DE102004016927A1

DE102004016927A1 - Verfahren zur Strom- und Spannungsregelung für ein Schaltnetzteil

Info

Publication number: DE102004016927A1
Application number: DE102004016927A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schröder genannt Berghegger
Original assignee: Friwo Mobile Power GmbH
Current assignee: Power Systems Technologies GmbH
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-11-03
Also published as: JP4104609B2; JP2005304293A; US20050276083A1; US7295450B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln der Ausgangsspannung eines primär gesteuerten Schaltnetzteils, wobei das Schaltnetzteil einen primärseitigen Schalter und einen Transformator mit einer Hilfswicklung, in der nach dem Öffnen des primärseitigen Schalters eine Hilfsspannung zum Abbilden der Ausgangsspannung induziert wird, aufweist. Die in der Hilfswicklung induzierte Spannung wird einem Regelschaltkreis als Regelgröße zugeführt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Regelschaltung zum Durchführen eines derartigen Regelverfahrens und auf ein zugehöriges Schaltnetzteil. Um auf möglichst einfache und kostengünstige Art und Weise die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom einzustellen, wobei die dazu notwendigen Bauteilekosten minimiert werden sollen, wird erfindungsgemäß die Schaltfrequenz des primärseitigen Schalters in Abhängigkeit von der Hilfsspannung so eingestellt, dass die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Schaltnetzteils Werte gemäß einer vorbestimmten Ausgangskennlinie annehmen. Dies kann beispielsweise eine lineare Ausgangskennlinie sein.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln der Ausgangsspannung eines primär gesteuerten Schaltnetzteils, wobei das Schaltnetzteil einen primärseitigen Schalter und einen Transformator mit einer Hilfswicklung, in der nach dem Öffnen des primärseitigen Schalters eine Hilfsspannung zum Abbilden der Ausgangsspannung induziert wird, aufweist. Die in der Hilfswicklung induzierte Spannung wird einem Regelschaltkreis als Regelgröße zugeführt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Regelschaltung zum Durchführen eines derartigen Regelverfahrens und auf ein zugehöriges Schaltnetzteil.
Üblicherweise verwenden bekannte Schaltnetzteile einen Leistungstransistor als Schalter, um einen gepulsten Stromfluss an ein Netzwerk von induktiven und kapazitiven Energiespeicherelementen zu speisen, welche die geschalteten Strompulse in eine geregelte Gleichspannung umwandeln. Schaltnetzteile können Ausgangsspannungen liefern, die größer, gleich oder von entgegengesetzter Polarität wie die ungeregelte Eingangsspannung sind, je nach dem Betriebsmodus des Schaltnetzteils. Häufig werden Schaltnetzteile in Leistungsversorgungsschaltungen eingesetzt. Dabei ist insbesondere wünschenswert, dass ein derartiges Schaltnetzteil Eingangsspannungen im Bereich von 85 V Wechselspannung bis 270 V Wechselspannung akzeptiert und daher bei unterschiedlichen Netzversorgungen überall auf der Welt ohne Modifikationen oder Schalter arbeiten kann.
Die Ausgangsspannung eines derartigen Schaltnetzteils wird üblicherweise mittels eines Rückkopplungssignals geregelt, das die Ausgangsspannung abbildet. Dieses Rückkopplungssignal wird verwendet, um den Arbeitszyklus des schaltenden Leistungstransistors zu steuern. Um ein geeignetes Rückkopplungssignal bereit zu stellen, existieren verschiedene Ansätze. Beispielsweise kann eine Hilfswicklung vorgesehen sein, die während der Ausschaltzeit ein Rückkopplungssignal erzeugt, das ein Abbild der Ausgangsspannung liefert.

Derartige Schaltnetzteile mit Hilfswicklungen sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 103 10 361 , der europäischen Patentanmeldung EP 03 016 065.9 , der US-Patentschrift 5,438,499 oder der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 11 771 A1 gezeigt. Dabei wird das in der Hilfswicklung erzeugte Signal einem Rückkopplungsschaltkreis zugeführt, der das Regelsignal an die Regelschaltung liefert.

Bei einem Schaltnetzteil nach dem Sperrwandlerprinzip, bei dem die übertragene Energie pro Puls gleich und die Dauer der Pausen zwischen den Pulsen einstellbar ist, wie dies in der EP 03 016 065.9 gezeigt ist, kann die Ausgangsspannung mit der primären Hilfsspannung sehr gut abgebildet und geregelt werden.

Es besteht jedoch bei den bekannten Schaltnetzteilen das Problem, dass sich der Ausgangsstrom nur auf sehr aufwendige Weise erfassen lässt. Beispielsweise kann, wie in der DE 103 10 361 gezeigt, die Stromflusszeit der Sekundärwicklung des Wandlers bestimmt werden. Alternativ kann ein Optokoppler eingesetzt werden, wie dies beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 1 146 630 A2 gezeigt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, auf möglichst einfache und kostengünstige Art und Weise die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom einzustellen, wobei die dazu notwendigen Bauteilekosten minimiert werden sollen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Regeln der Ausgangsspannung eines primär gesteuerten Schaltnetzteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Regelschaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Idee, dass bei bekannter Ausgangsspannung die für einen bestimmten Ausgangsstrom erforderliche Leistung gemäß der folgenden Gleichung 1 berechnet werden kann:

wobei P die Ausgangsleistung bedeutet, U_Aus die Ausgangsspannung, I_Aus der Ausgangsstrom und η der Wirkungsgrad. Weiterhin gilt für die einzustellende Schaltfrequenz f der in der folgenden Gleichung 2 formulierte Zusammenhang:

mit

wobei L_prim die primärseitige Induktivität und I_prim,max den maximalen primärseitigen Strom bezeichnen.

Setzt man die Gleichung (1) in die Gleichung (2) ein, so ergibt sich:

Dies bedeutet aber, dass bei konstantem und bekanntem Wirkungsgrad η das Produkt aus Ausgangsspannung U_Aus und Ausgangsstrom I_Aus linear von der Frequenz f abhängt. Somit kann aus der über die Hilfsspannung rückgekoppelten Ausgangsspannung U_Aus für einen vorgegebenen Ausgangsstrom I_Aus direkt die benötigte Schaltfrequenz f bestimmt werden. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass keine aufwendigen, bauteileintensiven Messverfahren zur Bestimmung des Ausgangsstroms vorgesehen werden müssen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Schaltfrequenz in linearer Abhängigkeit von der Hilfsspannung eingestellt, indem durch die Ladezeit eines Ladekondensators die Schaltfrequenz des primärseitigen Schalters bestimmt wird. Der Ladekondensator kann dann beispielsweise mit einem zur Hilfsspannung proportionalen Strom bis zu einer vorbestimmten Spannungsschwelle aufgeladen werden. Die Ladezeit des Ladekondensators bestimmt dann den Zeitpunkt, zu dem der Schalter eingeschaltet wird. Diese Lösung bietet den Vorteil einer besonders einfachen schaltungstechnische Realisierung mit sehr geringem Bauteilebedart.

Der zu der Hilfsspannung proportionale Ladestrom wird zweckmäßigerweise von einer steuerbaren Stromquelle bereitgestellt und in den Ladekondensator eingespeist. In erster Näherung lässt sich ein zu der Hilfsspannung proportionaler Ladestrom jedoch mittels eines Widerstandes einstellen. Dies ist eine besonders einfache Lösung, wenn die Spannungsschwelle klein im Verhältnis zur Ausgangsspannung ist. Bei kleinen Aus gangsspannungen ergibt sich dann eine etwas zu geringe Frequenz, was zu einem verringerten Ausgangsstrom im Fall von geringer Belastung führt. Da außerdem der Wirkungsgrad η bei geringer Ausgangsspannung meist nicht konstant bleibt, sondern sogar sinkt, wird dieser Effekt noch verstärkt. In den meisten Anwendungsfällen stellt dieser Effekt jedoch kein Problem dar, sondern ist sogar vorteilhaft, da die Belastung des Schaltnetzteils im Kurzschlussfall hierdurch minimiert wird.

Weiterhin kann der Ladestrom reduziert werden, wenn die an dem Ladekondensator abfallende Spannung einen festgelegten Schwellenwert erreicht. Auf diese Weise kann der Verlauf der Ausgangskennlinie auch in dem Betriebszustand der Spannungsregelung festgelegt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann ein Überspannungsschutz auf einfache Weise realisiert werden, indem man bei Überschreitung eines weiteren höheren Schwellenwertes durch die Hilfsspannung den Primärkreis abschaltet. Dies kann für eine festgelegte Zeit oder bis zur Reaktivierung z. B. durch Unterbrechung und Neukontaktierung der Netzspannung erfolgen.

Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Regelschaltung kommen in einem primärgesteuerten Schaltnetzteil besonders zum Tragen.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Ähnliche oder korrespondierende Einzelheiten sind in den Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 ein Prinzipbild eines primär gesteuerten Schaltnetzteils mit einer Regelschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockschaltbild einer Regelschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrer Applikationsumgebung;
3 ein Zeitdiagramm der Spannungsverläufe an dem Ladekondensator und an dem Treiberausgang gemäß 2;
4 den zeitlichen Verlauf der Spannung an dem Ladekondensator und am Treiberausgang zur Erläuterung des Überspannungsschutzes;
5 eine schematische Darstellung der Abhängigkeit zwischen der Hilfsspannung und dem Ladestrom des Ladekondensators;
6 ein Ausgangskennlinienfeld des Schaltnetzteils gemäß 2.
1 zeigt schematisch eine Prinzipskizze eines Schaltnetzteils mit einer Regelschaltung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Schaltnetzteil wird an seinem Eingang mit der Wechselspannung V_Netz beaufschlagt. In Europa variiert die Netzspannung zwischen 180 Volt bis 264 Volt Wechselspannung, in Amerika zwischen 90 Volt und 130 Volt Wechselspannung. In dem Block 102 wird die Eingangsspannung gleichgerichtet und stabilisiert. Außerdem wird sichergestellt, dass Störsignale, die im Schaltnetzteil erzeugt werden, nicht ins Wechselspannungsnetz gelangen. Die primärseitige Wicklung 110 des isolierenden Transformators 108 und der primärseitige Schalter 104, der hier ein Leistungstransistor ist, bilden einen Serienkreis, der mit der gleichgerichteten Eingangsspannung verbunden ist. Der primärseitige Schalter 104 unterbricht den Strom, der durch die primärseitige Wicklung 110 fließt, entsprechend dem Steuersignal der Ansteuerschaltung 106.
Die von der Ansteuerschaltung 106 an den Steuereingang des primärseitigen Schalters 104 gelieferten Schaltpulse werden von dem Block 116, in welchem die Regelgröße mit Hilfe einer Hilfswicklung 114 des Transformators 108 erzeugt wird, gesteuert. Dabei bezeichnen die beiden Signalpfade 120 und 122 zwei wesentliche Funktionen des Blocks 116: zum einen "pumpt" das Signal 120 die Ansteuerschaltung 106, um die freie Schwingung aufrecht zu erhalten. Zum anderen steuert der Signalpfad 122 die Ansteuerschaltung 106 derart, dass Änderungen in dem Schaltzyklus die elektrische Leistung, die an den Transformator 108 geliefert wird, in gewünschter Weise beeinflussen. In dem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil beinhaltet die Ansteuerschaltung 106 eine Zeitsteuerungseinheit 107, die gewährleistet, dass die Pausenzeiten (oder auch Ausschaltzeiten), in der primärseitige Schalter 104 geöffnet ist, in ihrer Länge an die benötigte Leistung angepasst sind. Die Energie, die während jeder Anschaltphase des primärseitigen Schalters in den Transformator 108 geliefert wird, bleibt jeweils gleich.
Die sekundärseitige Wicklung 112 des Transformators 108 ist, wie aus 1 ersichtlich, mit einem Block 118 verbunden, der die sekundärseitige Spannung U_AUS erzeugt und gegebenenfalls stabilisiert.
Die Ansteuerschaltung 106 steuert den primärseitigen Schalter 104 so an, dass er im Wechsel in den leitenden und nicht leitenden Zustand gebracht wird. Aufgrund der durch den Block 102 gelieferten Spannung fließt immer dann ein Strom in die primärseitige Wicklung 110, wenn der primärseitige Schalter 104 im leitenden Zustand ist. Eine Änderung des Stroms speichert Energie in das Magnetfeld des Transformators 108. Wenn der primärseitige Schalter 104 sperrt, entlädt sich die in dem Magnetfeld gespeicherte Energie hauptsächlich durch die sekundärseitige Wicklung 112 und in den Block 118, der die Sekundärspannung erzeugt und stabilisiert. Ein kleiner Teil der Energie wird aber auch die Hilfswicklung 114 in den Block 116 entladen. Dieser erzeugt als Regelgröße eine Hilfsspannung. Die Energie entlädt sich periodisch, aber durch Gleichrichten und Filtern kann als Hilfsspannung eine im Wesentlichen gleichgerichtete Spannung erzeugt werden. Da die magnetische Kopplung zwischen den verschiedenen Wicklungen des Transformators 108 konstant ist und nicht von den Werten des Stroms oder der Spannung abhängt, ist der Wert der Hilfsspannung proportional zum Wert der sekundären Spannung und damit zum Wert der Ausgangsspannung.
Mit Hilfe der Zeitsteuerungseinheit 107 kann die Abschaltdauer des primärseitigen Schalters 104 so eingestellt werden, dass die in den Transformator eingespeiste Energie von der Ausgangsspannung abhängt. Es wird also die übertragene Leistung so eingestellt, dass sich ein gewünschter Wert für die Ausgangsspannung U_AUS ergibt.
Erfindungsgemäß wird dabei der Wert für die Spannung U_AUS so eingeregelt, dass sich ein konstanter und vorbestimmter Wert für den Ausgangsstrom I_AUS ergibt.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Regelschaltung 200 zum Regeln der Ausgangsleistung eines primär gesteuerten Schaltnetzteils in ihrer Applikationsumgebung. Eine der artige Regelschaltung 200 kann beispielsweise als anwenderspezifische integrierte Schaltkreis (ASIC) ausgeführt sein. Mit Hilfe der Regelschaltung 200 wird die an der Sekundärwicklung 112 abgegebene Sekundärleistung des Schaltnetzteils 100 primärseitig durch Ansteuern des elektronischen Schalters 104, hier eines Leistungs-Bipolartransistors, eingeregelt. Als Regelgröße wird dabei die Spannung an der Hilfswicklung 114 verwendet.
Erfindungsgemäß wird die Hilfsspannung aus der Hilfswicklung 114 einer Ladestromquelle 202 zugeführt. Der Ladestrom I_Ct, den diese Ladestromquelle 202 liefert, dient dazu, den Ladekondensator C_t aufzuladen. Der Ladestrom I_Ct stellt ein Abbild der Hilfsspannung und damit ein Abbild der Ausgangsspannung dar. Die an dem Ladekondensator C_t abfallende Spannung wird einem Regelkomparator 204 zugeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung vergleicht dieser Regelkomparator 204 die an dem Ladekondensator C_t abfallende Spannung mit einem ersten Schwellenwert V_CtEIN. Bei Erreichen dieses ersten Schwellenwertes gibt der Regelkomparator 204 ein entsprechendes Signal an den Block „Zeitglieder und Verknüpfung" 210 aus, der über eine entsprechende Ansteuerung des Treibers 206 ein Einschalten des Schalters 104 veranlasst. Der Treiber kann dabei beispielsweise ein Push-Pull-Treiber sein.
Die erfindungsgemäße Regelschaltung 200 weist außerdem einen Überspannungsschutzkomparator (Over Voltage Protection, OVP-Komparator) 207 auf, der ebenfalls mit der Spannung an dem Ladekondensator C_t beaufschlagt wird. Bei Überschreiten eines weiteren Schwellenwertes V_CtOVP veranlasst der OVP-Kompartor 207 ein Abschalten des Schalters 104, und verhindert dadurch das Auftreten von Überspannungen.
Weiterhin weist die Regelschaltung 200 einen IP-Kompartor 205 auf, der den Strom IP misst, welcher durch die primärseitige Wicklung des Transformators 108 fließt, wenn der primärseitige Schalter 104 geschlossen ist. Um den Abschaltvorgang des primärseitigen Schalters 104 zu optimieren, wird der Strom IP in dem IP-Kompartor 205 beispielsweise mit zwei Schwellenwerten verglichen. Wenn der Strom den ersten Schwellenwert erreicht, wird der Treiber 206 hochohmig geschaltet. Beim Erreichen des zweiten Schwel lenwertes wird der primärseitige Schalter 104 aktiv ausgeschaltet. Durch die Differenz zwischen den beiden Stromschwellen wird die Dauer der Hochohmigkeit bestimmt.
Mit Bezug auf die 2, 3 und 4 soll die Funktionsweise der Schaltung der 2 näher erläutert werden.
Wenn die hochlaufende Versorgungsspannung an dem Anschluss VP die sogenannte Start-Up-Spannung erreicht hat, wird die Regelschaltung 200 aktiviert und beginnt mit dem Laden des Kondensators C_t mittels der Ladestromquelle 202. In 3 bezeichnet die Kurve 301 den Spannungsverlauf an dem Kondensator Ct in Abhängigkeit von der Zeit. Die Kurve 302 zeigt das zugehörige Treibersignal am Anschluss G. Dabei lässt die Entladung des Kondensators C_t über die Endladezeit T_CtENTL charakterisieren. Für eine Kapazität von 100 pF liegt die Entladezeit beispielsweise für die vorliegende Schaltung zwischen 250 und 1000 ns.
Wie aus 3 erkennbar, wird der Kondensator C_t so lange aufgeladen, bis die an ihm abfallende Spannung den ersten Schwellenwert V_CtEIN erreicht. Dann schaltet der Treiber ein. Nach Überschreiten der Schwelle V_IP an dem IP-Komparator 205, die durch einen externen Widerstand den Strom durch die Primärspule des Übertragers bestimmt, wird der Treiber wieder abgeschaltet. Danach folgt die Entladung des Kondensators C_t. Nach Ablauf der Zeit T_CtENTL wird der Kondensator C_t erneut geladen. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch, bis das Schaltnetzteil durch eine Sicherheitsfunktion oder durch Netztrennung abgeschaltet wird.
Neben dieser normalen Betriebsfunktion sind Sicherheitsschaltungen vorgesehen, die unerwünschte Betriebszustände verhindern sollen. So schaltet der OVP-Komparator 207 bei hohen Spannungen an der Hilfswicklung, d.h. bei Spannungen über der Schwelle V_CtOVP (siehe 4) den Treiber aus und verhindert das Wiedereinschalten.
Die Versorgung der Regelschaltung erfolgt vor dem sogenannten Start-Up direkt aus der Netzspannung, im Betrieb wird die Schaltung aus der Hilfswicklung 114 versorgt.
Der Treiber 206 enthält eine Push-Pull-Stufe mit VP als Versorgungsspannung und stellt die Ansteuerleistung für den externen Leistungs-Bipolartransistor 104 bereit.
5 zeigt den erfindungsgemäßen Verlauf des Ladestroms I_Ct in Abhängigkeit von der an dem Anschluss VP anliegenden Spannung. Die eigentliche Regelung erfolgt durch eine Übertragung der Sekundärspannung auf die Hilfswicklung während der Sperrphase und die Integration dieser Spannung an dem Kondensator C2 an VP. Die sekundäre Ausgangsspannung wird dabei durch das Übersetzungsverhältnis zwischen Sekundärwicklung und Hilfswicklung bestimmt. Wie bereits erwähnt, wird die Pausenzeit geregelt, so dass die Spannung an VP im Regelbereich 501 liegt. Ist die Spannung niedriger als der Regelbereich 501, so erfolgt eine Stromregelung, bei welcher der Ladestrom an dem Kondensator C_t proportional zur Spannung an VP ist. Erreicht die Spannung an VP den Regelbereich 501, wird der Ladestrom reduziert.
Damit lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil beispielsweise ein Ausgangskennlinienfeld, wie das in 6 gezeigte, realisieren. Die Kurven 601, 602, 603 und 604 beziehen sich dabei auf Eingangsspannungen von 90 V, 110 V, 230 V bzw. 264 V Wechselspannung. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, kann mit der erfindungsgemäßen Regelschaltung ein Ausgangskennlinienverlauf erreicht werden, der für Ausgangsspannungen unterhalb eines Spannungsbereichs von 12 Volt jeweils annähernd konstante Stromwerte I_AUS sicherstellen. Dieser Spannungsbereich kann aber durch entsprechende Anpassung der Windungszahlen der primärseitigen Wicklung 110 und der sekundärseitigen Wicklung 112 beliebig an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden.
Die Linie 605 bezeichnet in der 6 die minimal zulässigen Ausgangsspannungs- und Ausgangsstromwerte und die Kurve 606 die maximal zulässigen Verläufe.
Obwohl im Vorangegangenen beispielhaft ein linearer Zusammenhang zwischen der Ausgangsspannung U_AUS und dem Ausgangsstrom I_AUS beschrieben wurde, ist für den Fachmann klar, dass auch beliebige andere Ausgangskennlinienverläufe vorgegeben werden können. Hierzu muss lediglich der Kurvenverlauf aus 5 entsprechend eingestellt werden.

Claims

Verfahren zum Regeln der Ausgangsspannung eines primärgesteuerten Schaltnetzteils, wobei das Schaltnetzteil einen primärseitigen Schalter und einen Transformator mit einer Hilfswicklung, in der nach dem Öffnen des primärseitigen Schalters eine Hilfsspannung zum Abbilden der Ausgangsspannung induziert wird, aufweist, wobei die Schaltfrequenz des primärseitigen Schalters in Abhängigkeit von der Hilfsspannung so eingestellt wird, dass die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Schaltnetzteils Werte gemäß einer vorbestimmten Ausgangskennlinie annehmen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfrequenz des primärseitigen Schalters zumindest für einen Teil der Werte der Hilfsspannung in linearer Abhängigkeit von der Hilfsspannung eingestellt wird, wobei ein konstanter Faktor dieser linearen Abhängigkeit so gewählt wird, dass der Ausgangsstrom einen vorbestimmten konstanten Wert annimmt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladezeit eines Ladekondensators, der in Abhängigkeit von der Hilfsspannung aufladbar ist, die Schaltfrequenz des primärseitigen Schalters bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladekondensator durch eine Stromquelle aufgeladen wird, deren Ladestrom von der Hilfsspannung einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Schalter eingeschaltet wird, wenn die an dem Ladekondensator abfallende Spannung einen ersten vorbestimmten Schwellenwert erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestrom verringert wird, wenn die an dem Ladekondensator abfallende Spannung den ersten Schwellenwert erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Schalter abgeschaltet wird, wenn die an dem Ladekondensator abfallende Spannung den zweiten Schwellenwert erreicht.
Regelschaltung zum Regeln der Ausgangsspannung eines primärgesteuerten Schaltnetzteils, wobei das Schaltnetzteil (100) einen primärseitigen Schalter (104) und einen Transformator (108) mit einer Hilfswicklung (114), in der nach dem Öffnen des primärseitigen Schalters (104) eine Hilfsspannung (VP) induziert wird, aufweist, wobei die Regelschaltung (200) so ausgeführt ist, dass sie die Schaltfrequenz des primärseitigen Schalters (104) in linearer Abhängigkeit von der Hilfsspannung einstellt, wobei ein konstanter Faktor dieser linearen Abhängigkeit so gewählt ist, dass der Ausgangsstrom (I_AUS) des Schaltnetzteils einen vorbestimmten Wert annimmt.
Regelschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ladekondensator (C_t) aufweist, der in Abhängigkeit von der Hilfsspannung aufladbar ist, wobei der Ladekondensator (C_t) so mit dem primärseitigen Schalter (104) verbunden ist, dass die an dem Ladekondensator (C_t) abfallende Spannung (VC_t) die Schaltfrequenz des primärseitigen Schalters (104) steuert.
Regelschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ladestromquelle (202), die einen Ladestrom (IC_t) zum Aufladen des Ladekondensators (C_t) in Abhängigkeit von der Hilfsspannung erzeugt, aufweist.
Regelschaltung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Regelkomparator (204) zum Vergleichen der an dem Ladekondensator (C_t) abfallenden Spannung (VC_t) mit einem ersten Schwellenwert (VC_tein) aufweist, wobei der Regelkomparator (204) so ausgebildet ist, dass er ein Einschaltsignal zum Einschalten des primärseitigen Schalters (104) erzeugt, wenn die an dem Ladekondensator abfallende Spannung den ersten Schwellenwert erreicht.
Regelschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestromquelle (202) so ausgebildet ist, dass der Ladestrom (IC_t) verringert wird, wenn die an dem Ladekondensator (C_t) abfallende Spannung den ersten Schwellenwert erreicht.
Regelschaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Überspannungsschutzschaltung (207) zum Vergleichen der an dem Ladekondensator (C_t) abfallenden Spannung mit einem zweiten Schwellenwert aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie ein Abschaltsignal zum Abschalten des primärseitigen Schalters (104) erzeugt, wenn die an dem Ladekondensator abfallende Spannung den zweiten Schwellenwert (VC_tOVP) erreicht.
Schaltnetzteil mit einer Regelschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13.