DE3518675A1 - Switched-mode power supply, especially for a television set - Google Patents
Switched-mode power supply, especially for a television setInfo
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Abstract
Description
Schaltnetzteil insbesondere für einen FernsehempfängerSwitching power supply especially for a television receiver
In Geräten der Nachrichtentechnik werden überwiegend zur Erzeugung der verschiedenen Betriebsspannungen Schal tnetzteile verwendet. Diese haben den Vorteil, daß sie eine galvanische Trennung der Empfängerschal tung vom Netz bezirken und wegen der hohen Arbeitsfrequenz von etwa 30 kHz der Trenntransformator wesentlich kleiner und leichter sein kamin als ein bei 50 Hz arbeitender Netztransformator.In telecommunications equipment are predominantly used for generation switching power supplies are used for the various operating voltages. These have the Advantage that they are a galvanic separation of the receiving circuit device from the network and because of the high operating frequency of around 30 kHz, the isolating transformer is essential its chimney is smaller and lighter than a mains transformer operating at 50 Hz.
Die Betriebsspannungen unter schiedlicher Größe und Polarität erden dabei über Gleichrichterschaltungen vun Sekundärwicklungen des Trenntransformators abgeleitet. Mittels einer Regelschaltung, die nur auf der Primärseite oder auch von der Sekundärseite auf die Primärseite wirkt, werden die erzeugten Betriebsspannungen stabilisiert, insbesondere gegenüber Ånderungen der Netzspannung, der Belastung und Streuung in den Daten der Bauteile.Ground the operating voltages of different sizes and polarities at the same time via rectifier circuits from the secondary windings of the isolating transformer derived. By means of a control circuit that is only on the primary side or also acts from the secondary side to the primary side, the generated operating voltages stabilizes the load, especially against changes in the mains voltage and scatter in the component data.
Bestimmte Verbraucher wie z. B. der Signal-Verarbeitungsteil in einem Fernsehempfänger, erfordern eine besonders gut stabilisiertc Betriebsspannung, bei der auch überlagerte Störspannungen wie z. B. Vertikal--und Netzbrumm Werte von etwa 10 mV nicht überschreiten sollten. Für derartige Stufen reicht die Stabilisierung der Schaltnetzteile oftmals nicht aus.Certain consumers such as B. the signal processing part in one Television receivers require a particularly well stabilized operating voltage the also superimposed interference voltages such. B. Vertical and mains hum values of should not exceed about 10 mV. Stabilization is sufficient for such stages the switching power supplies often do not turn off.
Es ist daher bei einem Schaltnetzteil bekannt (DE-OS 33 19 784), eine sekundärseitig erzeugte Betriebsspannung mit einem Spannungsstabilisator zusätzlich zu stabilisieren. Ein derartiger Spannungs stabil isator besteht vorzugsweise aus einem integrierten Schaltkreis (IC), der unabhängig von der Eingangsspannung eine konstante Ausgangs spannung 1 liefert.It is therefore known in a switching power supply (DE-OS 33 19 784), a Operating voltage generated on the secondary side with an additional voltage stabilizer to stabilize. Such a voltage stabilizer is preferably composed of an integrated circuit (IC), which is independent of the input voltage a supplies constant output voltage 1.
Derartige Spannungsstabil isa toren in Form integl-ierter Schaltkleise sind relativ kl eine Bauteile. Sie erfordern jedoch meistens relativ große Kühl körper, um die entstehende Verlustwarme abzuführen. Derartige Kühlbl eche sind im allgemeinen relativ groß und teuer.Such voltage stabilizers in the form of integrated switchgear are relatively small components. However, they usually require relatively large heat sinks, to dissipate the resulting heat loss. Such Kühlbl eche are in general relatively large and expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stabilisierungsschaltung der zuletzt beschriebenen Art zu schaffen, die .eniger Kosten und weniger Raumbedarf erfordert und insbesondere ohne ein Kühlblech auskommt.The invention is based on the object of a stabilization circuit of the type described last to create, the lower costs and less space required requires and in particular manages without a cooling plate.
Die Aufgabe ird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the invention described in claim 1. Advantageous further developments of the invention are described in the subclaims.
Obwohl bei der Erfindung im wesentlichen ein Bauteil, nämlich ein integrierter Schaltkreis, durch mehrere diskrete Bauteile ersetzt wird, ergibt sich ein Vorteil hinsichtlich Kosten und Raumbedarf. Der Thyristor arbeitet weitestgehend als idealer Schalter und macht gleichzeitig die Gleichrichtung und die Stabilisierung. Da an dem Thyristor nur eine geringe Verlustleistung und somit wenig Wärme entsteht, kann auf das bisher verwendete Kühlblech verzichtet werden. Die Gesamtzahl der Bauteile der erfindungsgemäßen Schaltung nimmt weniger Platz ein als der bisher verwendete Stabilisator-IC zusammen mit dem erforderlichen Kühlblech.Although in the invention essentially a component, namely a Integrated circuit, replaced by several discrete components, results an advantage in terms of costs and space requirements. The thyristor works as far as possible as an ideal switch and does the rectification and stabilization at the same time. Since the thyristor only generates a low power loss and thus little heat, the previously used cooling plate can be dispensed with. The total number of components the circuit according to the invention takes up less space than the one previously used Stabilizer IC together with the required cooling plate.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Impulsspannung dem Gate des Thyristors über ein RC-Glied zugeführt, das eine sägezahnförmige Spannung erzeugt, die dann ihrerseits bei einem bestimmten Schwellwert den Thyristor an seinem Gate zündet. Dadruch wird sichergestellt, daß der Thyristor bei jeder Periode der Impulsspannung an der Sekundärseite des Trenntransfor-mators zündet. Ohne diese blaßnahme kann nämlich der Zustand eintreten, daß der Thyristor statistisch unregelmäßig mehrere male nicht zündet bz. zündet. Durch dieses Verhalten kann es zu einem störenden hörbaren Geräusch in Form eines Rauschens kommen.According to a development of the invention, the pulse voltage is the The gate of the thyristor is fed through an RC element, which has a sawtooth voltage generated, which in turn at a certain threshold value the thyristor at his Gate ignites. This ensures that the thyristor has the Pulse voltage on the secondary side of the isolating transformer ignites. Without these That is, the condition can arise that the thyristor is statistically irregular several times does not ignite or ignite. Through this behavior can there is an annoying audible noise in the form of hiss.
Zwischen der erzeugten Betriebsspannung und der Basis eines am Gate des Thyristors liegenden Regel transistors liegt vorzugsweise ein RC-Siebslied. Dadurch wird erreicht, daß Störspannungen der Betriebsspannung ie z. B. ein geringer Brumm, nicht auf die empfindliche egei schaltung gelungen.Between the generated operating voltage and the base of one at the gate of the thyristor lying control transistor is preferably an RC Siebslied. This ensures that interference voltages of the operating voltage ie z. B. a lower one Hum, not successful on the sensitive egei circuit.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird die lmpulsspannung für das Netzwerk am Gate des Thyristor von einem anderen Abriff der Sekundärwicklung abgenommen als die Impulsspannung fü den Thyristor, und zwar derart, daß die Impulsspannung für das Netzwerk am Gate des Thyristors eine größere Amplitude hat als die Impulsspannung für den Thyristor selbst. Dadurch wird eine ausreichende Spannungsreserve geschaffen, so daß auch trotz eines Spannungsabfalles an dem Widerstand des Siebgliedes in dem Netzwerk am Gate des Thyristors eine ausreichende Spannungzum Ziinden des Thyristors bei jeder Periode der Impulsspannung erreicht wird.According to a further development of the invention, the pulse voltage for the network at the gate of the thyristor from another tap of the secondary winding decreased as the pulse voltage for the thyristor, in such a way that the pulse voltage for the network at the gate of the thyristor has a greater amplitude than the pulse voltage for the thyristor itself. This creates a sufficient voltage reserve, so that even despite a voltage drop across the resistance of the sieve member in the Network at the gate of the thyristor a sufficient voltage to fire the thyristor is reached at each period of the pulse voltage.
Vorzugsu-eise liegt vor dem RC-Siebglied an dem Gate des Thyristors noch eine Diode, die nur den zum Zünden des Thyristors verwendeten Anteil der Impulsspannung durchlässt und den anderen, z. B. negativen Anteil sperrt. Das ist verteilhaft, da dann nur der geregelte Anteil dieser Betriebsspannung und nicht der ungeregelte Anteil auf das Gate des Thyristors gelangt. Die Erfindung wird in folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung, Fig. 2 vereinfachte Kurven zur Erkläuterung der Regel schal -tling und Fig. 3 Oszilogramme der in der Schaltung nach Fig. 1 auftretenden Spannungen und Ströme.Preference is given to the thyristor at the gate of the RC filter element Another diode that only contains the portion of the pulse voltage used to ignite the thyristor lets through and the other, z. B. negative part locks. That is distributable, because then only the regulated part of this operating voltage and not the unregulated part Share reaches the gate of the thyristor. The invention is illustrated in the following the drawing explained. 1 shows a basic circuit diagram of the inventive Circuit, Fig. 2 simplified curves to explain the rule schal -tling and Fig. 3 oscilograms of the voltages occurring in the circuit of Fig. 1 and Currents.
In Fig. 1 liefert die Sctzspannung von 220 V über die Gleichrä chterbrücke 1 an dem Ladekondensator 2 -' eine Gleichspannung, die über den Schar teer 3 an die Arbeitswicklung 4 des Trenntransformators 5 angelegt ist. Die Schaltung ist durch eine Rückkopplungswicklung 6 selbstschwingend ausgebildet, so daß der als Schal ttransistor ausgebildete Schalter- 3 periodisch mit einer Frequenz von etwa 25-30 khz geöffnet und gesperrt wird. Mit einer kegelwicklung 7 und einer egelschaltung 8 ist die Stromflußdauer in der Arbeitwicklung 4 so geregelt, daß die auf der Sekundärseite erzeugten Betriebsspannungen stabilisiert werden.In Fig. 1 supplies the Sctzspannung of 220 V across the Gleichrä chterbrücke 1 at the charging capacitor 2 - 'a DC voltage, the tar 3 on the Schar the working winding 4 of the isolating transformer 5 is applied. The circuit is formed self-oscillating by a feedback winding 6, so that the as Schalt ttransistor formed switch 3 periodically with a frequency of about 25-30 khz is opened and locked. With a conical winding 7 and a regulating circuit 8, the current flow duration in the working winding 4 is regulated so that that on the secondary side generated operating voltages are stabilized.
Die Sekundärwicklung 9 liefert iiber den Gleichrichter 10 an dem Ladekondensator 11 eine erste stabilisierte Betriebsspannung U1 von +160 V für die Zeilenendstufe 12 eines Ft'rnsehempfängers. Die Sekundärwicklung 13 liefert über den Gleichrichter 14 eine zweite Betriebsspannung U2 für eine weitere Stufe des Fernsehempfängers. Von einem Abgriff a der Sekundärwicklung 13 wird eine weitere Betriebsspannung U3 abgeleitet.The secondary winding 9 supplies via the rectifier 10 to the charging capacitor 11 a first stabilized operating voltage U1 of +160 V for the line output stage 12 of a TV receiver. The secondary winding 13 supplies via the rectifier 14 a second operating voltage U2 for a further stage of the television receiver. A further operating voltage U3 is supplied from a tap a of the secondary winding 13 derived.
Als Gleichrichter dient der Thyristor 15, der von der Impulsspannung an der Klemme c über die Diode 16 und das Siebglied mit dem Widerstand 17 und dem Kondensator 18 an seinem Gate periodisch gezündet wird. Parallel zum Kondensator 18 liegt der Regeltransistor 19, der von der Betriebsspannung U3 üb r die Diode 20, die als Referenzelement dienende Zenerdiode 21 und das Siebglied mit dem Widerstand 22 und dem Kondensator 23 gesteuert wird.The thyristor 15 serves as a rectifier, which is controlled by the pulse voltage at the terminal c via the diode 16 and the filter element with the resistor 17 and the Capacitor 18 is periodically ignited at its gate. In parallel with the capacitor 18 is the control transistor 19, which is supplied by the operating voltage U3 via the diode 20, the Zener diode 21 serving as a reference element and the filter element with the resistor 22 and the capacitor 23 is controlled.
Die Wirkungsweise saird anhand der Fig. 2 erläutert. Im Zeitpunkt tl erscheint an der Klemme a und mit entsprechend größere er Amplitude an der Klemme c der Impuls Ua gemäß Fig. 2a, der somit am Kollektor des Thyristors 15 anliegt. Der Thyristor 15 ist aber zunächst noch gesperrt. Durch den Impuls Ua ird über die Diode 15 und den Widerstand 17 der Kondensator 18 sägezahnförmig aufgeladen. Es sei angenommen, daß die Aufladekurve 24 gilt. Im Zeitpunkt t3 wird der Zind-Schwellwert erreicht, so doß der Thzl-istor 15 zündet und der Strom ii durch den Thyristor 15 zu fließen beginnt. Im Zeitpunkt t5 wird der Thyristor 15 durch den Abfall der Spannung gemäß Un wieder gesperrt. Die Stromflußdauer von ii von t3 bis t5 bestimmt somit die ijöhe der Spannung U3.The mode of operation is explained with reference to FIG. 2. At the time tl appears at terminal a and with a correspondingly larger amplitude at the terminal c the pulse Ua according to FIG. 2a, which is thus applied to the collector of the thyristor 15. The thyristor 15 is initially still blocked. The impulse Ua causes the Diode 15 and resistor 17 of capacitor 18 are charged in a sawtooth shape. It it is assumed that the charging curve 24 applies. The Zind threshold value is set at time t3 achieved, so the Thzl-istor 15 ignites and the current ii through the thyristor 15 begins to flow. At time t5 the thyristor 15 is through the voltage drop according to Un is blocked again. The current flow duration of ii of t3 to t5 thus determines the level of the voltage U3.
Die Regelung im Sinne einer Stabilisierung der Betriebsspannung U3 erfolgt mit dem Transistow- 19. Wenn die Spannung U3 sinkt, sinkt auch die Spannung an der Basis des Trlnsistors 19.The regulation in the sense of a stabilization of the operating voltage U3 takes place with the transistor 19. If the voltage U3 falls, the voltage also falls at the base of transistor 19.
Der Transistor 19 lfiId weniger leitend. Dadurch wird der durch den Transistor 19 gebildete Stromweg parallel zum Kondensator 18 hochohmiger, so daß der Kondensator 18 entsprechend der Kurve 25 schnellersägezahnföi-mig geladen wird. Der Schçellwerft Us wird daher früher, nämlich im Zeitpunkt t2 erreicht, so daß jetzt der Strom il von t2 bis t5 fließt. Die btromflußdauer ist somit verlängert, die Spannung U3 wird vergrössert, so daß der Verringerung der Spannung U3 entgegengeregelt wird.The transistor 19 lfiId is less conductive. This will make the Transistor 19 formed current path parallel to capacitor 18 high resistance, so that the capacitor 18 is charged faster in a sawtooth shape according to the curve 25. The Schçell shipyard Us is therefore reached earlier, namely at time t2, so that now the current il flows from t2 to t5. The duration of the current flow is thus extended, the voltage U3 is increased so that the decrease in the voltage U3 is counteracted will.
Bei einem Anstieg der Spannung U3 wird der Transistor 19 mehr leitend, der Stromweg parallel zum Kondensator niederohmiger, der Anstieg der Sägezahnspannung am Kondensator 18 gemäß der Kurve 26 langsamer, so daß der Schwellwert Us im Zeitpunkt t4 erreicht ird und der Thyristor nur von t4 bis t5 leitet. Die verringerte Stromdauer wirkt also der Spannungserhöhung von U3 antgegen. Die Diode 16 halt in erMnschter Weise den negativen Teil der Spannung Ua, also außerhalb der Zeit tl bis t6, von dem Netzwerk 17,18 fern. Das ist vorteilhaft, da dieser negative Anteil durch die Regelung 8 nicht geregelt ist und somit die sekundärseitige Regel schaltung mit dem Transistor 19 beeinträchtigen ürde.When the voltage U3 increases, the transistor 19 becomes more conductive, the current path parallel to the capacitor is lower, the increase in the sawtooth voltage at the capacitor 18 according to the curve 26 more slowly, so that the threshold value Us at the time t4 is reached and the thyristor only conducts from t4 to t5. The reduced current duration thus counteracts the increase in voltage of U3. The diode 16 stops in the wrench Way the negative part of the voltage Ua, i.e. outside the time tl to t6, from the network 17, 18 remotely. This is advantageous because this negative proportion is caused by the Regulation 8 is not regulated and thus the secondary-side regulating circuit with the transistor 19 would affect ürde.
Die dem Netzwerk 16,17,18 zugeführte Impulsspannung gemäß Ua vom Abgriff c hat eine höhere Amplitude als die dem Thyristor 15 zugeführte Impulsspannung vom Abgriff a. Dadurch vird die regelmäßige Zündung des Thyristors 15 verbessert und insbesondere der unvermeidbare Spannungsabfall über der Diode 16 und dem Widerstand 17 kompensiert.The pulse voltage fed to the network 16, 17, 18 according to Ua from the tap c has a higher amplitude than the pulse voltage supplied to the thyristor 15 from Tap a. This improves the regular ignition of the thyristor 15 and in particular the unavoidable voltage drop across the diode 16 and the resistor 17 compensated.
Fig. 3 zeigt Oszillogramme der Spannungen und Ströme in Fig.Fig. 3 shows oscillograms of the voltages and currents in Fig.
1, die in Fig. 2 nui- stark vereinfacht dargestellt sind. Fig.1, which are shown in FIG. 2 in a very simplified manner. Fig.
3a zeigt die Impulsspannung Ua gemäß Fig. 2, die am Abgriff a und damit an dem Kollektor des Thyristors 15 steht. Fig. 3b zeigt den Strom i2 durch den WideI-stand 17, der die sägezahnförmige Aufladung des Kondensators 18 gemäß Fig 2d bewirkt.3a shows the pulse voltage Ua according to FIG. 2, which is at the tap a and so that is at the collector of the thyristor 15. Fig. 3b shows the current i2 through the WideI stand 17, which shows the sawtooth-shaped charge of the capacitor 18 according to Fig 2d causes.
Fig. 3d zeigt die Spannung am Punkt d, die im Prinzip der Spannung gemäß 2d am Kondensator 18 entspricht. Fig. 3e zeigt den Strom i3 über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 19. Fig. 3f zeigt den Strom i4, der in das Gate des Thyristors 15 hineinfließt. Fig. 3g zeigt den Strom i5 durch den Kondensator 18. Fig. 3h zeigt den Strom ii durch den Thyristor 15, der in Fig. 2b vereinfacht. dargestellt ist. Der Thyristor 15 ist somit von t3 bis t5 leitend, wie auch in Fig.Fig. 3d shows the tension at point d, which is in principle the tension corresponds to the capacitor 18 according to FIG. 2d. 3e shows the current i3 across the collector-emitter path of transistor 19. FIG. 3f shows the current i4 flowing into the gate of thyristor 15 flows into it. Figure 3g shows the current i5 through capacitor 18. Figure 3h shows the current ii through the thyristor 15, which is simplified in Fig. 2b. is shown. The thyristor 15 is thus conductive from t3 to t5, as also in Fig.
2 für einen Spezialfall dargestellt ist.2 is shown for a special case.
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Claims (7)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19853518675 DE3518675A1 (en) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Switched-mode power supply, especially for a television set |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853518675 DE3518675A1 (en) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Switched-mode power supply, especially for a television set |
Publications (1)
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| DE3518675A1 true DE3518675A1 (en) | 1986-11-27 |
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ID=6271521
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19853518675 Withdrawn DE3518675A1 (en) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | Switched-mode power supply, especially for a television set |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3518675A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0308648A1 (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-29 | Deutsche Thomson-Brandt GmbH | Circuit arrangement for a regulated switching power supply |
-
1985
- 1985-05-24 DE DE19853518675 patent/DE3518675A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0308648A1 (en) * | 1987-09-19 | 1989-03-29 | Deutsche Thomson-Brandt GmbH | Circuit arrangement for a regulated switching power supply |
| US4912617A (en) * | 1987-09-19 | 1990-03-27 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Switch mode power supply with separately regulated secondary voltage |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |