DE2345073C3 - Netzgerät - Google Patents
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- DE2345073C3 DE2345073C3 DE2345073A DE2345073A DE2345073C3 DE 2345073 C3 DE2345073 C3 DE 2345073C3 DE 2345073 A DE2345073 A DE 2345073A DE 2345073 A DE2345073 A DE 2345073A DE 2345073 C3 DE2345073 C3 DE 2345073C3
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
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- H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
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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.
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. 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.
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
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 5at 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.
Claims (2)
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
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