DE2442570A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer geregelten gleichspannung - Google Patents
Vorrichtung zur erzeugung einer geregelten gleichspannungInfo
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Description
PATENTANWALT " . ü-7261 Gechingen/Bergwald
Lindenstr. 16
DI PL, I N G. KN U D SC H U LTE ^;" (07031) 667432
(07056)13 67 Telex: - 07-265739 · Hep-d
Ratentanwalt K. Schulte, D-7261 Gechingen, Lindenstr. 16 2 H Η ^ b / U
Case 815 2. September, 1974
BL/ps
Hewlett-Packard Company
VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG EINER GEREGELTEN GLEICHSPANNUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer
geregelten Gleichspannung, mit einem Paar von Eingangs-i
klemmen, mit einer mit diesen verbundenen und bei Empfang eines Eingangssignals ein erstes Gleichspannungssignal abgebenden
Eingangsschaltung, mit einer mit der Eingangsschaltung verbundenen Schaltvorrichtung, die durch Ein- und
Ausschalten des ersten Gleichspannungssignals primäre Impulse mit vorbestimmter Frequenz erzeugt, mit einem die
Frequenz der primären Impulse bestimmenden Oszillator, mit einem an die Schaltvorrichtung angeschlossenen und die primären
Impulse in sekundäre Impulse umwandelnden Transformator, mit einem an den Transformator angeschlossenen, die
sekundären Impulse gleichrichtenden Ausgangsgleichrichter, mit einem ersten Ausgangsfilter, der an den.Ausgangsgleichrichter
angeschlossen ist und die gleichgerichteten sekundären Impulse glättet, wodurch eine Ausgangsgleichspannung
erzeugt wird, und mit einem ersten Vergleicher, der in jedem Arbeitszyklus die Gleichspannung am Ausgang des ersten
Ausgangsfilters mit einer ersten Referenzspannung vergleicht und ein erstes Triggersignal erzeugt, wenn der Pegel der
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Volksbank Böblingen AG, Kto. 8 458 (BLZ 60 390 220) · Postscheck: Stuttgart 996 55-709
Gleichspannung vom Pegel der Referenzspannung um einen
bestimmten Betrag abweicht.
Schaltende Netzgeräte verbinden seit langem einen hohen Wirkungsgrad mit kleinen Abmessungen. Typischerweise
enthält ein schaltendes Netzgerät eine Schaltvorrichtung, z.B. einen Transistor zum Schließen und Unterbrechen
eines Stromkreises, wodurch in der Primärwicklung eines Transformators ein Wechselstrom erzeugt wird. Der Ausgang
der Sekundärwicklung des Transformators wird gleichgerichtet und geglättet, wobei eine oder mehrere Filterstufen
benutzt werden, die in bekannter Weise Induktivitäten und Kapazitäten aufweisen. Eine Regelung wird
erreicht, indem ein Fehlersignal vom Ausgang abgeleitet wird und mit diesem der Einschaltzyklus und/oder die
Frequenz der Schaltvorrichtung geregelt werden. In den bekannten geregelten Netzgeräten bestand das Problem,
schnell abklingendes Übergangsverhalten und ausreichende Brummunterdrückung am Ausgang zu erreichen. Insbesondere
bei schwacher Last kann der Strom in der Ausgangs-Filterdrossel
während einiger "AUS"-Perioden des Schaltzyklus auf null abfallen, so daß der Ausgangsfilter
unkritisch wird. Diese in das System eingeführte nicht-lineare Wirkung macht es schwierig, konventionelle
Rückkopplungs-Kompensationsmethoden zur Regelung der Spannung einzusetzen. Die Konstrukteure
gingen bisher typischerweise einen Kompromiß ein, indem sie eine Grund-Rückkopplungsschleife benutzten, die
langsam reagierte, was wiederum zu einer ungenügenden Unterdrückung des 100-bzw. 120-Hz-Brumms und zu relativ
schlechtem Übergangsverhalten führte.
Zur Verbesserung des Übergangsverhalten und der Brummunterdrückung
sind gemäß dem Stand der Technik verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden. Bei einer
Konstruktion werden konventionelle LC-Filter und eine extern erzeugte Sägezahnspannung benutzt. Die Säge-
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zahnspannung wird zum Brumm der Ausgangsspannung addiert,
und die Summe wird mit einer Referenzspannung verglichen. Wenn die Differenz dieser Spannungen negativ
ist, wird der Schalttransistor eingeschaltet. Zur Anpassung an den Sägezahn benötigt der Ausgangsfilter
jedoch eine relativ große Induktivität und eine relativ kleine Kapazität, was zu relativ großem Überschwingen
im Übergangsverhalten führt.
Eine zweite bekannte Regelmethode ist die "Propörtionalregelung",
bei der ein Fehlersignal benutzt wird, welches der verstärkten Differenz zwischen der tatsächlichen
Ausgangsspannung des Netzgerätes und der gewünschten Ausgangsspannung
entspricht. Dieses Fehlersignal wird einem Pulsgenerator mit fester Pulsfrequenz zugeführt, welcher
wiederum eine variable Impulsbreite erzeugt, die der Größe des Fehlersignals proportional ist. Die Impulse
mit variabler Breite werden dem Schalttransistor zugeführt , um den Einschaltzyklus während des gegebenen
Wiederholzyklus zu verändern. Um Stabilität zu erreichen,
wird das Fehlersignal typischerweise unter Benutzung eines Integrierverstärkers erzeugt. Konsequenterweise sind Geräte mit einer solchen Art der Rückkopplung
ziemlich langsam, und die ungenügende Brummunterdrückung bleibt außerdem immer noch ein Problem.
Gemäß einem anderen System zur Regelung des /Netzteils
unter Benutzung von Pulsmodulatiqn wird die Äusgangs-
zwex
spannung gezwungen, zwischen/voreingestellten Grenzwerten
zu schwingen, indem der Schalttransistor eingeschaltet wird, wenn die Ausgangsspannung unter einen
gewissen Referenzpegel fällt, und indem der Transistor
ausgeschaltet wird, wenn die Ausgangsspannung einen anderen Referenzpegel überschreitet. Dieses System
hat den Vorteil einer guten Brummunterdrückung/ führt
jedoch zu einem Betrieb in verschiedenen Frequenzen,
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-A-
und zwar oft über einen Bereich von 3:1 oder sogar mehr. Um eine gute Brummunterdrückung bei den niedrigeren
Schaltfrequenzen zu erreichen, benötigen Vorrichtungen mit dieser Regelmethode sehr große Induktivitäten in
den Ausgangsfiltern. Hinzu kommt, daß bei dieser Technik üblicherweise mit Tonfrequenzen gearbeitet wird,
was zu einem hörbaren Geräusch führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer geregelten Gleichspannung
zu schaffen, bei der mit geringem Aufwand ein schnelles Übergangsverhalten und eine gute Brummunterdrückung
erreicht werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst durch eine mit einem Eingang des
ersten Vergleichers verbundene Stabilisiervorrichtung, die eine Stabilisierspannung erzeugt und diese mit
der Gleichspannung oder der ersten Referenzspannung vor dem Vergleich der letzteren summiert, und durch
einen mit dem ersten Vergleicher und der Schaltvorrichtung verbundenen Pulsbreiten-Modulator, der die
Breite der von der Schaltvorrichtung erzeugten primären Impulse in Abhängigkeit von dem Triggersignal
des ersten Vergleichers verändert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird ein Pulsbreiten-Modulator benutzt, der mehrere Schalttransistoren auf der Primärseite eines Transformators
ansteuert. Der Ausgang des Transformators wird gleichgerichtet und gefiltert, um eine Gleichspannungs-Versorgung
zur Verfügung zu stellen. Der
Pulsbreiten-Modulator wird durch eine Fehlerspannung angesteuert, die gleich die Differenz zwischen der
tatsächlichen Ausgangsspannung des Netzteils
Pulsbreiten-Modulator wird durch eine Fehlerspannung angesteuert, die gleich die Differenz zwischen der
tatsächlichen Ausgangsspannung des Netzteils
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einschließlich des Brumms und der Soll-Ausgangsspannung ist ,die durch eine Referenzspannung dargestellt
wird. Diese Spannungen werden Zyklus um Zyklus miteinander verglichen, so daß alle plötzlichen
Änderungen im Ausgang in einer Zeit kompensiert werden können, die etwa gleich der halben
Grundschaltzeit des Systems ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bewirkt der Pulsbreiten-Modulator
ein Schließen der Schalttransistoren, wenn die Ausgangsspannung kleiner als die Referenzspannung ist, und ein periodisches Öffnen
der Schalttransistoren entsprechend einer festen, von einem Oszillator gelieferten Frequenz. Das
System arbeitet somit auf einer festen Grundfrequenz, wobei der Schließzyklus der Schalttransistoren
in jeder Periode geändert wird.
Um die Stabilität des Systems aufrechtzuerhalten, wenn der Einschaltzyklus unter 50 % fällt, wird
zur Rückkopplungsspannung, die mit der Referenzspannung verglichen wird, eine Spannung mit parabolischer
Kurvenform hinzuaddiert. Diese Vergrößerung der gemessenen Ausgangsspannung mit einer
parabolischen Spannung bewirkt, daß das Rückköpplungssignal schneller abfällt, wenn der Eirischaltzyklus
kurz ist. Das führt zu einem System, welches ungewöhnlich stabil gegen Schwingungen ist,
die sonst auftreten könnten, wenn der Einschaltzyklus unter 50 % liegt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine zusätzliche Rückkopplungsschleife benutzt,
die einen Verstärker mit "langsamer Schleife" enthält. Bei dieser Ausführungsform wird die Ausgangsspannung
an den Lastklemmen (dem Ausgang einer zweiten Filterstufe) mit einer festen Referenzspan-
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nμng in einem Verstärker verglichen, dessen Reaktionszeit
groß gegenüber der Schaltperiode des Systems ist. DieserRückkopplungsanteil mit "langsamer Schleife"
dient dazu, Spannungsänderungen zu kompensieren, die von langsamen Laständerungen herrühren. Bei dieser
Ausführungsform wird das Ausgangssignal des langsamen
Verstärkers mit einer Spannung verglichen, die am Ausgang einer ersten Filterstufe gemessen wird, und
die Differenz wird benutzt, den Transistorschalter wie oben beschrieben zu schließen.
In beiden oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Betriebsweise der Schalttransistoren umgekehrt
werden, d.h. die Transistoren werden gemäß einem Taktzyklus geschlossen und immer dann geöffnet, wenn
die Ausgangsspannung eine gewisse Referenzspannung
überschreitet. Bei dieser Ausführungsform tritt jedoch für Einschaltzyklen über 50 % Instabilität auf.
Das Stabilisierungssignal muß daher in der Polarität umgekehrt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Regelung und
Stabilisierung unter Benutzung einer Rückkopplungsschleife erfolgen;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung, bei der eine zweite, auf
langsame Lastveränderungen reagierende Rückkopplungsschleife ein Eingangssignal für eine erste
Rückkopplungsschleife erzeugt; und
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Figur 3 ein detailliertes Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.
In Figur 1 ist eine Eingangsgleichrichter- und -filterschaltung 11 dargestellt, die dazu dient, eine Gleichspannung
aus einer Netzwechselspannung zu erzeugen.
Die Ausgangsgleichspannung des Gleichrichters 11 wird einer Schalteranordnung zugeführt, die hier als aus
zwei Schalttransistoren 14 und 16 bestehend dargestellt ist. Es können selbstverständlich auch andere Schaltvorrichtungen, z.B. Thyristoren oder Triacs benutzt
werden. Ein Oszillator 17 erzeugt eine Schalt-Grundfrequenz,
mit der die Schalttransistoren 14 und 16 angesteuert werden.
Die Regelung der Ausgangsgleichspannung wird primär durch Veränderung der Einschaltzyklen der Schalttransistoren
14 und 16 innerhalb der Schalt-Grundperiode bewerkstelligt, die durch den Oszillator 17
vorgegeben wird. Genauer gesagt, wird die Veränderung des Einschaltzyklus durch einen Pulsweiten-Modulator
von
bewirkt, der von/ainem Einschalt-Komparator 21 kommenden
Fehlersignal und von vom Oszillator 17 kommenden Taktpulsen gesteuert wird. Jedesmal wenn die
IST-Ausgangsspannung der Vorrichtung kleiner als
eine SOLL-Referenzspannung ist, gibt der Einschaltkomparator 21 ein Signal an den Pulsbreiten-Modulator 19 ab. Auf dieses Signal hin schaltet der Modulator 19 abwechselnd den einen oder den anderen
der Transistoren 14 und 16 ein. Durch ein Taktsignal vom Oszillator 17 werden die Transistoren jedoch
jedesmal ausgeschaltet, wodurch sich eine Schalt-Grundfrequenz ergibt,die unabhängig von Änderungen
der Ausgangsspannung ist. Innerhalb der Schalt-Grundperiode ist also die Dauer der Einschaltzeit
der Schalttransistoren 14 und 16 größer oder kleiner
eine SOLL-Referenzspannung ist, gibt der Einschaltkomparator 21 ein Signal an den Pulsbreiten-Modulator 19 ab. Auf dieses Signal hin schaltet der Modulator 19 abwechselnd den einen oder den anderen
der Transistoren 14 und 16 ein. Durch ein Taktsignal vom Oszillator 17 werden die Transistoren jedoch
jedesmal ausgeschaltet, wodurch sich eine Schalt-Grundfrequenz ergibt,die unabhängig von Änderungen
der Ausgangsspannung ist. Innerhalb der Schalt-Grundperiode ist also die Dauer der Einschaltzeit
der Schalttransistoren 14 und 16 größer oder kleiner
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je nachdem ob die Differenz zwischen der IST- und SOLL-Ausgangsspannung
größer oder kleiner ist. Es ist auch möglich, den Betrieb des Rückkopplungssystems umzukehren,
indem dafür gesorgt wird, daß die Schalttransistoren und 16 durch das Taktsignal vom Oszillator 17 eingeschaltet
werden und entsprechend einem Fehlersignal ausgeschaltet werden, das erzeugt wird, wenn die Ausgangsspannung
eine Referenzspannung überschreitet.
Der Primärwicklung eines Transformators 23 wird daher eine Serie von Impulsen sich ändernder Breite zugeführt,
was dazu führt, daß auf der Sekundärseite des Transformators
23 eine Serie von abwechselnd positiven und negativen rechteckförmigen Impulsen erscheint. Diese Impulse
werden, z.B. durch ein Paar von Dioden 24 vollwellen-gleichgerichtet.
Ein aus einer Drossel 25 und einem Kondensator 27 bestehendes LC-Netzwerk bildet
wirksam einen Mittelwert des gleichgerichteten Signals und erzeugt an einer Last 29 eine Ausgangsgleichspannung,
deren Amplitude proportional dem Einschaltzyklus der Schalttransistoren 14 und 16 ist. Die Regelschleife
wird dadurch geschlossen, daß das Ausgangssignal an der Last 29 gemessen wird und dem Einschalt-Komparator
21 zugeführt wird, wo es mit einer Referenzspannung
verglichen wird, die mit V__„ bezeichnet ist. Erfindungsgemäß
ist der Einschaltkomparator 21 ein Komparator des nicht integrierenden Typs, so' daß das von ihm erzeugte
Fehlersignal auf schnelle Veränderungen der Ausgangsspannung reagiert. Änderungen des Einschaltzyklus der
Schalttransistoren 14 und 16 werden daher Zyklus für Zyklus vorgenommen, entsprechend der Taktfrequenz des
Oszillators 17.
Eine CharaHteristik von Regelsystemen dieser Art ist es,
daß sie bei Einschaltzyklen unter 50 % (d.h. wenn die
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Ausschaltperiode der Schalttransistoren größer als die Einschaltperiode wird), zu schwingen anfangen und instabil
werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird dieser Zustand dadurch vermieden, daß eine
mit V bezeichnete Stabilisierungsspannung, die von einer Stabilisierungsspannungsquelle 22 erzeugt wird,
zur abgetasteten Ausgangsspannung hinzuaddiert wird, die in den Einschaltkomparator 21 zurückgeführt wird.
Diese Stabilisierungsspannung hat im Idealfall eine parabolische Kurvenform, deren Größe gleich der maximalen
am Ausgang auftreten Spitze-Spitze-Brummspannung ist. Die Stabilisierungsspannung kann aber auch andere
Formen haben. Zum Beispiel kann ein Abschnitt einer Sinuskurve zur Approximierung einer Parabel benutzt
werden, oder es kann eine periodische lineare Rampenspannung verwendet werden. Bei parabolischer Kurvenform
ergibt sich aber eine optimale Brummunterdrückung bei gegebener Amplitude der Stabilisierungsspannung.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann statt der abgetasteten Ausgangsspannung der Referenzspannung
Vp-rip eine (invertierte) Stabilisierungsspannung V hinzugefüft werden. Die Wirkung der
Hinzufügung einer parabolischen Kurve Y zur Rückkopplungsspannung besteht darin, daß die Schalttransistoren
während aller Grundperioden eher eingeschaltet werden, wenn der Einschaltzyklus unter 50 %
beträgt.
Auch in Figur 2 sind ein Transformator 23 und eine Filterschaltung mit einer Drossel 2 5 und einem Kondensator
27 dargestellt. Die Ausführungsform gemäß Figur 2 enthält jedoch eine weitere Filterstufe mit
einer Drossel 31 und einem Kondensator 33. Bei einem Gerät mit mehreren Filterstufen, so wie es. hier dargestellt
ist, kann eine Spannungs-Grobregelung unter
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Benutzung einer Rückkopplungsspannung erreicht werden, die unmittelbar hinter der ersten Filterstufe gemessen
wird und zu der eine Stabilisierungsspannung Va hinzuaddiert wird, wie oben in Verbindung mit Figur
beschrieben worden ist. Statt diese Rückkopplungsspannung aber direkt mit einer festen Referenzspannung
zu vergleichen, kann zur Verbesserung der Regelung eine weitere Rückkopplungsschleife mit einem
langsamen Komparator 3 5 hinzugefügt wird. Der Komparator 3 5 ist ein Verstärker mit einer charakteristischen
Zeitkonstante, die viel größer als die Schalt-Grundperiode des Systems ist. Wenn zum Beispiel
A die Verstärkung, T die charakteristische Zeitkonstante des Verstärkers und T die Grundpe-
riode des Systems sind, dann ist A /2ir T
<<
T eine hinreichende Bedingung. S
Einer der Eingänge des Komparators 35 ist die Ausgangsspannung
des Netzgerätes, gemessen parallel zur Last 29, und der andere Eingang ist eine gewünschte
Referenzspannung. Der Ausgang des Komparators 35 ist ein Fehlersignal, das von langsamen
Veränderungen der Last 29 abhängt. Dieses sich langsam ändernde Ausgangssignal wird im Einschalt-Komparator
21 mit der Spannung verglichen, die hinter der ersten Filterdrossel 25 gemessen wird und um
die Stabilisierungsspannung V vergrößert wird. Das Ausgangssignal des Komparators 21 wird benutzt,
um den Pulsbreiten-Modulator 19 anzusteuern, wie oben in Verbindung mit Figur 1 beschrieben wurde.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung bewirkt der Komparator 35 eine feine aber relativ langsame
Regelung der Ausgangsspannung, während der Komparator
21 eine gröbere, aber schnellere Regelung bewirkt. Auch dieses System kann in seiner Betriebsweise
umgekehrt werden, indem dafür gesorgt wird, daß der Transformatorstrom durch die Rückkopplungs-
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schleife aus- statt eingeschaltet wird.
Das Netzteil kann zusätzlich mit einem Strombegrenzer
versehen werden, der den Transistorstrom oder den Drosselstrom überwacht und den Transistorschalter
ausschaltet, wenn der Strom einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
In Figur 3 sind zwei Transistoren Q14 und Q16 dargestellt, die als die Primärseite eines Transformators
Tl steuernde Schalttransistoren dienen. Die Schalttransistoren Q14 und Q16 werden abwechselnd durch
eine Steuerschaltung angesteuert, die Transistoren Ql5 und Q17 enthält. Alle diese Elemente sind in
einem Leistungs-Schaltblock 37 zusammengefaßt. Ebenfalls dargestellt ist eine mögliche Ausführungsform
eines Pulsmodulators 19. In der dargestellten Ausführungsform sind Transistoren QlO und 011 als Darlington-Paar
geschaltet und steuern die Primärseite eines Transformators T2 an, während ein weiteres
Darlington-Paar Q12 und Q13 die Primärseite eines Transformators T3 ansteuert. Zwei Flipflops FF,
und FF2 vom positiv flanken-getriggerten D-Typ werden in Verbindung mit den Darlington-Paaren benutzt
und leiten abwechselnd Steuersignale zu den beiden Schalttransistoren Q14 und Q16. Die Schalt-Grundfrequenz
des Pulsmodulators 19 wird durch einen Oszillator 17 erzeugt, der Transistoren Q8 und Q9 enthält,
die als unsymmetrischer Multivibrator geschaltet sind. Vom Oszillator 17 erzeugte Taktimpulse
werden dem Takteingang des Flipflops FF „und dem
Rückstelleingang des Flipflops FF zugeführt, wodurch
durch periodische Abschaltung der Schalttransistoren Ql4 und Ql6 die Schalt-Grundfrequenz vorgegeben wird.
Die Breite der Impulse innerhalb der Schalt-Grund- .
frequenz wird
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durch einen Signalimpuls gesteuert, der von einem Einschal t-Spannungskomparator 21 an den Takteingang des
Flipflops FF gegeben wird. Der Spannungskomparator 21 benutzt zum Vergleich zweiter Eingangsspannungen
und zur Ableitung eines Fehlersignals aus diesen einen Transistor Q4. Eine dieser Eingangsspannungen wird
hinter einer Filterstufe des Ausgangs des Transformators T gemessen, während die andere Eingangsspannung
ein Ausgangssignal von einem langsamen Vergleicher 35 ist. Der Komparator 21 enthält weiterhin Transistoren
Q6 und Q7 die zur Verstärkung und Formung der vom Transistor Q4 erzeugten Fehlerspannung in einen
Signalimpuls dienen, der dem Takteingang des Flipflops FF zugeführt wird.
Eine parabolische Spannung, wie sie in Verbindung mit Figuren 1 und 2 beschrieben worden ist, wird von
einer Entzerrer-Schaltung 22 geliefert und zu der Spannung hinzuaddiert, die hinter der Drossel Ll gemessen
wird, wodurch Stabilität erreicht wird, wenn der Einschaltzyklus der Schalttransistoren Q14 und
Ql6 unter 50 % beträgt. Die Entzerrer-Schaltung 22 benutzt die nicht-lineare Charakteristik eines Transistors
Q5, der von einer wirksamen konstanten Stromquelle mit einem großen Widerstand Rl9 angesteuert
wird und die parabolische Spannung erzeugt, die zu der Spannung hinzuaddiert wird, die hinter der
Drossel Ll gemessen und der Basis des Komparator-Transistors
Q4 zugeführt wird.
Der langsame Komparator 35, der den zweiten Eingang für den Komparator-Transistor Q4 liefert, weist
Transistoren Ql, Q2 und Q3 in Verbindung mit einem Kondensator Cl auf und stellt einen langsamen Verstärker dar, in welchem die am Ausgang des Gerätes
parallel zu einer Last R34 gemessene Spannung mit
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einer Referenzspannung verglichen wird, die durch einen
Widerstand R5 und eine Zenerdiode VR1 erzeμgt wird.
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Claims (7)
1. Vorrichtung zur Erzeugung einer geregelten Gleichspannung
, mit einem Paar von Eingangsklemmen, mit einer mit diesen verbundenen und bei Empfang eines Eingangssignals
ein erstes Gleichspannungssignal abgebenden Eingangsschaltung, mit einer mit der Eingangsschaltung
verbundenen Schaltvorrichtung, die durch Ein- und Ausschalten des ersten Gleichspannungssignals primäre
Impulse mit vorbestimmter Frequenz erzeugt, mit einem die Frequenz der primären Impulse bestimmenden Oszillator,
mit einem an die Schaltvorrichtung angeschlossenen und die primären Impulse in sekundäre Impulse
umwandelnden Transformator, mit einem an den Transformator angeschlossenen, die sekundären Impulse gleichrichtenden
Ausgangsgleichrichter, mit einem ersten Ausgangsfilter, der an den Ausgangsgleichrichter angeschlossen
ist und die gleichgerichteten sekundären Impulse glättet, wodurch eine Ausgangsgleichspannung
. erzeugt wird, und mit einem ersten Vergleicher, der
in jedem Arbeitszyklus die Gleichspannung am Ausgang des ersten Ausgangsfilters mit einer ersten Referenzspannung
vergleicht und ein erstes Triggersignal erzeugt, wenn der Pegel der Gleichspannung vom Pegel
der Referenzspannung um einen bestimmten Betrag abweicht,
gekennzeichnet durch eine mit einem Eingang des ersten Vergleichers (21) verbundene
Stabilisiereinrichtung (22), die eine Stabilisierspannung erzeugt und diese mit der Gleichspannung oder
der ersten Referenzspannung vor dem Vergleich der letzteren summiert, und durchv einen mit dem ersten Vergleicher
und der Schaltvorrichtung (14, 16) verbundenen
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Pulsbreiten-Modulator (19), der die Breite der von der
Schaltvorrichtung erzeugten primären Impulse in Abhängigkeit von dem Triggersignal des ersten Vergleichers
verändert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, g e k en η ζ ei c h -
n e t durch einen mit dem ersten Ausgangsfilter (25,
27) verbundenen zweiten Ausgangsfilter (31, 33), und durch einen zweiten, mit dem zweiten Ausgangsfilter, verbundenen
Vergleicher (35), der die am Ausgang des zweiten Filters gemessene Spannung mit einer zweiten Referenzspannung
vergleicht und an seinem Ausgang ein Fehlersignal erzeugt, das die erste Referenzspannung für den
ersten Vergleicher (21) bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Vergleicher
(21) ein Triggersignal erzeugt, wenn der Pegel der gemessenen Spannung kleiner als der Pegel der ersten Referenzspannung
ist, und daß der Pulsbreiten-Modulatör
(19) die Breite der primären Impulse dadurch steuert,
daß er die Schaltvorrichtung (14, 18) bei Empfang des Triggersignals einschaltet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Vergleicher
(21) ein Triggersignal erzeugt, wenn der Pegel der gemessenen Spannung den Pegel der ersten Referenzspannung
überschreitet, -und daß der Pulsbreiten-Modulator (19) die Breite der primären Impulse dadurch steuert,
daß er bei Empfang des Triggersignals die Schaltvorrichtung (14, 16) ausschaltet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-
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k ennzeichnet, daß die Stabilisiereinrichtung
(22) eine Stabilisierungsspannung mit parabolischer Kurvenform erzeugt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Stabilisiereinrichtung
(22) eine Stabilisierspannung mit einen
Abschnitt einer Sinuskurve bildender Kurvenform erzeugt.
Abschnitt einer Sinuskurve bildender Kurvenform erzeugt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisiereinrichtung
(22) eine Stabilisierspannung mit linearer Rampenform erzeugt.
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Lee rsfe i t
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US407399A US3909695A (en) | 1973-10-17 | 1973-10-17 | Regulation and stabilization in a switching power supply |
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DE2442570A1 true DE2442570A1 (de) | 1975-04-30 |
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