 81 detaillierter. Die Auswerteschaltung 81 umfasst einen Operationsverstärker 81 1 , der mit einer unsymmetrischen Versorgungsspannung (Bezugspotential GND sowie eine positive Versorgungsspannung V+) versorgt wird. Entsprechend kann der Figure 4 shows a suitable structure of the evaluation circuit 81 in more detail. The evaluation circuit 81 comprises an operational amplifier 81 1, which is supplied with an asymmetrical supply voltage (reference potential GND and a positive supply voltage V + ). Accordingly, the
Ausgang dieses Operationsverstärkers 81 1 gegenüber dem Bezugspotential GND keine negativen Spannungen annehmen. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 81 1 ist über den als Temperatursensor S verwendeten temperaturabhängigen Widerstand R# mit der positiven Referenzspannung Uref und über einen Widerstand R mit dem Bezugspotential GND verbunden. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 81 1 ist über einen Widerstand R6 mit Referenzpotential verbunden und über einen Widerstand R6 mit seinem Ausgang. Der temperaturabhängige Widerstand R# ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Heißleiter, dessen Widerstandswert sich mit steigender Temperatur T verringert. Entsprechend steigt am nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 81 1 das Potential, wenn sich die Temperatur T erhöht. Bei der Schwellenwerttemperatur Ts übersteigt das Potential am nicht Output of this operational amplifier 81 1 with respect to the reference potential GND assume no negative voltages. The non-inverting input of the operational amplifier 81 1 is connected via the temperature-dependent resistor R # used with the positive reference voltage U re f and via a resistor R to the reference potential GND. The inverting input of the operational amplifier 81 1 is connected via a resistor R 6 to the reference potential and via a resistor R 6 with his Output. The temperature-dependent resistor R # is in the illustrated embodiment, a thermistor whose resistance decreases with increasing temperature T. Accordingly, at the non-inverting input of the operational amplifier 81 1, the potential increases as the temperature T increases. At the threshold temperature T s , the potential does not exceed
invertierenden Eingang das Potential am invertierenden Eingang, das durch den Spannungsteiler aus den Widerständen R5 und R6 gebildet wird. Durch die Gegenkopplung über den Widerstand R6 steigt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers proportional mit wachsender Temperatur T an. Inverting input the potential at the inverting input, which is formed by the voltage divider from the resistors R 5 and R 6 . Due to the negative feedback via the resistor R 6 , the output voltage of the operational amplifier increases proportionally with increasing temperature T.
Bedingt durch die asymmetrische Versorgungsspannung wirkt der Due to the asymmetrical supply voltage acts
Operationsverstärker 81 1 in diesem Ausführungsbeispiel als ein Operational amplifier 81 1 in this embodiment as a
Schwellenwertschalter, der eine von null verschiedene Ausgangsspannung U# nur dann bereitstellt, wenn die Temperatur T größer wird als die Threshold switch which provides a non-zero output voltage U # only when the temperature T becomes higher than that
Schwellenwerttemperatur Ts. Die Gegenkopplung bewirkt eine dann mit weiterer Temperatur T linear ansteigende Spannung U#. In alternativen Ausgestaltungen kann eine andere als eine lineare Temperaturabhängigkeit der Spannung U# von der Temperatur T vorgesehen sein. Threshold temperature T s . The negative feedback effects a voltage U # which then increases linearly with a further temperature T. In alternative embodiments, a temperature other than a linear temperature dependence of the voltage U # may be provided.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Schaltnetzteil 1 switching power supply
2 Gleichrichter  2 rectifiers
3 Glättungsbaugruppe  3 smoothing module
4 Schaltstufe  4 switching stage
5 Transformator  5 transformer
6 ausgangsseitiger Gleichrichter  6 output rectifier
7 ausgangsseitige Glättungsbaugruppe 7 output-side smoothing module
8 Regelkreis 8 control loop
81 Auswerteschaltung  81 evaluation circuit
81 1 Operationsverstärker  81 1 operational amplifier
82 Operationsverstärker  82 operational amplifiers
83 Referenzspannungsquelle  83 reference voltage source
84 Optokoppler  84 optocouplers
9 PWM-Schaltung  9 PWM circuit
S Temperatursensor  S temperature sensor
Co Kondensator Co capacitor
Ci , C2 Glättungskondensator  Ci, C2 smoothing capacitor
R0 bis R6 Widerstand R 0 to R 6 resistance
temperaturabhängiger Widerstand  temperature-dependent resistance
UE Eingangsspannung des Netzteils U E Input voltage of the power supply
UA Ausgangsspannung des Netzteils U A Output voltage of the power supply
U1 Gleichspannung  U1 DC voltage
u2 Primärspannung u 2 primary voltage
u3 Sekundärspannung u 3 secondary voltage
Uref Referenzspannung  Uref reference voltage
u+ positive Versorgungsspannung u + positive supply voltage
GND Bezugspotential  GND reference potential
Ausgangsspannung der Auswerteschaltung Temperatur Output voltage of the evaluation circuit temperature
Schwellenwerttemperatur  Threshold temperature
Primärseite des Transformators / des Netzteils Sekundärseite des Transformators / des Netzteils Primary side of the transformer / power supply Secondary side of the transformer / power supply

Claims

Patentansprüche claims
1 . Schaltnetzteil (1 ) zum Umwandeln einer Eingangsspannung (UEIN) in eine 1 . Switching power supply (1) for converting an input voltage (UEIN) into a
Ausgangsspannung (UA), aufweisend zumindest eine von einer  Output voltage (UA), comprising at least one of a
Pulsweitenmodulationsschaltung (9) getaktet angesteuerten Schaltstufe (4), wobei eine Regelschaltung (8) vorgesehen ist, die auf die  Pulse width modulation circuit (9) clocked controlled switching stage (4), wherein a control circuit (8) is provided, which on the
Pulsweitenmodulationsschaltung (9) zur Änderung der Höhe der  Pulse width modulation circuit (9) for changing the height of
Ausgangsspannung (UA) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass  Output voltage (UA) acts, characterized in that
die Regelschaltung (8) einen Temperatursensor (S) aufweist, der zum Messen einer lastabhängigen Temperatur (T) des Schaltnetzteils (1 ) vorgesehen ist, wobei die Regelschaltung (8) so eingerichtet ist, dass die Ausgangsspannung (UA) mit steigender Temperatur (T) abgesenkt wird.  the control circuit (8) has a temperature sensor (S) which is provided for measuring a load-dependent temperature (T) of the switched-mode power supply (1), wherein the control circuit (8) is set up so that the output voltage (UA) increases with increasing temperature (T ) is lowered.
2. Schaltnetzteil (1 ) nach Anspruch 1 , bei dem die Ausgangsspannung (UA) nur oberhalb einer vorgegebenen Schwellenwerttemperatur (Ts) mit steigender Temperatur (T) abgesenkt wird. Second switching power supply (1) according to claim 1, wherein the output voltage (UA) is lowered only above a predetermined threshold temperature (Ts) with increasing temperature (T).
3. Schaltnetzteil (1 ) nach Anspruch 2, bei dem Schwellenwerttemperatur (Ts) 3. Switching power supply (1) according to claim 2, wherein the threshold temperature (T s )
zwischen 70 und 100 °C und insbesondere zwischen 85 und 95 °C liegt.  between 70 and 100 ° C and in particular between 85 and 95 ° C.
4. Schaltnetzteil (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Regelschaltung (8) eine Auswerteschaltung (81 ) für den Temperatursensor (S) umfasst, die einen 4. Switching power supply (1) according to claim 2 or 3, wherein the control circuit (8) comprises an evaluation circuit (81) for the temperature sensor (S) having a
Schwellwertschalter aufweist.  Threshold has.
5. Schaltnetzteil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die 5. Switching power supply (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the
Ausgangsspannung (UA) mit steigender Temperatur (T) linear abgesenkt wird. Output voltage (U A ) with increasing temperature (T) is linearly lowered.
6. Schaltnetzteil (1 ) nach Anspruch 5, bei dem die Temperaturabhängigkeit der Absenkung zwischen 0,005 und 0,025 V/K und insbesondere zwischen 0,015 und 0,02 V/K liegt. 6. Switching power supply (1) according to claim 5, wherein the temperature dependence of the reduction is between 0.005 and 0.025 V / K and in particular between 0.015 and 0.02 V / K.
7. Schaltnetzteil (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Regelschaltung (8) eine Auswerteschaltung (81 ) für den Temperatursensor (S) umfasst, die einen gegengekoppelten Operationsverstärker (81 1 ) umfasst. 7. Switching power supply (1) according to claim 5 or 6, wherein the control circuit (8) comprises an evaluation circuit (81) for the temperature sensor (S), which comprises a negative feedback operational amplifier (81 1).
8. Schaltnetzteil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Regelschaltung (8) eine Spannungsregelung und/oder eine Stromregelung umfasst. 8. Switching power supply (1) according to one of claims 1 to 7, wherein the control circuit (8) comprises a voltage control and / or a current control.
9. Schaltnetzteil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der 9. Switching power supply (1) according to one of claims 1 to 8, wherein the
Temperatursensor (S) ein temperaturabhängiger Widerstand (R#) ist.  Temperature sensor (S) is a temperature-dependent resistor (R #).
10. Schaltnetzteil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der 10. Switching power supply (1) according to one of claims 1 to 9, wherein the
Temperatursensor (S) thermisch mit einer eingangsseitigen Komponente des Schaltnetzteils (1 ) gekoppelt ist.  Temperature sensor (S) is thermally coupled to an input-side component of the switching power supply (1).
1 1 . Schaltnetzteil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der 1 1. Switching power supply (1) according to one of claims 1 to 9, wherein the
Temperatursensor (S) thermisch mit einer ausgangsseitigen Komponente des Schaltnetzteils (1 ) gekoppelt ist.  Temperature sensor (S) is thermally coupled to an output-side component of the switching power supply (1).
12. Schaltnetzteil (1 ) nach Anspruch 1 1 , bei dem der Temperatursensor (S) thermisch mit einem ausgangsseitigen Gleichrichter (6) des Schaltnetzteils (1 ) gekoppelt ist. 12. Switching power supply (1) according to claim 1 1, wherein the temperature sensor (S) is thermally coupled to an output rectifier (6) of the switched mode power supply (1).
13. Schaltnetzteil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem eine 13. Switching power supply (1) according to one of claims 1 to 12, wherein a
Eingangsspannung (UEIN) im Bereich von 10 - 300V, insbesondere 15 - 265V, vorgesehen ist. Input voltage (U E IN) in the range of 10 - 300V, in particular 15 - 265V, is provided.
14. Verfahren zum Regeln einer Ausgangsspannung (UA) eines Schaltnetzteils (1 ), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit den folgenden Schritten:14. A method for regulating an output voltage (UA) of a switched-mode power supply (1), in particular according to one of claims 1 to 13, with the following steps:
- Messen einer lastabhängigen Temperatur (T) einer Komponente des Measuring a load - dependent temperature (T) of a component of the
Schaltnetzteils (1 ),  Switching power supply (1),
- Einstellen der Ausgangsspannung (UA) abhängig von der gemessenen  - Setting the output voltage (UA) depending on the measured
Temperatur (T).  Temperature (T).
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Ausgangsspannung (UA) mit 15. The method of claim 14, wherein the output voltage (UA) with
steigender Temperatur (T) abgesenkt wird.  rising temperature (T) is lowered.
1 6. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem die Ausgangsspannung (UA) mit steigender Temperatur (T) abgesenkt wird, wenn die Temperatur (T) größer ist als eine vorgegebene Schwellenwerttemperatur (Ts). 1 6. The method of claim 14 or 15, wherein the output voltage (UA) is lowered with increasing temperature (T) when the temperature (T) is greater than a predetermined threshold temperature (Ts).
PCT/EP2014/074832 2013-11-25 2014-11-18 Switch-mode power supply and a method for controlling an output voltage of a switch-mode power supply WO2015075010A2 (en)

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