DE2304545A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A BLOCK CONVERTER - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A BLOCK CONVERTERInfo
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Description
Schaltungsanordnung fur einen Sperrwandler Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Sperrwandler, insbesondere zum Betrieb an großen Eingangsspannungen, enthaltend einen Transformator, dessen Primärwicklung über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Sc'halttransistors an eine eingangsgleichspannung gelegt ist, an dessen erste Sekundärwicklung über eine Diode, die so in eine Leitung der ersten Sekundärwicklung gelegt ist, daß während der Binschaltphase des Schalttransistors eine Sperrspannung daran liegt, eine Last anschaltbar ist, und dessen zweite Sekundärwicklung in Reihe mit einem Netzwerk parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Schalttransistors gelegt ist.Circuit arrangement for a flyback converter The invention relates on a circuit arrangement for a flyback converter, in particular for operation large input voltages, containing a transformer, its primary winding Via the emitter-collector path of a switching transistor to a DC input voltage is placed on its first secondary winding via a diode, which is so in a line the first secondary winding is placed that during the switch-on phase of the switching transistor a reverse voltage is applied, a load can be connected, and its second secondary winding in series with a network parallel to the emitter-base path of the switching transistor is laid.
Derartige Schaltungsanordnungen, insbesondere zum Betrieb an niedrigen Eingangsspannungen, sind bereits bekannt, wie z.B. aus dem Artikel Transistor D.C. Convertors" in der Zeitschrift "Proceedings of the Institution of Electrical Engineers", Nov. 1955, Seiten 775 - 786, Fig. 1.Such circuit arrangements, especially for operation at low Input voltages are already known, e.g. from the article Transistor D.C. Convertors "in the journal" Proceedings of the Institution of Electrical Engineers ", Nov. 1955, pages 775-786, Fig. 1.
In der deutschen Patentschrift 1 014 165 ist ein Gransistor-Impulsgenerator beschrieben, der in gleicher Weise aufgebaut ist. Ähnliche Schaltungen werden auch in der deutschen Patez.schrift 1 023 082 und der Zeitschrift "Elect-ronics'l, 22. Jan. 1960, Seite 57, beschrieben.In the German patent specification 1 014 165 there is a transistor pulse generator described, which is constructed in the same way. Similar circuits are also made in the German Patez. publication 1 023 082 and the magazine "Electronics'l, 22. Jan. 1960, page 57.
Bekannt ist außerdem eine solche Schaltung zum Betrieb an großen Eingangsspannungen aus eSiemens-Bauteile-Information" 9 (1971), Heft 5, Seite 138.Such a circuit for operation with large input voltages is also known from eSiemens components information "9 (1971), issue 5, page 138.
Diese bekannten Schaltungen sind vorwiegend für niedrige Eingangsspannungen bestimmt, oder haben den Nachteil, daß die zum sicheren Ausschalten eines Schalttransistors für große Spannungen notwendige Energie beim Anschwingen und beim Kurzschluß der für die Last bestimmten Klemmen nicht zur Verfügung steht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich insbesondere zum Betrieb an großen Eingangsspannungen eignet, die ohne Überlastung des Schalttransistors anschwingt und außerdem dauerkurzschlußfest ist.These known circuits are mainly for low input voltages determined, or have the disadvantage that the safe switching off of a switching transistor energy required for high voltages during oscillation and short-circuiting of the terminals specific to the load are not available. Task of the present The invention is therefore to create a circuit arrangement of the type mentioned above, which is particularly suitable for operation with large input voltages that do not have Overload of the switching transistor increases and is also short-circuit proof.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß in die gemeinsame Leitung zum Emitter des Schalttransistors sowie zur Reihenschaltung der zweiten SekundErwicklung mit dem Netzwerk die Parallelschaltung von einem Kondensator und einem Widerstand eingefügt ist und daß zwischen dem Anschluß dieser ParalldSchaltung, der nicht mit dem Emitter des Schalttransistors verbunden ist, und der Basis des Schalstransistors ein elektronischer Schalter gelegt ist.The inventive solution to this problem is that in the common line to the emitter of the switching transistor and to the series connection of the Second secondary development with the network is the parallel connection of a capacitor and a resistor is inserted and that between the connection of this parallel circuit, the one not with that Emitter of the switching transistor is connected, and an electronic switch is placed on the base of the switching transistor.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 und Fig. 2 Prinzipschaltungen bekannter Schaltungsanordnungen für niedrige Eingangs spannungen, Fig. 3 die wesentlichsten Teile der bekannten Schaltungsanordnung für große Eingangsspannungen, Fig. 4 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, Fig. 5 bis Fig. 7 Varianten der Schaltungsanordnung nach Fig. 4.Based on an embodiment shown in the drawing the invention described in more detail. 1 and 2 show basic circuits known circuit arrangements for low input voltages, Fig. 3 the most essential Parts of the known circuit arrangement for large input voltages, Fig. 4 a Circuit arrangement according to the invention, FIGS. 5 to 7 variants of the circuit arrangement according to Fig. 4.
Den Eingangsklemmen 1 und 2 (Fig. 1 bis 7) wird die zu wandelnde Gleichspannung zugeführt. Parallel zu den Klemmen liegt eine Reihenschaltung, die mindestens aus einer Primärwicklung 3 eines Transformators und der Eollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors 4 besteht.The DC voltage to be converted is fed to input terminals 1 and 2 (Fig. 1 to 7) fed. In parallel with the terminals there is a series connection which is at least from a primary winding 3 of a transformer and the collector-emitter path of a Switching transistor 4 consists.
In eine Ausgangsleitung einer ersten Sekundärwicklung 5 ist eine Diode 6 so eingefügt, daß an ihr bei eingeschaltetem Schalttransistor 4 eine Sperrspannung liegt, wenn der Sperrwandler an den Ausgangsklemmen 7 und 8 mit einer passiven hier nicht dargestellten Last abgeschlossen wird.In an output line of a first secondary winding 5 is a diode 6 inserted in such a way that a reverse voltage is applied to it when the switching transistor 4 is switched on lies when the flyback converter is connected to output terminals 7 and 8 with a passive one here load not shown is completed.
Bei der ersten bekrjnten Ausführungsart nach Fig. 1 liegt außerdem zwicüen Basis und Emitter des Schaltransistors eine Reihenschaltung einer zweiten Sekundärwicklung 9 und eines Netzworkes, bestehend aus einer Reihenschaltung eines ersten Widerstandes 10 und der Parallelschaltung eines Kondensators 11 mit eine zweiten Widerstand 12. Zwischen dem Verbindungspunkt der Parallelschaltung 11, 12 mit der zweiten Sekundärwicklung 9 und der Eingangsklemme 1 liegt die Reihenschaltung einer dritten Sekundärwicklung 13 und einer weiteren Diode 14.In the first known embodiment according to FIG Between the base and emitter of the switching transistor there is a series connection of a second one Secondary winding 9 and a network consisting of a series connection of a first resistor 10 and the parallel connection of a capacitor 11 with a second resistor 12. Between the connection point of the parallel circuit 11, 12 with the second secondary winding 9 and the input terminal 1 is the series connection a third secondary winding 13 and a further diode 14.
Bei der zweiten bekannten Äusfuhrungsart nach Fig. 2 ist die Basis des Schalttransistors 4 über ein Netzwerk, das hier nur aus einem Kondensator 10' besteht, und eine zweite Sekundärwicklung 9 mit dem Emitter des Schalttransistors 4 verbunden. An der Klemme 15 wird der zur Steuerung des Transistors 4 notwendige GleichanteillBAV des Basisstroms zugeführt.In the second known embodiment according to FIG. 2, the basis is of the switching transistor 4 via a network, which here only consists of a capacitor 10 ' consists, and a second secondary winding 9 to the emitter of the switching transistor 4 connected. The terminal 15 is used to control the transistor 4 GleichanteillBAV supplied to the base current.
Bei der dritten bekannten Schaltungsanordnung nach Fig. 3 liegt parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors die Reihenschaltung der zweiten Sekundärwicklung 9 mit einem nicht ausfünrlich dargestellten Netzwerk 16. Außerdem wurde die Reihenschaltung der ersten Primärwicklung 3 mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors 4 zwischen den eingangsklemmen 1 und 2 durch einen Widerstand 17 ergänzt, dessen einer Anschluß mit dem Emitter des Schalttransistors 4 und einem Anschluß der zweiten Sekundärwicklung 9 und dessen anderer Anschluß mit der Basis des Schalttransistors über eine Reinenschaltung verbunden ist, die besteht aus einem elektronischen Schalter 19 und einer Parallelschaltung eines weiteren Kondensators 18 mit der Reihenschaltung aus einer dritten Sekundärwicklung 13' mit einer Diode 14'.In the third known circuit arrangement according to FIG. 3 is parallel the series connection of the second to the base-emitter path of the switching transistor Secondary winding 9 with a network 16 not shown in detail. In addition became the series connection of the first primary winding 3 with the collector-emitter path of the switching transistor 4 between the input terminals 1 and 2 through a resistor 17 added, one terminal of which with the emitter of the switching transistor 4 and one Connection of the second secondary winding 9 and its other connection is connected to the base of the switching transistor via a pure circuit which consists of an electronic switch 19 and a parallel connection of another Capacitor 18 with the series connection of a third secondary winding 13 'with a diode 14 '.
Auch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach Fig. 4 enthält eine Reihenschaltung aus einer zweiten Sekundärwicklung 9 und einem ITetzwerk 16 zwischen Basis und Emitter des Schalttransistors 4 als Grundelement der Schaltungsanordnung. In die gemeinsame Leitung zum Emitter des Schalttransistors 4 sowie zur Reihenschaltung der zweiten Sekundärwicklung 9 mit dem Netzwerk 16 ist jedoch zusätzlich eine Parallelschaltung eines Widerstandes 17 mit einem Kondensator 18 gelegt. Außerdem ist zwischen dem Anschluß dieser Paralleischaltung, der nicht mit dem Emitter des Schalttransistors 4 verbunden ist, und der Basis des Schalttransistors 4 ein elektronischer Schalter 19 eingefügt, der auch durch einen hier nicht dargestellten Reihenwiderstand ergänzt werden kann.The circuit arrangement according to the invention according to FIG. 4 also contains a series circuit made up of a second secondary winding 9 and an IT network 16 between the base and emitter of the switching transistor 4 as a basic element of the circuit arrangement. In the common line to the emitter of the switching transistor 4 and to the series connection the second secondary winding 9 with the network 16 is, however, also a parallel circuit a resistor 17 with a capacitor 18 placed. In addition, between the Connection of this parallel circuit, which is not connected to the emitter of the switching transistor 4 is connected, and the base of the switching transistor 4 is an electronic switch 19 inserted, which is also supplemented by a series resistor, not shown here can be.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich dadurch von der nach Fig. 4, daß die Parallelschaltung des Eondensators 18 und des Widerstandes 17 in die Emitterzuleitung des Schalttransistors gelegt ist.The embodiment of FIG. 5 differs from that 4 that the parallel connection of the capacitor 18 and the resistor 17 is placed in the emitter lead of the switching transistor.
Die Schaltun£sanordnungen nach den Figuren 6 und 7 stellen Brweitelangen der Anordnung nach Fig. 4 dar, die aber auch auf die AnordnU g nach T"ig. 5 übertragbar sind.The circuit arrangements according to FIGS. 6 and 7 represent long lengths the arrangement of FIG. 4, but the also refer to the arrangement T "ig. 5 are transferable.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 wurde in die gemeinsame Zuleitung zum Kondensator 18 sowie zum Schalter 19 eine Diode 20 so gelegt, daß ß die mit Kondensator 18 und Schalter 19 verbundene Elel-trode om gleichen Leitungstyp ist wie die Basis des Schalttransistors 4. In the circuit arrangement according to FIG. 6, the common supply line to the capacitor 18 and to the switch 19 a diode 20 placed so that ß the with Capacitor 18 and switch 19 connected Elel-trode om the same conductivity type like the base of the switching transistor 4.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 würde der Widerstand 17 in der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 durch eine Zenerdiode 21 ersetzt, die so gepolt ist, daß die mit dem Emitter verbundene Elektrode den gleichen Leitungstyp besitzt wie der Emitter des Schalttransistors 4. In the circuit arrangement according to FIG. 7, the resistor 17 would be in the circuit arrangement according to FIG. 4 is replaced by a Zener diode 21, which is polarized in this way is that the electrode connected to the emitter has the same conductivity type like the emitter of the switching transistor 4.
Allen Schaltungsanordnungen ist gemeinsam, daß jeweils bei eingeschaltetem Schalttransistor 4 der Strom in der Primärwicklung 3 des Transformators etwa linear ansteigt und daß die zum Ende der Einschaltphase im Transformator gespeicherte Energie an der ersten Sekundärwicklung 5 während der Sperr--phase des Schalttransistors 4 entnommen wird und über die Diode 6 zu der an die Ausgangsklemmen 7 und 8 geschalteten (nicht dargestellten) Last gelangt. Außerdem wird in allen Fällen der zum Einschalten des Schalttransistors 4 notwendige Basisatrom der zweiten Sekundärwicklung 9 entnommen. All circuit arrangements have in common that each time when switched on Switching transistor 4 the current in the primary winding 3 of the transformer approximately linear increases and that the energy stored in the transformer at the end of the switch-on phase on the first secondary winding 5 during the blocking phase of the switching transistor 4 is removed and connected to the output terminals 7 and 8 via the diode 6 (not shown) load arrives. In addition, the one to switch on is required in all cases of the switching transistor 4 necessary base atom of the second secondary winding 9 is taken.
Bei den Schaltungsanordnungen nach Fig. 1 und 2 wird der Übergang von der Einschaltphase zur Sperrpbase dadurch eingeleitet, daß der durch das Netzwerk aus den Widerständen 10 und 12 und dem Kondensator 11 in Fig. 1 bzZ. durch den Kondensator 10' und den an der Klemme 15 zugeführten Strom in Fig. 2 vorgegebene Basisstrom des Schalttransistors 4 ein weiteres Ansteigen des Stromes in der Primärwicklu nicht mehr zuläßt. Diese Wirkungsweise hat relativ laugsame und schlecht kontrollierbare Umschaltvorgänge zur Folge, was diese Schaltungen bei großen Eingangsspannungen zwischen den Klemmen 1 und 2 unbrauchbar macht. Dieser Nachteil wurde in der bekannten Schaltungsanordnung nch Fig. 3 dadurch behoben, daß jeweils ein Teil der im Transforma gespeicherten Energie an einer dritten Sekundärwicklung 13' entnommen wird und über eine Diode 14' aul den Kondensator 18 gelangt. Durch das Schließen des elektronischen Schalters 19 zum Ende der Einschaltphase wird an die Basis-Emitter-Strecke eine Sperrspannung gelegt, die einen schnellen Abbau der Speicherladung des Schalttransistors 4 erlaubt. In the circuit arrangements according to FIGS. 1 and 2, the transition initiated from the switch-on phase to the blocking base, that the through the network of the resistors 10 and 12 and the capacitor 11 in Fig. 1 or through the capacitor 10 'and the current supplied to the terminal 15 in Fig. 2 predetermined base current of the switching transistor 4 a further increase in the current in the primary winding no longer allows. This mode of action has been relatively slow and poorly controllable switching processes result in what these circuits are at makes large input voltages between terminals 1 and 2 unusable. This The disadvantage was eliminated in the known circuit arrangement according to FIG. 3 by that part of the energy stored in the transformer is transferred to a third secondary winding 13 'is removed and reaches the capacitor 18 via a diode 14'. By the closing of the electronic switch 19 at the end of the switch-on phase is on the base-emitter path is placed a reverse voltage, which a rapid reduction of the Storage charge of the switching transistor 4 allowed.
Einen wirtschaftlichen Nachteil bringt dabei die zusätzliche dritte Sekundärwicklung 13'. Der technische Nachteil ist die Tatsache, daß die zum Sperren des Schalttransistors notwendige Energie nur dann im Kondensator 19 zur Verfügung steht, wenn während der vorangegangenen Sperrphase an der Wicklung 13' eine ausreichende Spannung lag. Da die Wicklungen magnetisch verkettet sind, kann das nur dann der Fall sein, wenn auch an der ersten Sekundärwicklung 5 eine ausreichende Spannung lag, was jedoch nicht immer garantiert ist, wie z.B.The additional third brings an economic disadvantage Secondary winding 13 '. The technical disadvantage is the fact that it is used to lock The energy required of the switching transistor is only available in the capacitor 19 stands if during the previous blocking phase on the winding 13 'a sufficient Tension lay. Since the windings are linked magnetically, this can only be done by the Be the case, even if there is sufficient voltage on the first secondary winding 5 lay, but this is not always guaranteed, e.g.
bei Kurzschluß der Klemmen 7 und 8 oder dann, wenn am Ausgang 7,8 ein Ladekondensator liegt, der beim Anschwingen der Schaltung ebenfalls einen Kurzschluß darstellt.if terminals 7 and 8 are short-circuited or if at the output 7.8 a charging capacitor is located, which also short-circuits when the circuit starts to oscillate represents.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 werden beide Nachteil le behoben. Eine dritte Sekundärwicklung ist nicht vorhanden, und der Kondensator 18 wird in jedem Fall während der Sinschaltphase des Schalttransistors 4 durch einen Teil des Emitterstromes aufgeladen. Wird der Schalter 19 geschlossen, so liegt an der Basis-Emittex-Strecke des Schalttransistors die gewünschte Sperrspannung.In the circuit arrangement according to FIG. 4, both disadvantages are eliminated. There is no third secondary winding and the capacitor 18 is in each case during the Sinschaltphase of the switching transistor 4 by part of the Emitter current charged. If the switch 19 is closed, the base Emittex line is on the desired reverse voltage of the switching transistor.
Bei der Schaltungsvariante in Fig. 5 wurden nur die Schaltungselemente zum Einschalten des Schalttransistors umgeordnet.In the circuit variant in FIG. 5, only the circuit elements were rearranged to turn on the switching transistor.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 verhindert eine Diode 20 in der gemeinsamen Zuleitung zum Schalter 19 und zum Kondensator 18, daß sich der Kondensator 18 während der Sperrphase des Schalttransistors über den Widerstand 17 wieder entladen kann. Dadurch wird erreicht, daß der Kondensator zu Beginn der nächsten Einschaltphase schneller aufgeladen wird, so daß früher die Möglichkeit besteht, den Schalttransistor 4 wieder abzuschalten.In the circuit arrangement according to FIG. 6, a diode 20 prevents in the common lead to switch 19 and capacitor 18 that the capacitor 18 discharged again via resistor 17 during the blocking phase of the switching transistor can. This ensures that the capacitor at the beginning of the next switch-on phase is charged faster, so that earlier there is the possibility of the switching transistor 4 switch off again.
Einen ähnlichen Zweck erfüllt auch die Schaltungsanordnung nach Fig. 7. Hier wurde der in Fig. 4 enthaltene Widerstand 17 durch eine Zenerdiode 21 ersetzt. Diese verhindert ebenso das Entladen des Kondensators 18 während der SperrF ~et Außerdem wird noch der gesamte Emitterstrom des Schalttransistors 4 solange zur Aufladung des Kondensators 18 genutzt, bis die Z-Spannung der Zenerdiode 21 erreicht ist. Es besteht hier,verglichen mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 noch früher die Möglichkeit, den Schalttransistor 4 zu sperren.The circuit arrangement according to FIG. 7. Here the resistor 17 contained in FIG. 4 has been replaced by a Zener diode 21. This also prevents the capacitor 18 from discharging during the blocking period aside from that the entire emitter current of the switching transistor 4 is still required to be charged of the capacitor 18 is used until the Zener voltage of the Zener diode 21 is reached. There is here, compared with the circuit arrangement according to FIG. 6, even earlier Possibility to block the switching transistor 4.
Patentansprüche:Patent claims:
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732304545 DE2304545A1 (en) | 1973-01-31 | 1973-01-31 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A BLOCK CONVERTER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19732304545 DE2304545A1 (en) | 1973-01-31 | 1973-01-31 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A BLOCK CONVERTER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2304545A1 true DE2304545A1 (en) | 1974-08-01 |
Family
ID=5870411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19732304545 Ceased DE2304545A1 (en) | 1973-01-31 | 1973-01-31 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A BLOCK CONVERTER |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2304545A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2447639A1 (en) * | 1979-01-23 | 1980-08-22 | Thomson Brandt | DC voltage clipper control circuit - uses inductive dipole in clipper transistor base circuit coupled via switch to transformer secondary |
-
1973
- 1973-01-31 DE DE19732304545 patent/DE2304545A1/en not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2447639A1 (en) * | 1979-01-23 | 1980-08-22 | Thomson Brandt | DC voltage clipper control circuit - uses inductive dipole in clipper transistor base circuit coupled via switch to transformer secondary |
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