DE2345073C3

DE2345073C3 - Netzgerät

Info

Publication number: DE2345073C3
Application number: DE2345073A
Authority: DE
Inventors: Fumio Yokohama Kanagawa Otaki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-09-07
Filing date: 1973-09-06
Publication date: 1985-10-24
Also published as: FR2199226B1; GB1440240A; NL179017B; FR2199226A1; NL179017C; DE2345073B2; NL7312398A; DE2345073A1; IT993171B; CA981747A; US3873846A

Description

Die Erfindung betrifft ein Netzgerät entsprechend -to dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (GB-PS 12 82 159).

Es sind Netzgeräte bekannt die wahlweise an ein übliches Wechselstromnetz oder an eine Gleichstromquelle anschließbar sind (DE-OS 16 38 457, 2027 405). Bei Anschluß an ein Wechselstromnetz wird dabei die Wechselspannung über einen Transformator auf den gewünschten, regelmäßig niedrigeren Spannungswert transformiert und dann gleichgerichtet Bei Anschluß an eine Gleichstromquelle wird dagegen die Gleichspannung im allgemeinen unmittelbar dem Verbraucher zu- geführt Derartige einfache Netzgeräte sind daher nicht brauchbar, wenn der Gleichstromverbraucher eine höhere Gleichspannung benötigt als sie die Gleichstromquelle liefert

Wird bei Speisung durch eine Wechselstromquelle die Wechselspannung mit Netzfrequenz dem Transformator direkt zugeführt (vgl. Funkschau, 1967, H. 20, S. 650, Bild 7), so erhält der Transformator unerwünscht große Abmessungen.

Man hat aus diesem Grunde daher auch schon ein Netzgerät der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art (GB-PS 12 82 159) entwickelt bei dem die Wechselspannung von Netzfrequenz zunächst über einen Gleichrichter in Gleichspannung und dann über einen Wechselrichter in eine Wechselspannung höherer Frequenz umge.Ormt wird. Der Transformator kann in diesem Falle wesentlich kleiner dimensioniert werden.

Bei diesem Netzgerät wird bei Anschluß an eine

Gleichstromquelle die Gleichspannung zunächst durch den auch bsi Wechselstromspeisung verwendeten Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt dann durch den Transformator auf die gewünschte Spannung transformiert und schließlich erneut durch einen Gleichrichter in Gleichspannung umgeformt Um den Wechselrichter an die Spannung des Wechselstromnetzes anzupassen, ist auf der Eingangsseite ein zusätzlicher Anpaßtransformator von Netzfrequenz vorgesehea Seine Verwendung bedingt durch die notwendige Auslegung auf Netzfrequenz ein erhebliches Gewicht des Netzgerätes.

Zum Stand der Technik (DE-OS 20 13 645) gehört ferner ein Netzgerät (ohne Konstanthaltung der Ausgangsspannung), bei dem zwei gesonderte Transistor-Wechselrichter auf einen gemeinsamen Ausgangstransformator arbeiten. Hierbei wird das Problem der Spannungsanpassung derart gelöst daß beide Transistor-Wechselrichter bei hoher Eingangswechselspannung in Reihe und bei niedriger Eingangsgleichspannung parallel arbeiten, wobei die Umschaltung der beiden Transistor-Wechselrichter mittels eines mehrpoligen Umschalters erfolgt

Bei dieser Ausführung müssen beide Transistor-Wechselrichter für die halbe maximale Spannung und den halben maximalen Strom bemessen werden, was einen umso größeren Aufwand darstellt je mehr sich die relativ hohe Eingangswechselspannung und die relativ niedrige Eingangsgleichspannung voneinander unterscheiden. Es erweist sich ferner als schwierig, bei der Umschaltung der beiden Transistor-Wechselrichter durch den mehrpoligen Umschalter eine exakt gleiche Strom bzw. Spannungsverteilung auf die beiden Transistor-Wechselrichter zu erreichen. Erfolgt beispielsweise aufgrund einer kleinen Ungenauigkeit der Kontaktjustierung die Strom- bzw. Spannungsverteilung auf die beiden Transistor-Wechselrichter nicht genau gleichzeitig, so muß die hohe Spannung ir.y. der hohe Strom kurzzeitig von einem der beiden Transistor-Wechselrichter aufgenommen werden. Um eine dadurch bedingte Überlastung zu vermeiden, müssen die Transistor-Wechselrichter entsprechend groß bemessen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Gewicht eines nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ausgebildeten Netzgerätes zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch den unmittelbaren Anschluß des Gleichrichters an das Wechselstromnetz entfällt ein für Netzfrequenz ausgelegter Anpaßtransformator. Vorteilhaft ist ferner, daß jeder der beiden Halbleiter-Wechselrichter nur für eine Betriebsart (d. h. entweder für die relativ hohe Wechselspannung oder für die relativ niedrige Gleichspannung) bemessen werden muß. Da in jeder Betriebsart nur ein Halbleiter-Wechselrichter eingeschaltet ist entfallen auch die durch eine Strom- bzw. Spannungsverteilung auf zwei Halbleiterelemente bedingten, oben erläuterten Probleme.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Erfindung, F i g. 2 eine Ausfuhrungsform der Erfindung,

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in Anwendung auf einen Fernsehempfänger, und

Fig.4A und 4B den Verlauf von Signalen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Netzgeräts der Fjg.3.

JS Es wird nun zunächst das Prinzip der Erfindung

41 anhand der F i g. 1 erläutert, die ein Prinzipschaltbild der Π Erfindung zeigt

• In F i g. 1 ist mit 1 eine Wechselspannungsquelle wie ein kommerzielles Wechselspannungsnetz mit z. B. 120

' Volt bezeichnet Ein Ausgang der Wechselspannungs-

ίy quelle 1 ist über einen Netzschalter 3, einen Gleichrich-

5 terkreis 6 und eine erste Primärwicklung 5ai eines ':^:' Transformators 5 an den Kollektor eines Schalttransi- '■:_: stors 7a angeschlossen, während der andere Ausgang '■■' der Wechselspannungsquelle 1 mit dem Emitter des s Schalttransistors 7a verbunden ist Die positive Elektro-M de einer Gleichspannungsquelle 2, wie einer Batterie mit

z. B. 12 Volt ist über einen Netzschalter 4 und eine ,-■■;■ zweite Primärwicklung 5s2 des Transformators 5 mit

dem Kollektor eines Schalttransistors 7b verbunden, ί während die negative Elektrode der Gleichspannungs-

• ' quelle 2 geerdet und auch mit dem Emitter des .: ϊ Schalttransistors 7b verbunden ist

jÄ Die Primärwickiurig 5s-, und 5si des Transformators 5

sind beide auf den gemeinsamen Kern des Ttansformators 5 gewickelt Seine Sekundärwicklung Sb ist auf den v._: Kern isoliert von der Primärwicklung 5ai gewickelt Ein ^i Ende der Sekundärwicklung ist über einen Gleichrich- ;, terkreis 8 mit einem Ausgangsanschluß 9 verbunden, /. während das andere Ende der Sekundärwicklung 5b |_vv dadurch geerdet ist daß es an das Chassis eines ■Λ elektrischen Gerätes angeschlossen ist an das das \Ά Netzgerät angepaßt ist ;;: Eine an den Ausgangsanschluß 9 abgegebene

6 Gleichspannung wird einem Fehlerverstärker 10 zuge-Ü führt und das von dem Fehlerverstärker 10 erzeugte "■ Fehiersignal wird auf einen Impulsbreitenmodulator H

gegeben. Der Ausgangsimpuls des Impulsbreitenmodula- _i tors 11. der eine hohe Frequenz von z. B. ß,75 kHz hat, .ί; wird über Treibertransformatoren 12a und 12b den *; Transistoren 7a und 7b über deren Basis und Emitter % zugeführt

ν Es wird nun zunächst der Fall beschrieben, wenn die

■/ Wechselspannungsquelle 1 benutzt wird. Wenn der Netzschalter 3 geschlossen bzw. eingeschaltet ist, jedoch der andere Netzschalter 4 geöffnet bzw. _;;? ausgeschaltet ist führt der Schalttransistor 7a seine Schaltfunktion durch. Daher fließt ein Schaltstrom durch die Primärwicklung 5a\ des Transformators 5 und damit wird eine Wechselspannung in der Sekundärwicklung 5b des Transformators 5 induziert Wenn hierbei das Windungsverhältnis der Primär- und der Sekundärwicklung Sa₁ und Sb entsprechend der Amplitude der Wechselspannung der Wechselspannungsquelle 1 riehtig gewähli ist, kann eine vorbestimmte Gleichspannung von z. B. 50 Volt an dem Ausgangsanschluß 9 erhalten werden. Die Gleichspannung des Ausgangsanschlusses 9 wird mit einer Bezugsspannung einer Bezugsspannungsquelle (nicht gezeigt) in dem Fehlerverstärker 10 verglichen. Wenn die Dauer des Treiberimpulses, derjn dem Impulsbreitenmodulator 11 erzeugt wird, in Abhängigkeit von der Amplitude des Fehiersignals des '. Fehlerverstärkers 10 geändert wird, kann eine stabili- ; 3 sierte Gleichspannung an dem Ausgangsanschluß 9 β erhalten werden. Wenn die Gleichspannung am ^:-·"i Ausgangsanschluß 9 die Tendenz zu einer Zunahme hat £i wird die Dauer des Treiberimpulses des ImpulsBreiteniy. modulators 11 durch das Ausgangssignal des Fehlerver- :^[ stärkers 10 kurz, so daß die Einschaltdauer des ^ Transistors 7a kurz wir4 um die in der Sekundärwicklung Sb des Transformators 5 induzierte Spannung zu verrineern und damit eine im wesentlichen konstante Gleichspannung an dem Ausgangsanschluß 9 zu erzeugen. Wenn dagegen die Ausgangsspannung an dem Ausgangsanschluß 9 die Tendenz zu einer Verringerung hat wird die Dauer des Treiberimpulses des Impulsbreitenmodulators 11 durch das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 10 erhöht, so daß die Einschaltdauer des Schalttransistors 7a lang wird, um die in der Sekundärwicklung 56 des Transformators 5 induzierte Spannung zu erhöhen. Dadurch kann eine im wesentlichen konstante Gleichspannung zr. dem Ausgangsanschluß 9 erhalten werden. Da zu diesem Zeitpunkt der Netzschalter 4 geöffnet bzw. ausgeschaltet ist führt der Transistor 7b keine Schaltfunktion durch.

Es wird nun der Fall beschrieben, wenn die Gleichspannungsquelle 2 benutzt wird. Wenn der Netzschalter 4 geschlossen, jedoch der andere Netzschalter 3 geöffnet wird, führt der Schalttransistor 7b seine Schaltfunktion durch und damit fließt ein Schsltstrcrr. durch die Primärwicklung 5ö2, so daß eine Wechselspannung in der Sekundärwicklung Sb induziert wird. Wenn hierbei das Windungsverhältnis der Primärwicklung Sa^ und der Sekundärwicklung 5b geeignet gewählt ist kann eine Gleichspannung von 50 Volt an dem Ausgangsanschluß 9 erhalten werden, die größer als die 12 Volt betragende Spannung der Gleichspannungsquelle 2 ist Hierbei wird ähnlich wie im Falle der Benutzung der Wechselspannungsquelle 1 die Einschaltdauer des Transistors 7b in Abhängigkeit von der Gleichspannung gesteuert die an dem Ausgangsanschluß 9 erhalten wird, und damit kann eine stabilisierte vorbestimmte Gleichspannung bzw. die Gleichspannung von 50 Volt an dem Ausgangsanschluß 9 erhalten werden. Da hierbei der Netzschalter 3 geöffnet ist, führt der Schalttransistor 7a keine Schaltfunktion durch.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, kann mit dem in F i g. 1 gezeigten Kreis eine stabilisierte vorbestimmte Gleichspannung aus der Wechsel- und der Gleichspannungsquelie erhalten werden.

Die Primärwicklung 5a\ des Transformators 5, die elektrisch mit der Wechselspannungsquelle 1 verbunden, und seine Sekundärwicklung 5b, die an einem Ende mit dem geerdeten Chassis verbunden ist sind voneinander elektrisch isoliert, und der Treiberimpuls wird über den Treibertransformator 12a auf den Schalttransistor 7a gegeben, so daß keine Gefahr besteht, daß eine Bedienungsperson einen elektrischen Schlag erhält, selbst wenn sie das Chassis berührt Die Schalttransistoren 7a und 7b werden außerdem mit hoher Frequenz geschaltet, so daß die Größe des Transformators 5 verringert werden kann.

Fi <;. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform der Erfindung, bei der die Teile, die denen in F i g. 1 entsprechen, mit ^n gleichen Bezugsziffcm versehen sind.

Die Ausfühmngsform der Fig.2 ist in ihrer grundlegenden Konstruktion und Arbeitsweise im wesentlichen die gleiche wie die der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß die Sekundärwicklung Sb und die Primärwicklung Sa* des Transformators 5 teilweise gemeinsam sind, und daß ein Ende der Primärwicklung 5ai, das auch ein Ende der Sekundärwicklung 5b ist mit der positiven Elektrode der Gleichspannungsquelle 2 verbunden bzw. über einen Wählschalter 14 wahlweise geerdet ist

Bei der Ausfühmngsform der F i g. 2 ist ein Relais 13 mit der Ausgangsseite eines Gleichrichterkreises 6 verbunden und der Wählschalter 14 wird von dem

Relais geschaltet.

Es wird nun die Arbeitsweise der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform beschrieben. Wenn die Wechselspannungsquelle 1 benutzt wird, wird der Netzschalter 3 geschlossen, damit der Schalttransistor Ta seine s Schaltfunktion durchführt, jedoch ist der Schalter 4 selbstverständlich geöffnet Es fließt nun durch die Wicklung des Relais 13 ein Strom, so daß der Wahlschalter 14 zu der Erdseite umgeschaltet wird. Daher wird das eine Ende der Sekundärwicklung 5 geerdet und eine vorbestimmte Gleichspannung wird an den Ausgangsanschluß 9 abgegeben.

Bei Verwendung der Gleichspannungsquelle 2 fließt, da der Netzschalter 3 geöffnet ist, kein Strom durch die Wicklung des Relais 13. Daher wird der Wählschalter 14 is auf die Seite der Gleichspannungsquelle umgeschaltet, wie Fig.2 zeigt Dann wird der Netzschalter 4 geschlossen, damit der Schalttransistor Tb seine Schaltfunktion durchführt Es kann daher eine vorbestimmte Gleichspannung an dem Ausgangsanschluß 9 wie im Falle der Benutzung der Wechselspannungsquelle 1 erhalten werden.

Bei dem in Fig.2 gezeigten Netzgerät sind die Sekundärwicklung Sb und die Primärwicklung Sa₂ des Transformators 5 teilweise gemeinsam, so daß die Größe des Transformators weiter verringert werden kann.

Wenn die Gleichspannungsquelle 2 bei der Ausführungsform der Fig.2 verwendet wird, wird die Gleichspannung, die an der Sekundärwicklung Sb erhalten wird, derjenigen der Gleichspannungsquelle 2 überlagert so daß die Windungszahl der Sekundärwicklung 56 verringert werden kann.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Netzgerät der Erfindung auf einen Fernsehempfänger angewandt ist und drei verschiedene Energiequellen verwendet werden können. Diese drei Energiequellen können z. B. eine innere Gleichspannungsquelle wie eine aufladbare Batterie oder dergleichen sein, die in dem Fernsehempfänger vorgesehen ist eine äußere Gleichspannungsquelle wie eine Batterie, die in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen verwendet wird, und eine äußere Wechselspannungsquelle wie ein kommerzielles Wechselspannungsnetz.

In F i g. 3 bezeichnen gleiche Bezugsziffern wie in den Fig. 1 und 2 gleiche Elemente. Mit 17 ist ein Stecker bezeichnet an den eine innere Gleichspannungsquelle

15 angeschlossen ist und mit 18 eine Steckdose, in die der Stecker 17 gesteckt wird. Mit 19 ist ein Stecker bezeichnet an den die äußere Wechselspannungsquelle so 1 angeschlossen ist und mit 20 ein Stecker, an den eine äußere Gleichspannungsquelle 16 angeschlossen ist Einer der Stecker 19 und 20 wird in eine Steckdose 21 entsprechend der Art der zu benutzenden Energiequelle gesteckt Schalter S\ und &, die an der Steckdose 21 montiert sind, sind so ausgebildet daß sie von dem Ein-Zustand in den Aus-Zustand geschaltet werden, wenn der Stecker 19 oder 20 in die Steckdose 21 gesteckt wird. Die positive Elektrode der internen Gleichspannungsquelle 15 ist mit einem Anschlußpunkt βο 17c des Steckers 17 verbunden, während die negative Elektrode der Gieichspannungsquelle 15 mit einem Anschlußpunkt 17rfdes Steckers 17 verbunden ist Ein AnschhiSpunkt iSd der Steckdose 18 ist geerdet Die äußere Wechselspannungsquelle 1 ist zwischen die Punkte 19a und 196 des Steckers 19 geschaltet Die positive Elektrode der äußeren Gleichspannungsquelle

16 ist mit einem Anschlußpunkt 20c des Steckers 20

verbunden, während die negative Elektrode der Gleichspannungsquelle 16 mit einem Verbindungspunkt 20</des Steckers 20 verbunden ist

Wenn die innere Gleichspannungsquelle 15 benutzt wird, wird der Stecker 17 in die Steckdose 18 gesteckt, um die positive Elektrode der Gleichspannungsquelle 15 mit der Primärwicklung Sa₁ des Transformators 5 über einen Anschlußpunkt 18cder Steckdose 18, den Schalter 5-2, den Schalter 5t und den Netzschalter 4 zu verbinden, so daß der Transistor Tb seine Schaltfunktion durchführt um die Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuwandeln. Die Wechselspannung wird von der Sekundärwicklung Sb des Transformators 5 verstärkt und dann auf den Gleichrichterkreis 8 gegeben.

Wenn die äußere Gleichspannungsquelle 16 benutzt wird, wird der Stecker 20 in die Steckdose 21 gesteckt Dadurch wird die positive Elektrode der Gleichspannungsquelle 16 aber einen Anschlußpunkt 21c der Steckdose 21 und den Netzschalter 4 mit der Primärwicklung Sa₁ des Transformators verbunden.

Wenn die Wechselspannungsquelle 1 benutzt wird, wird der Stecker 19 in die Steckdose 21 gesteckt Dadurch wird die Wechselspannung Ober die Anschlußpunkte 21a und 2ib der Steckdose 21 und den Netzschalter 3 zu dem Gleichrichterkreis 6 übertragen und dann in eine Gleichspannung umgewandelt die der Primärwicklung 5a_t des Transformators 5 über eine Diode 26 und den Schalttransistor 7a zugeführt wird. Der Schalttransistor Ta führt dann seine Schaltfunktion durch, um die Gleichspannung io eine Wechselspannung zu verwandeln, die in der Sekundärwicklung Sb des Transformators 5 verstärkt und dann auf den Gleichrichterkreis 8 gegeben wird. Eine stabilisierte Gleichspannung von z. B. 50 Volt kann an dem Ausgang des Gleichrichterkreises 8 erhalten werden.

Wird bei der Ausiührungsform der F i g. 3 die innere Gleichspannungsquelle 15 benutzt und der Stecker 19 oder 20 für die äußere Spannungsquelle 1 oder 16 in die Steckdose 21 gesteckt so wird der Schalter S\ oder Sj geöffnet Die innere Gleichspannungsquelle 15 ist dann nicht mehr angeschlossen. Dadurch kann ein nutzloser Energieverbrauch der inneren Gleichspannungsquelle 15 vermieden werden.

Wenn die Gleichspannungsversorgung durchgeführt wird bzw. der Schalttransistor Tb seine Schaltfunktion durchführt kann infolge der Erzeugung von Wechselspannung in der Primärwicklung 5a₍ des Transformators 5 die Gefahr bestehen, daß der Gleichrichterkreis 6 und der Schalttransistor Ta zu einer Last werden, die r itzlos Energie verbraucht Wenn jedoch die Diode 26 derjenigen der Kollektor-Basis-Strecke des Schalttransistors Ta entgegengeschaitet ist kann der nutzlose Energieverbrauch vermieden werden.

Bei der Ausführungsform der F i g. 2 wird, um das eine Ende der Sekundärwicklung 5b zu erden, wenn die Wechselspannungsquelle benutzt wird, der Wählschalter 14, der von dem Relais 13 gesteuert ist verwendet Bei der Ausführungsform der Fig.3 jedoch ist der Verbindungspunkt zwischen der Gleichspannungsversorgungsleitung und dem einen Ende der Sekundärwicklung Sb über eine Diode 27 geerdet die eine entgegengesetzte Polarität zu der der Gleichspannung hat, um elektrisch die Schaltfunktion ähnlich der des Netzgerät in Fig. 2 zu erzielen. Dies bedeutet bei der Ausführungsform der F i g. 3, daß, wenn die Wechselspannungsquelle benutzt wird, die Diode 27 für den Laststrom in Durchlaßrichtung vorgespannt ist der durch den Gleichrichterkreis 8 fließt so daß die Diode

27 leitet, und das eine Ende der Sekundärwicklung 56 bezüglich Wechselspannung und Gleichspannung geerdet ist. Daher wird eine normale Gleichspannung an einem Ausgang des Gleichrichterkreises 8 erhalten. Wenn dagegen die Gleichspannungsquelle benutzt wird, wird die Diode 27 von der Gleichspannung der GiVshspannungsquelle in Sperrichtung vorgespannt und feitet damit nicht, so daß das eine Ende der Sekundärwicklung 56 mit Gleichspannung der Gleichspannungsquelle versorgt wird und eine normale Gleichspannung bzw. eine Spannung von 50 Volt als Ausgang des Gleichrichterkreises 8 erhalten wird, wie in dem Fall, in dem die Wechselspannungsquelle benutzt wird.

Die Gleichspannung von 50 Volt, die an der is Ausgangsseite des Gleichrichterkreises 8 erhalten wird, wird über eine Diode 28 und die Primärwicklung des Trcibcrtransforrnaiürs XIa bzw. \2b zu dem kollektor eines Transistors 30, der einen Treiberkreis 29 bildet, zu einem Horizontaltreiberkreis 31, zu einem Horizontalausgangstransistor 32 und zu den anderen Lastkreisen übertragen. Durch die zwischen den Kontaktstellen 33a, 33/77 und 33/7 des Relais 33 gewählte Schaltung ist festgelegt, welcher der Treibertransformatoren 12a und 126 mit dem Treiberkreis 29 verbunden ist. Das Relais 33 wird nur erregt, wenn die innere oder äußere Gleichspannungsquelle benutzt wird. Hierbei berührt die Kontaktstelle 33a die Kontaktstelle 33m, um den Treiberimpuls nur dem Schalttransistor Tb zuzuführen. We .in dagegen die Wechselspannungsquelle benutzt wird, berührt die Kontaktstelle 33a die Kontaktstelle 33/2, um den Treiberimpuls nur dem Schalttransistor 7a zuzuführen.

In F i g. 3 ist mit 34 ein Horizontaloszillator, mit 35 ein Rücklauftransformator, mit 36 ein Hochspannungsgleichrichterkreis, der an die Anode einer Kathodenstrahlröhre (nicht gezeigt) eine Hochspannung anlegen kann, und mit 37 ein Niederspannungsgleichrichterkreis bezeichnet.

Die Gleichspannung von z. B. 18 Volt, die von dem Niederspannungsgleichrichterkreis 37 abgegeben wird, wird über eine Diode 38 auf den Horizontaloszillator 34, den Impulsbreitenmodulator 11, den Fehlerverstärker 10 und einen Tuner (nicht gezeigt) gegeben. Das Ausgangssignal des Horizontaloszillators 34 wird dem Horizontaltreiberkreis 31 zugeführt, während es differenziert und dann auf die Basis eines Transistors 39a gegeben wird, der zusammen mit einem Transistor 396 einen monostabilen Multivibrator des Impulsbreitenmodulators 11 bildet Dadurch wird der Impulsbreitenmodulätor so 11 bei der Horizontalperiode beaufschlagt Die Basis des Transistors 396 des Impulsbreitenmodulators 11 wird mit der Fehlerspannung des Fehlerverstärkers 10 versorgt um die Impulsbreite in Abhängigkeit von der Fehlerspannung zu steuern. Der Ausgangsimpuls des Impulsbreitenmodulators 11 wird über den Treiberkreis 29 auf die beiden Treibertransformatoren 12a und 126 gegeben, um die Schalttransistoren 7a bzw. 76 zu treiben. Dadurch, daß man einen Parallelkreis aus einem Kondensator 41 und einem Widerstand 42 zwischen den Emitter des Transistors 30 und Erde in den Treiberkreis 29 schaltet kann der Schalttransistor 76 zwangsläufig so gesteuert werden, daß er seine Schaltfunktion selbst während eines EänschakstoSzustands unmittelbar nach Schließen des Netschalters 4 bei Verwendung der Gleichspannungsquelle durchführt

Unmittelbar nach Schliefen des Netzschalters 4 fuhrt der Schalttransistor 7b seine Schaltfunktion noch nicht durch, so daß die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle an dem Gleichrichterkreis 8 unverändert auftritt. Daher erhält der Kollektor des Transistors 30 keine ausreichende Spannung und der Transistor 7b wird nicht mit einem eine ausreichende Amplitude aufweisenden Treiberimpuls versorgt Wenn der dem Schalttransistor Tb zugeführte Treiberimpuls eine niedrige Amplitude hat, kann der Schalttransistor Tb seine Schaltfunktion nicht einwandfrei durchführen, und damit tritt die Gefahr auf, daß der Schalttransistor 76 beschädigt wird.

Bei der Ausführungsform der Erfindung, die F i g. 3 zeigt, wird jedoch, da der Parallelkreis des Kondensators 41 und des Widerstands 42 zwischen den Emitter des Transistors 30 und Erde geschaltet ist, unmittelbar nachdem der Netzschalter 4 geschlossen wird, der Emitter des Transistors 30 auf Frdnntentia! gelegt, und die Potentialdifferenz zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors 30 nimmt zu. Dadurch wird es möglich, einen ausreichenden Treiberimpuls auf den Schalttransistor 76 zu geben. Im normalen Zustand wird der_Emitter des Transistors 30_auf einer vorbestimmten Spannung ίή Abhängigkeit von dem auch durch den Widerstand 42 fließenden Strom durch den Transistor 30 gehalten.

Dadurch, daß die Diode 40 zwischen die Gleichspannungsversorgungsleitung und den Emitter des Transistors geschaltet ist kann, selbst wenn die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle erheblich geändert wird, der Impulsbreitenmodulator 11 betrieben werden, um den Spannungsstabilisierungsbetrieb durchzuführen.

Wenn die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle verringert wird, ändert sich der Ausgangsimpuls des Impulsbreitenmodulators 11, um die Einschaltdauer des Transistors 76 lang zu machen. Da jedoch der Treiberimpuis über den Treibertransformator 126 auf den Transistor 76 gegeben wird, wird die Gleichspannungskomponente des Treiberimpulses nicht auf diesen übertragen. Wenn daher ein Impuls mit langer Dauer in dem Transistor 30 erzeugt wird, wird die Spannung E\ des positiven Teils (der in Fig.4A schraffiert ist) eines Impulses (in F i g. 4A gezeigt), der in der Sekundärwicklung des Treibertransformators 126 erzeugt wird, niedrig im Vergleich zu der Spannung Et des positiven Teils (in F i g. 4B schraffiert) eines Impulses (in F i g. 4B gezeigt), der in der Sekundärwicklung des Treibertransformators 12 erzeugt wird, wenn die Dauer des Treiberimpulses kurz ist Es wird daher unmöglich, den Transistor 76 völlig leitend zu machen und die Dauer cks Treiberimpulses wird daher nicht proportional der Gleichspannung, die von dem Gleichrichterkreis 8 abgenommen wird, und es wird unmöglich, einen vollkommenen Spannungsstabilisierungsbetrieb zu erreichen.

Da bei der Erfindung die Spannungsversorgungsleitung über die Diode 40 mit dem Emitter des Transistors 30 verbunden ist, schwankt sein Emitterpotential entsprechend der Änderung der Gleichspannung der GleichspannungsqueUe. Hierbei wird das Emitterpotential des Transistors 30 so gewählt daß die Diode 40 in normalem Zustand leitet

Wenn die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle verringert wird, wird die Dauer des Treiberimpulses, der in dem Transistor 30 erzeugt wird, lang, wie zuvor beschrieben wurde, und damit wird die Einschaltdauer des Transistors 76 lang. Zugleich wird das Emitterpotential des Transistors 30 verringert, um die Potentialdifferenz zwischen dem Kollektor und dem Emitter des

Transistors 30 zu erhöhen und damit die Amplitude des Treiberimpulses zu erhöhen. Daher wird der Schalttransistor 7b nicht nur von der Dauer des Treiberimpulses, sondern auch von seiner Amplitude gesteuert, um dadurch den Spannungsstabilisierungsbetrieb vollkommen durchzuführen.

Bei der Ausführungsform der Fig.3 wird die Betriebsspannung für den Fehlerverstärker 10, den Impulsbreitenmodulator U, den Horizontaloszillator 34 und dergleicfien von dem "Niederspannungsgiekhrichterkreis 37 abgenommen, der an den Rücklauftransformator 35 angeschlossen ist, so daß es erforderlich ist, zeitweilig die Betriebsspannung an die Kreise über Inbetriebnahmeeinrichtungen anzulegen.

Es wird zuerst die Inbetriebnahmeeinrichtung beschrieben, wenn die Wechselspannungsquelle benutzt wird Hierzu wird ein Hilfstransformator 43 verwendet Die Primärwicklung 43s des Hüfstransformators 43Jst mit einem Stromflußpfad der Wechselspannungsquelle in Reihe geschaltet, während seine Sekundärwicklung 436 an einem Ende geerdet ist, am anderen Ende jedoch mit einem Gleichrichterkreis 44 verbunden ist Das Ausgangssignal des Gleichrichterkreises 44 wird über eine Diode 45 auf den Fehlerverstärker 10, den

34 und auch Ober eine Diode 46 und den Treibertransformator 12a bzw. \2b auf den Kollektor des Transistors 30 gegeben. Wenn der Netzschalter 3 geschlossen wird, fließt ein Stromstoß hauptsächlich über den Kondensator des Gleichrichterkreises 6 zu der Primärwicklung 43a des Transformators 43, um vorübergehend eine Spannung in seiner Sekundärwicklung 436 zu erzeugen. Die induzierte Spannung wird von dem Gleichrichterkreis 44 zu einer Gleichspannung gleichgerichtet, die dann auf den HorizontalosziUator 34, den Fehlerverstärker 10 usw. gegeben wird. Daher beginnt der HorizontalosziUator 34 mit seiner Schwingung, um den Horizontaltreiberkreis 31 zu betätigen und auch den Impulsbreitenmodulator 11 zu triggern. Da der Impulsbreitenmodulator 11, der beaufschjagjt^vird, das Impuls- signal auf den Transistors 30 gibt, führt der Transistor 30 die Schaltfunktion aus, um den Treiberimpuls dem Transistor 7a zuzuführen. Nachdem der Transistor 7a einmal mit seiner Schaltfunktion begonnen hat, erscheint die normale Gleichspannung bzw. die Gleichspannung von 50 Volt an dem Gleichrichterkreis 8. Der Horizontaltreiberkreis 31 und der Horizontalausgangstransistor 32 führen daher den normalen Betrieb durch, und damit tritt die normale Gleichspannung bzw. die Gleichspannung von 18 Volt an dem Niederspannungsgleichrichterkreis 37 auf. Selbst wenn daher der Gleichrichterkreis 44 keine Spannung erzeugt, führt der Transistor 7a seine Schaltfunktion kontinuierlich durch. Die Dioden 28 und 38 sind vorgesehen, um zu vermeiden, daß vorübergehend Gleichspannung des Gleichrichterkreises 44 nutzlos in den Gleichrichterkreisen 8 und 37 verbraucht wird. Die Diode 46 ist vorgesehen, um zu vermeiden, daß, wenn das Ausgangssignal des Gleichrichterkreises 8 eine normale Spannung wird, der Gleichrichterkreis 44 eine nutzlose Last « für den Gleichrichterkreis 8 darstellt Bei der Ausführungsform in F i g. 3 ist, da die Inbetriebnahmespannung über den Transformator 43 erhalten wird, wenn die Wechselspannungsquelle benutzt wird, die Wechselspannungsquelle elektrisch von den Lastkreisen ge- trennt, so daß keine Gefahr besteht, daß eine Bedienungsperson einen elektrischen Schlag erhält Es wird nun die Inbetriebnahmeeinrichtung beschrieben, wenn die Gleichspannungsquelle benutzt wird. Die Gleichspannungsversorgungsleitung ist über einen Spannungsbegfenzer 49 mit dem Fehlerverstärker 10, dem Impulsbreitenmodulator 11 und dem Horizontalos-

ziilätor 34 verbunden. Wenn der Netzschalter~ 4 geschlossen wird, wird die Spannung der Gleichspannungsquelle über den Spannungsbegrenzer 49 dem Horizontaloszillator 34 usw. aufgeprägt und die Kreise arbeiten damit ähnlich wie im Falle der Verwendung der Gleichspannungsquelle, jedoch beginnt hierbei der Transistor 7b seine Schaltfunktion anstelle des Transistors 7a. Wenn die Ausgangsspannung des Niederspannungsgleichrichterkreises 37 auf eine normale Spannung zunimmt, wird der Transistor in dem Spannungs- s begrenzer 49 nicht leitend, so daß alle Betriebsspannungen für den Horizontaloszillator 34 usw. von dem Gleichrichterkreis 37 erhalten werden. Es kann möglich sein_; anstelle des Spannungsbegrenzers 49 eine Diode zu verwenden, jedoch ist der Spannungsbegrenzer vorzu ziehen, um zu vermeiden, daß eine übermäßig hohe Spannung dem HorizontalosziUator 34 aufgeprägt wird. Es ist auch ein Ladekreis vorgesehen, um die innere Gleichspannungsquelle 15 während die Wechselspannungsquelle benutzt wird, zu laden. Dies bedeutet, daß ein Gleichrichterkreis 48 zum Laden an einen Mittelabgriff der Sekundärwicklung Sb des Transformators 5 angeschlossen ist Der Ausgangsanschluß des Gleichrichterkreises 48 ist mit der Anschlußstelle 18c der Steckdose 18 über einen Schalter 47a verbunden, der von einem Relais 47 gesteuert wird, das an den Ausgangsanschluß des Gleichrichterkreises 44 angeschlossen ist Wenn die Wechselspannungsquelle benutzt wird, veranlaßt die Wechselspcnnungskomponente des Stroms, der durch die Primärwicklung 43a des Hilfstransformators 43 fließt, die Erzeugung einer Spannung, die niedriger als die Inbetriebnahmespannung ist jedoch ausreicht, um das Relais 47 an dem Gleichrichterkreis 44 zu betätigen. Der Relaisschalter 47a wird daher geschlossen, um die von dem Gleichrichterkreis 48 abgenommene Spannung der inneren Batterie zuzuführen und sie damit zu laden.

Außerdem werden bei der Ausführungsform der Fig.3 die Schalttransistoren 7a und 7b mit der Horizontalfrequenz geschaltet so daß die Größe des Transformators 5 verringert werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Netzgerät zur Stromversorgung eines Gleichstromverbrauchers wahlweise von einem Wechselstromnetz relativ hoher Spannung oder von einer Gleichstromquelle relativ niedriger Spannung, wobei bei Anschluß an das Wechselstromnetz die Wechselspannung zunächst gleichgerichtet und die Gleichspannung dann mittels eines Halbleiter-Wechselrichters erneut in Wechselspannung höhe- rer Frequenz umgewandelt wird, während bei Anschluß an die Gleichstromquelle die Gleichspannung mittels eines Halbleiter-Wechselrichters zunächst in Wechselspannung höherer Frequenz umgeformt wird, und wobei dann bei beiden Anschlußarten die gewonnene Wechselspannung mittels eines Transformators umgespannt und durch einen Gleichrichter wieder gleichgerichtet wird, unter Verwendung steuerbarer Schalttransistoren, die durch ein von der Ausgangsgieichspannung abgeleitetes Fehiersignai zs im Sinne einer Konstanthaltung der Ausgangsgleichsspannung gesteuert werden, wobei die Einschaltdauer der Schalttransistoren durch einen Impulsbreitenmodulator steuerbar istdadurchgekennzeichnet, daß der Gleichrichter (6) zur Gleichrichtung der Wechselspannung unmittelbar an das Wechselstromnetz (1) angeschlossen ist und daß für jede Betriebsart ein gesonderter Wechselrichter vorgesehen ist, der jeweils aus einem Schalttransistor (^Ti, 7b) mit zugehöriger Primärwicklung (5a 1,5a 2) auf dem Transformator (5) besteht

2. Netzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Impulsbreitenmodulator (11) fiber Transformatoren (12a, i2b)nux den beiden Wechselrichtern verbunden ist