POWER SUPPLY DEVICE

Abstract: 1. A power supply arrangement comprising a current path, a filter section (C1) with a choke (Dr) included in the output circuit, the arrangement also comprising a control and regulating circuit (RST), characterized in that the choke (Dr) is provided with an additional winding (W12) and a rectifier for generating a supply voltage (U3) for the control and regulating arrangement (RST) and that the rectifier (D3) conducts during the conducting state of the switching transistor.

Description: Stromversorgungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung gemäss dem Oberbegriff. Eine derartige Stromversorgungseinrichtung ist aus Valvo, "Tech- nische Informationen für die Industrie", 770415, April 1977, Seite 8, Bild 16, bekannt. Die dort gezeigte Schaltungseinrichtung weist im Ausgangskreis einen Stromwandler auf, mit dem eine Steuergrösse für die Regelschaltung abgeleitet wird, die aber ihrerseits eine eigene Stromversorgung aufweist. Aus der Zeitschrift "Elektronik" 1961, Nr. 6, Seite 177, Bild 5, ist es bekannt, bei einer nach dem Zweipunkt-Regelprinzip arbeitenden Stromversorgungs- schaltung mittels einer auf der Drossel des Siebgliedes aufgebrachten zusätzlichen Wicklung eine Rückkopplungsspannung für die Ansteuerschaltung des Schalttransistors zu gewinnen. Ein Durchflusswandler hat nur eine verhältnismässig geringe Verlustleistung und benötigt, da er bei hohen Frequenzen von z.B. 70 kHz betrieben werden kann, Transformatoren von nur geringem Bauvolumen und geringem Gewicht im Vergleich zu eInem bei Netzfrequenz betriebenen Transformator. Der Transfor mater erlaubt eine zuverlässige galvanische Tren nung zwischen dem Primärkreis und dem Ausgangskreis, was oft erwünscht ist. Zum Betrieb des Durchflusswandlers ist ein Oszillator erforderlich, der einen Schalter im Primärkreis mit Impulsen ansteuert Zur Regelung der Ausgangsspannung wird die breite dieser Impulse abhängig von den Spannungswerten am Ausgang des Ausgangskreises gesteuert. Hierzu ist eine Regeleinrichtung erforderlich. Die Regel- und Steuereinrichtungen sind unmittelbar mit dem Ausgangskreis verbunden, die gegebenen falls erforderliche galvanische Trennung gegen über dem Schalter im Primärkreis kann z.B. da- durch erreicht werden, dass die Steuerimpulse über einen Transformator übertragen werden. Zum Betrieb der im Ausgangskreis angeordneten Reael-, Steuer- und Überwachungsschaltungen sind Versorgungsspannungen; erforderlich. Es ist wünschenswert, dass auch diese Spannungen vom Primärkreis galvanisch getrennt sind. Sie müssen im zulässigen Eingangsspannungsbereich sowie im zulässigen Ausgangsspannungsbereich sicher vorhanden sein. Ist die Stromversorgungseinrichtung aus einer Gleichspannungsquelle gespeist, kann man zur Erzeugung einer solchen Versorgungsspannung einen Hilfswandler benutzen, dessen Transformator für die erwünschte galvanische Trennung sorgt. Störend sind jedoch der nötige Aufwand für die Steuereinrichtung dieses Hilfswandlers, der hierfür nötige Platzbedarf und die durch die zusätzlichen Einrichtungen verursachten Verluste. Ausserdem können derartige Hilfswandler Störungen im Eingangskreis der Stromversorgungseinrichtung verursachen. Bei Speisung aus einem Wechselspannungsnetz kann man zur Erzeugung einer Versorgungsspannung einen cn der Eingangsspannung angeschlossenen Hilfstrans- formator benutzen. Da dieser Hilfstransformator dann eine Spannung mit einer Frequenz von etwa 50 Hz übertragen muss ergibt sich selbst bei geringer Belastung ein beachtliches Volumen für den Hilfstransformator. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Versorgungsspannung für die Steuer- und Regelschaltung mit einfachen Mitteln bei geringem Platzbedarf zu erzeugen. Die Verluste sollen möglichst gering sein. Diese Aufgabe wird bei einer Stromversorgungseinrichtung nach dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mit einem Eintaktdurchflusswandler näher erläutert. Die Stromversorgungseinrichtung wird von der Eingangsspannung Ul gespeist. Im Primärkreis mit der Wicklung Wl des Wandlertransformators Tr liegt der Schalttransistor T, der von einem nicht näher dargestellten Oszillator angesteuert wird. Im Ausgangskreis liegen an der Wicklung W2 des Wandlertransformators Tr der Gleichrichter Dl und die Freilaufdiode D2 sowie ein Siebglied mit der Drossel Dr und dem Kondensator Cl. Am Kondensator Cl ist die Ausgangsspannung U2 abnehmbar. Der Widerstand R stellt den Lastwiderstand dar. Die Drossel Dr weist eine zweite Wicklung W12 auf, an welcher eine Diode D3 und ein Kondensator C2 angeschlossen sind. Am Kondensator C2 liegt eine Spannung U3 r die als Versorgungsspannung der nicht näher dargestellten Regel- und Steuereinheit RST zugeführt wird. Durch die ge- strichelt gezeichnete Verbindungslinie zwischen dieser Einheit RST und dem Schalttransistor T ist angedeutet, dass dieser Schalttransistor von der Einheit RST angesteuert wird. Es wird eine Impulsbreitensteuerung angewandt. Über die Lei tunq L ist die Regel- und Steuereinheit RST mit der Ausgangsspannung U2 verbunden. In der Einheit RST wird der Wert der Ausgangsspannung U2 mit einer Referenzspannung verglichen und abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs wird die Impulsbreite der Steuerimpulse für den Schalttransistor T bemessen. Während der Leitphase des Schalttransistors T liegt in etwa die Spannung Ul an der Wicklung Wl des Wandlertransformators Tr. An der Wicklung W2 des Wandlertransformators Tr liegt die transformierte Spannung, sie treibt über die Diode Dl und die Wicklung Wll der Drossel Dr einen Strom in den Kondensator Cl sowie in den Lastwiderstand R. Während der Leitphase des Schalttransistors T liegt an den WicklungsarlfGngen der Wicklungen Wll und W12 der Drossel Dr positives Potential gegenüber den Wicklungsenden. Die Wicklungsanfänge sind in der Figur mit einem punkt gekennzeichnet. Während dieser Phase wird auch Energie von der Drossel Dr aufgenommen. In dieser Phase wird über die Wicklung W12 der Drossel Dr eine Spannung gewonnen, die über die Diode D3 der Re el- und Steuereinheit RST zugeführt wird. Während der Sperrphase des Schalttransistors T wira die Energieübertragung über den Wandlertransformator Tr unterbrochen. Jetzt polt sich die Spannung an der Drossel Dr um und gibt die während der Leitphase des Schalttransistors T eingespeicherte Energie über die Freilaufdiode D2 an den Ausgang ab. Die Diode D3 ist während der Sperrphase des Schalttransistors T gesperrt. Auch bei einem Kurzschluss am Ausgang ist gewährleistet, dass die Versorgungsspannung zur Verfügung steht. In diesem Fall entfällt die Spannung U2 und damit steht die gesamte Spannung der Wicklung W2 des Wandlertransformators Tr an der Wicklung Wll der Drossel Dr. Während des Kurzschlusses wird der Schalttransistor T mittels des Reglers auf kurze Leitphasen gesteuert (z.B. 1 ... 2 pos), um die Energieübertragung auf den Ausgang zu begrenzen. Dadurch, dass nun jedoch die gesamte Ausgangsspannung des Wandlertransformators Tr an der Drossel Dr liest, wird bewirkt, dass die Versorgungsspannung auch während dieser kurzen Leitphase des Schalttransistors T sicher erzeugt wird. Dieser Zusammenhang wirkt sich auch vorteilhaft beim Einschalten der Stromversorgungseinrichtung aus, da unmittelbar nach dem Einschalten die Spannung U2 am Kondensator Cl Null Volt beträgt. Damit wird ein schneller Aufbau der Versorgungsspannung t13 sichergestellt.

Claims: Patentanspruch Stromversorgungseinrichtung mit einem Durchfluss w-andler, einem Siebglied mit einer Drossel im Ausgangskreis sowie mit einer Steuer- und Regelschaltung, dadurch qekennzeichnet/ dass auf der Drossel (Dr) eine zusätzliche Wicklung (W 12-) zur Erzeugu:r. einer Versorgungsspannung (U3) für die Steuer- und Regelschaltung (RST) vorgesehen ist

Inventors: KRAHL, BURGHARD, ING.GRAD.
Applicants: FELTEN & GUILLEAUME FERNMELDEANLAGEN GMBH
Application year: 1982
Main classification: H02M3
IPC codes: H02M3