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Dokumentenidentifikation DE3635789C2 28.10.1993
Titel Schaltregler mit einem selbstschwingenden Sperrwandler
Anmelder Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Hata, Yoshitaka, Higashi-Murayama, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Behn, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 82343 Pöcking
DE-Anmeldedatum 21.10.1986
DE-Aktenzeichen 3635789
Offenlegungstag 30.04.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.10.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.10.1993
IPC-Hauptklasse H02H 7/12
IPC-Nebenklasse H02M 3/24   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Schaltregler mit einem selbstschwingenden Sperrwandler mit einem Transformator mit einer Primärwicklung und einer mit einer neutralen Mittelanzapfung versehenen Sekundärwicklung.

Aus der JP 55 34885 (A) ist ein selbstschwingender Sperrwandler bekannt. Dort werden Änderungen der Eingangsspannung während der Flußphase des Schalttransistors sekundärseitig über eine zusätzliche, entsprechend gepolte Diode erfaßt und einem aus der Ausgangsspannung gewonnenen Fehlersignal überlagert. Dieses Fehlersignal wird mit einem primärseitigen Stromsignal verglichen, so daß letztendlich eine Kompensation von Änderungen der Eingangsspannung erreicht wird.

Aus JP 59 59078 (A) ist ebenfalls ein selbstschwingender Sperrwandler bekannt. Bei diesem Sperrwandler ist eine zusätzliche Sekundärwicklung vorgesehen, mit der während der Flußphase des Schaltwandlers über eine Diode und einen Glättungskondensator eine zur Eingangsspannung proportionale Hilfsspannung für die Regelung des Sperrwandlers erzeugt wird.

Aus CA-PS 1 075 820 ist es an sich bekannt, ein Absinken bzw. Unterbrechung einer Eingangswechselspannung auf der Sekundärseite eines Transformators zu erfassen und ein Fehlersignal für nachgeordnete Verbraucher zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem allgemein bekannten selbstschwingenden Sperrwandler, der zwei entgegengesetzt gepolte Ausgangsgleichspannungen erzeugt, ein unzulässiges Absinken der Eingangsspannung mit einfachen Mitteln sekundärseitig ohne galvanische Verbindung mit der Primärseite des Sperrwandlers festzustellen und daraus ein Ausfallsignal für nachgeschaltete Verbraucher zu gewinnen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer ein unzulässiges Absinken der Eingangsspannung der Eingangsspannung des Schaltreglers des selbstschwingenden Sperrwandlers anzeigenden Schaltung, wobei diese Schaltung einen Transistor enthält, dessen Emitter an die Mittelanzapfung angeschlossen ist, dessen Basis mit einer die eine beiden Ausgangsspannungen der Sekundärwicklung darstellenden Gleichspannung, die während der Flußphase des Sperrwandlers durch Spitzenwertgleichrichtung gewonnen wird, über eine Konstantspannungsschaltung gespeist ist und dessen Kollektor mit der aus der anderen der beiden Ausgangsspannungen gewonnenen Ausgangsgleichspannung über einen Fotokoppler gespeist ist, so daß der Transistor ausgeschaltet wird, wenn die Spannung an der Basis eine durch die Konstantspannungsschaltung bestimmte Spannung unterschreitet und dadurch der Fotokoppler zur Anzeige des Absinkens der Eingangsspannung ausgeschaltet wird.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen allgemein bekannten selbstschwingenden Sperrwandler mit einer üblichen Meßschaltung zur Feststellung einer unzulässigen Änderung der Ausgangsspannung,

Fig. 2 Spannungs- und Stromdiagramme des Sperrwandlers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 den Zusammenhang zwischen Ein- und Ausgangsspannung und die Festlegung des Spannungspegels für die unzulässige Änderung beim Sperrwandler gemäß Fig. 1,

Fig. 4 ein allgemeines Diagramm zu den Beziehungen zwischen Eingangsspannung, in der Flußphase eines Sperrwandlers erzeugter sekundärseitiger Spannung und Ausgangsspannung,

Fig. 5 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.

Fig. 1 zeigt mit den Komponenten 1 bis 7 und den eingezeichneten Größen Vin, Ic, V&sub3; und Vout einen allgemein bekannten selbstschwingenden Sperrwandler, dessen Funktionsweise keiner näheren Erläuterung bedarf.

Fig. 2 zeigt zugehörige Strom- und Spannungsdiagramme. Mit der Serienschaltung einer Zenerdiode 10 und zweier Widerstände 13 und 14, die zwischen den Ausgangsanschlüssen des Sperrwandlers liegt, können unzulässige Werte der Ausgangsspannung erfaßt werden. Dazu liegt zum Widerstand 14 die Basis-Emitterstrecke eines Transistors 12 parallel.

In Fig. 3 ist eine Kurve dargestellt, welche die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung Vout und der Eingangsspannung Vin zeigt. Die oben erwähnte Serienschaltung zur Bestimmung der unzulässigen Spannungsbedingung arbeitet, um einen abnormalen Abfall unter einen Pegel B der Eingangsspannung Vin aufgrund der Tatsache festzustellen, daß die Ausgangsspannung Vout unzulässig unter einem Pegel A abgesunken ist.

Die bekannte Meßschaltung (Fig. 1) zur Feststellung einer unzulässigen Spannungsbedingung kann aber die Unzulässigkeit einer Ausgangsspannung, die erhalten wird, wenn die Eingangsspannung Vin sich zwischen den Punkten B und C in Fig. 3 befindet, nicht feststellen. Infolgedessen wird die Ausgangsspannung kontinuierlich an ein angeschlossenes System geliefert, während diese sich in einem unzulässigen Zustand zwischen diesen Punkten befindet, was dazu führen kann, daß die Operation des Systems abnormal wird. Um zu ermöglichen, daß die Punkte B und C nahe beieinander liegen, ist es erforderlich, daß der Pegel A veranlaßt wird, sich dem normalen Wert der Ausgangsspannung zu nähern. In dem Fall jedoch, in welchem der Pegel A veranlaßt wird, sich dem normalen Wert zu nähern, wird, wenn die Spannung Vout aus irgendeinem Grunde leicht erniedrigt wird, die abnormale Bedingung festgestellt, und zwar auch dann, wenn eine normale Eingangsspannung, wie sie durch Vin » C erhalten werden könnte. Infolgedessen ist es erforderlich, den Pegel A auf einen Wert einzustellen, der um ein gewisses Maß unterhalb dem normalen Wert liegt.

Fig. 5 zeigt die Sekundärseite eines allgemein bekannten Sperrwandlers zur Erzeugung einer positiven Vout A und einer negativen Vout B Ausgangsspannung. Dazu ist eine Sekundärwicklung mit Dioden 3, 3a und Kondensatoren 7, 7a beschaltet und eine Mittelanzapfung bildet den neutralen d. h. Massenanschluß.

Die erfindungsgemäße Meßschaltung nutzt nun die bekannte Tatsache, daß bei einem Sperrwandler während der Leit- bzw Flußphase des primärseitigen Schaltelements 1 (Fig. 1) an der Sekundärwicklung N&sub2; eine zur Eingangsspannung proportionale Spannung VX erzeugt wird (vergl. Fig. 4).

Diese Spannung VX wird über eine an den "negativen" Anschluß der Wicklung N&sub2; angeschlossene Diode 8 und einen nachgeschalteten, mit dem neutralen Anschluß verbundenen Kondensator 9 gleichgerichtet und geglättet. Parallel zu dem Kondensator 9 liegt die Reihenschaltung einer Konstantspannungsschaltung, die aus einer Zenerdiode 10 und einem Widerstand 24 besteht, und der Basis-Emitter-Strecke eines Transistors 26. Der Kollektor dieses Transistors ist über einen Widerstand 25 und die Leuchtdiode eines Fotokopplers 27 mit dem Anschluß für die positive Ausgangsspannung Vout A verbunden.

Die Leuchtdiode ist eingeschaltet, solange die Eingangsspannung und damit die dazu proportionale Spannung VX im zulässigen Bereich liegt. Unterschreitet die die Spannung VX den durch die Zenerdiode 10 vorgegebenen Wert, erlischt die Leuchtdiode und signalisiert einen unzulässigen Zustand.


Anspruch[de]
  1. Schaltregler mit einem selbstschwingenden Sperrwandler mit einem Transformator (4) mit einer Primärwicklung (N1) und einer mit einer neutralen Mittelanzapfung sowie zwei Ausgangsspannungen liefernden Ausgangsklemmen versehenen Sekundärwicklung (N2), wobei zwischen die Enden der Sekundärwicklung (N2) und die Ausgangsklemmen je eine Diode (3, 3a) so eingeschaltet ist, daß zwischen den Ausgangsklemmen und der Mittelanzapfung je eine positive und eine negative Ausgangsspannung erzeugt wird, mit je einem Kondensator (7, 7a) zwischen einer Ausgangsklemme und der Mittelanzapfung und mit einer ein unzulässiges Absinken der Eingangsspannung des Schaltreglers des selbstschwingenden Sperrwandlers anzeigenden Schaltung, wobei diese Schaltung einen Transistor (26) enthält, dessen Emitter an die Mittelanzapfung angeschlossen ist, dessen Basis mit einer die eine der beiden Ausgangsspannungen der Sekundärwicklung (N2) darstellenden Gleichspannung, die während der Flußphase des Sperrwandlers durch Spitzenwertgleichrichtung gewonnen wird, über eine Konstantspannungsschaltung (10, 24) gespeist ist und dessen Kollektor mit der aus der anderen der beiden Ausgangsspannungen gewonnenen Ausgangsgleichspannung über einen Fotokoppler (27) gespeist ist, so daß der Transistor (26) ausgeschaltet wird, wenn die Spannung an der Basis eine durch die Konstantspannungsschaltung (10, 24) bestimmte Spannung unterschreitet und dadurch der Fotokoppler (27) zur Anzeige des Absinkens der Eingangsspannung ausgeschaltet wird.






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