DE1267751B

DE1267751B - Stabilisierter Gleichspannungswandler

Info

Publication number: DE1267751B
Application number: DE19631267751
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joel Korn
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1963-07-09
Filing date: 1963-07-09
Publication date: 1968-05-09

Description

Stabilisierter Gleichspannungswandler Zusatz zum Patent: 1230119 Das Hauptpatent betrifft einen stabilisierten Gleichspannungswandler, bei dem der für die Transformation erforderliche Wechselstrom durch Umschaltung der Gleichspannung mittels durch einen selbstschwingenden Steuergenerator fremderregter Schalttransistoren erzeugt wird, bei dem in Abhängigkeit von der durch Gleichrichtung der transformierten Wechselspannung erzeugten Ausgangsspannung eine spannungsempfindliche bistabile Kippstufe derart gesteuert wird, daß sie beim Überschreiten des festgesetzten Sollwertes der Ausgangsspannung von ihrem ersten in ihren zweiten stabilen Zustand kippt und beim Unterschreiten des Sollwertes in den ersten stabilen Zustand zurückkippt und bei dem die spannungsempfindliche Kippstufe ihrerseits Torschaltungen zur Beeinflussung des Wandlers im Sinne einer dem Sollwert entsprechenden Ausgangsspannung steuert, indem durch die Torschaltungen während der Dauer des zweiten stabilen Zustandes der bistabilen Kippstufe die Fremdsteuerung der Schalttransistoren und damit die Leistungsumsetzung des Wandlers unterbunden und während der Dauer des ersten stabilen Zustandes freigegeben ist.
Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatents.
Im Hauptpatent wird die Stabilisierung von Gleichspannungswandlern beschrieben, bei denen für die Erzeugung des transformierbaren Wechselstromes ein Gegentakt-Durchflußwandler mit zwei Schalttransistoren angewendet wird. Vorzugsweise für die Umsetzung verhältnismäßig kleiner Leistungen kann aber auch ein Eintakt-Sperrwandler mit nur einem Schalttransistor die Aufgabe der Wechselrichtung erfüllen. Es genügt daher ein Transformator mit verminderter Windungszahl und ohne Mittelanzapfung auf der Primärseite.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird ein Eintakt-Sperrwandler angewendet, der in einer der Anordnung des Hauptpatents entsprechenden Weise durch einen Multivibrator fremderregt und durch Steuerung des Multivibrators stabilisiert wird. Es wird dabei in vorteilhafter Weise ein gegenüber der Anordnung des Durchflußwandlers leichteres Anschwingen des fremderregenden Multivibrators erreicht, sobald die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers unterhalb ihrer Sollspannung liegende Werte annimmt.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Betrieb des Gleichspannungswandlers als Eintakt-Sperrwandler unter Verwendung eines einzigen Schalttransistors die Ein- und Ausschaltung des als Steuergenerator dienenden, mit zwei Transistoren aufgebauten astabilen Multivibrators durch Anlegen von Sperrpotential über eine Gleichrichterstrecke an die Steuerelektrode des einen Transistors des Multivibrators erfolgt, während die Steuerspannung für den Schalttransistor von der Kollektorelektrode des anderen Transistors des Multivibrators abgenommen wird.
Die Erfindung wird an dem Schaltbild erläutert. Von der am Belastungswiderstand RB anliegenden Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers wird ein Teil über den aus den Widerständen R1 und R2 bestehenden Spannungsteiler abgegriffen und in bekannter Weise in der aus dem Transistor Ts 4 bestehenden Vergleichsstufe mit einer durch die Schwellwertdiode Z bestimmten Vergleichsspannung verglichen. Die Vergleichsstufe verstärkt die Differenz der beiden Spannungen unter Phasenumkehr, d. h., bei einer Erhöhung der Ausgangsspannung über den Sollwert entsteht an der Kollektorelektrode eine Spannungserniedrigung, die die aus den Transistoren Ts 5 und Ts 6 gebildete spannnungsempfindliche Kippstufe in ihren Abschaltezustand, in dem der Transistor Ts 5 leitend ist, umkippen läßt. In diesem Zustand liegt über die Diode D Sperrpotential an der Basiselektrode Ts 3, der zusammen mit dem Transistor Ts 2 den als Steuergenerator dienenden astabilen Multivibrator bildet. Durch das anliegende Sperrpotential werden die Schwingungen des Steuergenerators in bekannter Weise unterbunden, wobei der Transistor Ts2 leitet, so daß dessen Kollektorpotential niedrig ist und die Aufrechterhaltung eines Stromflusses durch den Transistor Ts 1 und damit durch die Primärwicklung des Transformators Tr verhindert.
Wird jedoch der Sollwert der Ausgangsspannung am Belastungswiderstand RB unterschritten, so wird der astabile Multivibrator Ts2, Ts3 freigegeben, so daß seine Schwingungen sofort wieder einsetzen und den Schalttransistor Tsl periodisch leitend machen und sperren.
Die Betriebsspannung U2 der Vergleichsstufe und der spannungsempfindlichen Kippstufe muß . größer sein als die des astabilen Multivibrators, andernfalls ist eine sichere Sperrung des letzteren nicht möglich. Es wird daher von der besonderen Sekundärwicklung W2 des Wandlertransformators Tr nach Gleichrichtung eine getrennte Betriebsspannung Uz abgenommen. Beim Einschalten des Wandlers fehlt zunächst die Spannnung U2, und es sind die Vergleichsstufe und die spannungsempfindliche Kippstufe nicht betriebsfähig. Hierdurch wird das Anschwingen des Wandlers nicht beeinträchtigt. Erst wenn die Ausgangsspannung einen bestimmten Wert erreicht hat, können diese Stufen in Funktion treten.

Claims

Patentanspruch: Stabilisierter Gleichspannungswandler, bei dem der für die Transformation erforderliche Wechselstrom durch Umschaltung der Gleichspannung mittels durch einen selbstschwingenden Steuergenerator fremderregter Schalttransistoren erzeugt wird, bei dem in Abhängigkeit von der durch Gleichrichtung der transformierten Wechselspannung erzeugten Ausgangsspannung eine spannungsempfindliche bistabile Kippstufe derart gesteuert wird, daß sie beim überschreiten des festgesetzten Sollwertes der Ausgangsspannung von ihrem ersten in ihren zweiten stabilen Zustand kippt und beim Unterschreiten des Sollwertes in den ersten stabilen Zustand zurückkippt, und bei dem die spannungsempfindliche Kippstufe ihrerseits Torschaltungen zur Beeinflussung des Wandlers im Sinne einer dem Sollwert entsprechenden Ausgangsspannung steuert, indem durch die Torschaltungen während der Dauer des zweiten stabilen Zustandes der bistabilenKippstufe die Fremdsteuerung der Schalttransistoren und damit die Leistungsumsetzung des Wandlers unterbunden und während der Dauer des ersten stabilen Zustandes freigegeben ist, nachPatent1230119, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betrieb des Gleichspannungswandlers als Eintakt-Sperrwandler unter Verwendung eines einzigen Schalttransistors die Ein- und Ausschaltung des als Steuergenerator dienenden, mit zwei Transistoren (Ts 2, Ts 3) aufgebauten astabilen Multivibrators durch Anlegen von Sperrpotential über eine Gleichrichterstrecke (D) an die Steuerelektrode des einen Transistors (Ts 3) des Multivibrators erfolgt, während die Steuerspannung für den Schalttransistor(Ts1) von derKollektorelektrode des anderen Transistors (Ts 2) des Multivibrators abgenommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 959 726; Elektronik, 1958, Nr.11, S. 349, und 1962, Nr.7, S.195; Electronic Engineering, Dezember 1960, S.758 bis 761; Automatik, Juni 1962, S. 236.