DE1413305C

DE1413305C - Transistorized DC voltage converter

Info

Publication number: DE1413305C
Authority: DE
Inventors: Curt Gunnar Bromma Svensson (Schweden)
Original assignee: International Standard Electric Corp , New York, NY (V St A )
Publication date: 1971-05-06

Description

ι ² ι ²

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichspan- hälfte und einer über einen Brückengleichrichter undThe invention relates to a DC half and one via a bridge rectifier and

nungswandler mit Transistoren. einen Glättungskondensator die Ausgangsgleichspan-voltage converter with transistors. a smoothing capacitor, the output DC voltage

Die Umwandlung von Gleichspannungen durch nung liefernden Sekundärwicklung und ist dadurch Transistoren wird mit Hilfe von Leistungsschwing- gekennzeichnet, daß der Kondensator und der Widerkreisen durchgeführt. Es ist bekannt, Schwingungen 5 stand jedes i?C-Gliedes in Reihe geschaltet sind und dadurch zu erhalten, daß über eine Transformator- daß Emitter und Basis eines jeden Transistors durch wicklung ein Transistor rückgekoppelt wird. Um je eine Diode so überbrückt sind, daß die Sperricheinen solchen Oszillator zum Schwingen zu bringen, tung der Dioden der Sperrichtung der Emitter-Basismuß an den Transistor eine starre Vorspannung an- Strecke entgegengesetzt ist, wobei als Starthilfe ein gelegt werden. Leistungswandler werden jedoch io weiterer Widerstand zwischen die Basis des einen häufig im Augenblick des Schwingungseinsatzes ziem- Transistors und den negativen Pol der Gleichspanlich hoch dadurch belastet, daß der zu dem Wandler nungsqualle geschaltet ist.The conversion of DC voltages through voltage supplying secondary winding and is thereby Transistors is characterized with the help of power oscillating that the capacitor and the counter-circuit accomplished. It is known that each i? C element is connected in series and oscillates 5 stand by having a transformer that emitter and base of each transistor through winding a transistor is fed back. To each one diode are bridged in such a way that the blocking points To make such an oscillator vibrate, the diodes of the reverse direction of the emitter base must on the transistor a rigid bias is opposite to the stretch, with a starting aid be placed. However, power converters will add more resistance between the base of the one often at the moment of the beginning of the oscillation ziem- transistor and the negative pole of the same voltage highly burdened by the fact that the voltage jellyfish is connected to the converter.

gehörende Glättungskondensator noch nicht geladen Im folgenden soll der Gleichspannungswandler ge-Corresponding smoothing capacitor not yet charged In the following, the DC voltage converter is to be

ist. Dadurch entsteht eine Dämpfung der Rückkopp- maß der Erfindung an Hand der Figur näher beschrie-is. This results in a damping of the feedback measure of the invention described in more detail with reference to the figure.

lung. Es müssen deshalb besondere Vorkehrungen 15 ben werden.lung. Special precautions must therefore be taken.

für den Schwingungseinsatz getroffen werden, die Der Wandler besteht aus zwei in Gegentakt ge-The converter consists of two push-pull

Leistung verbrauchen und somit den Wirkungsgrad schalteten Transistoren Tr und einem Transforma-Consume power and thus the efficiency switched transistors Tr and a transformer

herabsetzen. tor T. Die Kollektoren dieser Transistoren sind an diereduce. tor T. The collectors of these transistors are connected to the

Es sind bereits Gleichspannungswandler mit zwei Primärwicklung des Transformators angeschlossen, in Gegentakt geschalteten Transistoren bekannt, bei ao Zwischen den zusammengeschalteten Emittern und denen die Basis.jedes Transistors mit dem Kollektor dem.Mittelabgriff der Primärwicklung des Transfordes anderen Transistors über ein i?C-Glied rück- mators liegt die Batterie E. Die Transistoren sind gekoppelt ist. Bei einer dieser bekannten Schaltungs- gegenseitig rückgekoppelt durch den Kondensator G anordnungen besteht das /?C-Glied aus der Parallel- in Reihe mit dem Widerstand R. Die Rückkopplung schaltung eines Widerstandes und eines Kondensators. 25 wird dadurch erreicht, daß die Kondensatoren einen Durch diese i?C-Glieder wird die Schwingungs- Weg zwischen dem Kollektor des einen und der Basis frequenz des Gleichspannungswandlers bestimmt. des anderen Transistors bilden. Die Kondensatoren Der Kondensator des /?C-Gliedes ist so groß bemes- weisen eine große Kapazität auf, damit eine große sen, daß die Zeitkonstante des i?C-Gliedes groß ist Zeitkonstante im Vergleich zu der Frequenz erzielt im Vergleich zur Oszillatorfrequenz. Ferner ist noch 30 wird. Dadurch wird, während der Transistor geöffnet ein Transformator vorgesehen mit je einer im KoI- ist, ein ziemlich konstanter Basisstrom erzielt. Wenn lektor-Emitter-Kreis jedes Transistors liegenden der Transformator gesättigt ist, fällt die Batteriespan-Primärwicklungshälfte und einer über einen Brücken- nung am Transistor ab, und dieser Vorgang wird sehr gleichrichter und einen Glättungskondensator die schnell zu dem zweiten Transistor übertragen. Wäh-Ausgangsgleichspannung liefernden Sekundärwick- 35 rend dieser Halbwelle entlädt sich der Rückkopplung (»Funk-Technik«, Nr. 6, 1958, S. 197, Bild 1). lungskondensator des ersten Transistors. Die Bedin-There are already DC-DC converters connected with two primary windings of the transformer, push-pull transistors are known, with ao between the interconnected emitters and which the base of each transistor with the collector dem - mators is the battery E. The transistors are coupled. In one of these known circuits, mutually fed back through the capacitor G arrangements, the /? C element consists of the parallel in series with the resistor R. The feedback circuit of a resistor and a capacitor. 25 is achieved in that the capacitors have a through these i? C elements the oscillation path between the collector of one and the base frequency of the DC-DC converter is determined. of the other transistor. The capacitors The capacitor of the /? C element is so large and has a large capacitance that the time constant of the i? C element is large. Time constant compared to the frequency achieved compared to the oscillator frequency. Furthermore is still 30. As a result, while the transistor is open, a transformer is provided, each with one in the KoI-, a fairly constant base current is achieved. When the lektor-emitter circuit of each transistor lying on the transformer is saturated, the battery chip primary winding and one over a bridge on the transistor drops, and this process is very rectified and a smoothing capacitor is quickly transferred to the second transistor. The secondary winding of this half-wave, which delivers DC output voltage, is discharged from the feedback ("Funk-Technik", No. 6, 1958, p. 197, Fig. 1). treatment capacitor of the first transistor. The conditions

Es ist weiter ein Gleichspannungswandler mit in gung, daß der Kondensator den gleichen LadezustandThere is also a DC / DC converter with the possibility that the capacitor has the same state of charge

Gegentakt geschalteten Transistoren bekannt, bei wie zu Beginn annehmen soll, bedeutet, daß derKnown push-pull transistors, as should be assumed at the beginning, means that the

dem die Basis jedes Transistors über die Reihen- gleiche Lade- und Entladewiderstand für den betref-which the base of each transistor has the same charging and discharging resistance for the relevant

schaltung eines Widerstandes und eines Konden- 40 fenden Kondensator notwendig ist. Erfüllt wird dieseconnection of a resistor and a capacitor is necessary. This is fulfilled

sators mit dem Kollektor des anderen Transistors Bedingung durch die Diode D, die zwischen Basissators with the collector of the other transistor condition through the diode D, which is between base

rückgekoppelt ist. Hierbei dient der Widerstand aber und Emitter jedes Transistors eingeschaltet wird. Dieis fed back. Here the resistor is used but and the emitter of each transistor is switched on. the

nur dazu, den Ladestrom zu reduzieren. Die Schwin- Diode ist so gepolt, daß sie umgekehrt wie die Emit-only to reduce the charging current. The polarity of the Schwin diode is such that it is reversed to the emitter

gungsfrequenz wird hier auch durch den Kondensator ter-Basis-Diode des Transistors wirkt. Damit diesupply frequency is here also acts through the capacitor ter-base diode of the transistor. So that

in Verbindung mit einem weiteren Widerstand be- 45 Schwingungen des Oszillators einsetzen können, mußin conjunction with another resistor, the oscillator must be able to start oscillating

stimmt (»Valvo Berichte«, 1957, Bd. III, Heft 3, eine kleine Unsymmetrie zwischen den Transistorentrue ("Valvo Reports", 1957, Vol. III, Issue 3, a small asymmetry between the transistors

S. 135). vorhanden sein, die dadurch erzielt wird, daß ein sehrP. 135). be present, which is achieved by having a very

Es ist weiter eine selbsterregte Transistorgegentakt- kleiner Strom durch den Widerstand R_b an einen schaltung bekannt, bei der zwischen der Basis des Transistor geführt wird. Die Schwingungen des Oszileinen Transistors und dem negativen Pol der Gleich- 50 lators setzen trotz des großen Glättungskondensators Spannungsquelle ein Widerstand als Starthilfe ge- C_gt ein, da im Augenblick des Einsatzes der Rückschaltet ist (britische Patentschrift 766 868). kopplungsweg durch diesen Kondensator in be-There is also a self-excited transistor push-pull small current through the resistor R _b to a circuit known, in which is carried out between the base of the transistor. The vibrations of the Oszileinen transistor and the negative pole of the DC 50 lators put despite the large smoothing capacitor voltage source, a resistor as a starting aid overall _gt an C, since at the moment of use of the return Turns is (British Patent 766,868). coupling path through this capacitor in

Dcr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kannter Weise nicht kurzgeschlossen wird, mit Transistoren arbeitenden Gleichspannungswand- Der Basisstrom kann durch den Widerstand R auf ler der bekannten Art zu schaffen, der einen hohen 55 einen solchen Wert eingestellt werden, daß der Tran-Wirkungsgrad aufweist. Dies wird durch die nach- sistor bei maximaler Last ein Minimum an Spanstchend beschriebene Schaltungsanordnung erreicht. nungsabfall aufweist. .Dcr invention has for its object to provide a known manner is not short-circuited, with transistors operating Gleichspannungswand- The base current can be created by the resistance R on ler of the known type, which are a high 55 is set to such a value that the Tran efficiency has . This is achieved by the after-sistor at maximum load, a minimum of the circuit arrangement described in the chip. has a drop in power consumption. .

Die Erfindung geht aus von einem Gleichspan- Wenn der Brückengleichrichtef L kurzgeschlossen nungswandler, bestehend aus einer Gleichspannungs- wird, setzen die Oszillatorschwingungen aus und die quelle, einem Oszillator mit zwei in Gegentakt ge- 60 Transistoren sperren selbst, und zwar dadurch, daß schalteten Transistoren, die durch Verbindung der die Rückkopplungskondensatoren auf das Potential Basis jeweils eines Transistors mit dem Kollektor des der Gleichspannungsquelle aufgeladen werden. Die anderen Transistors über je ein /?C-Glied gegenseitig Schwingungen des Oszillators setzen wieder ein, wenn rückgekoppelt sind, dessen Kondensator so groß be- der Kurzschluß beendet ist. Dadurch werden der messen ist, daß die Zeitkonstante des /?C-Gliedes 65 Brückcngleichrichter und die Last auf der Sekundärgroß ist im Vergleich zur Oszillatorfrcquenz, einem seite gegen Beschädigungen geschützt. Transformator mit je einer in dem Kollektor-Emitter- Durch die Schaltungsanordnung gemäß der Erfin-Kreis jedes Transistors liegenden Primärwicklungs- dung wird ein wesentlich höherer Gesamtwirkungs-The invention relates to a DC-If the Brückengleichrichtef L shorted voltage transformer consisting is of a DC, the oscillator oscillations set and the source, an oscillator with two push-pull overall 60 transistors terminate themselves, and in that on transistors that are charged by connecting the feedback capacitors to the potential base of each transistor with the collector of the DC voltage source. The other transistors, each via a / C-element, mutually oscillate the oscillator again when the feedback is provided whose capacitor is so large that the short circuit has ended. This means that the time constant of the /? C element 65 bridge rectifier and the load on the secondary large compared to the oscillator frequency is protected against damage on the one hand. Transformer with a primary winding in each collector-emitter.

grad erzielt, nämlich 80 bis 85%, gegenüber 70% bei der bekannten Schaltungsanordnung.degree achieved, namely 80 to 85%, compared to 70% in the known circuit arrangement.

Patentschutz wird nur für die Gesamtheit der Merkmale im Patentanspruch begehrt; Elementenschutz ist ausgeschlossen.Patent protection is only sought for the entirety of the features in the patent claim; Element protection is excluded.

Claims

Claim:

DC voltage converter, consisting of a DC voltage source, an oscillator with two push-pull transistors that are made by connecting the base of one transistor are mutually fed back to the collector of the other transistor via an ÄC element each, whose capacitor is dimensioned so large that the time constant of the ÄC element is large in comparison

equal to the oscillator frequency, a transformer with one in each collector-emitter circuit of the transistor lying primary winding half and one via a bridge rectifier and a smoothing capacitor the secondary winding supplying the DC output voltage, characterized in that the capacitor and resistor of each /? C element are connected in series and that the emitter and base of each transistor by a diode each are bridged in such a way that the reverse direction of the diodes corresponds to the reverse direction of the emitter-base path is opposite, with a further resistance between the base of the one as a jump start Transistor and the negative pole of the DC voltage source is connected.

1 sheet of drawings