DE2424497A1 - Low power high efficiency voltage converter - is fitted with transistorized rectifier on secondary side to reduce power loss - Google Patents
Low power high efficiency voltage converter - is fitted with transistorized rectifier on secondary side to reduce power lossInfo
- Publication number
- DE2424497A1 DE2424497A1 DE2424497A DE2424497A DE2424497A1 DE 2424497 A1 DE2424497 A1 DE 2424497A1 DE 2424497 A DE2424497 A DE 2424497A DE 2424497 A DE2424497 A DE 2424497A DE 2424497 A1 DE2424497 A1 DE 2424497A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transistor
- winding
- secondary side
- voltage converter
- transformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—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
- H02M3/325—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
- H02M3/335—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
- H02M3/338—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 in a self-oscillating arrangement
- H02M3/3381—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 in a self-oscillating arrangement using a single commutation path
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Gleichspannungswandler für kleine Leistung mit hohem Wirkungsgrad Die Erfindung handelt von einem Gleichspannungswandler für kleine Leistung mit hohem Wirkungsgrad, bestehend aus zwei durch einen Übertrager mit Primär- und Sekundärseite galvanisch getrennten Schaltkreisen, von denen dem Primärkreis die Leistung über die mit einer Kapazität C1 überbrückten Klemmen a und b einem als Oszillator geschalteten Transistor zugeführt wird, wobei der Kollektor direkt und die Basis einmal über einen Widerstand R1 mit der Klemme a und zum anderen über einen weiteren Widerstand R2, dem eine weitere Kapazität C2 in Serie geschaltet ist, mit dem Wicklungsanfang der Primärseite des Übertragers verbunden sind, der Emitter des Transistors an eine Wicklungsanzapfung der Primärseite und das Wicklungsende der Primärseite an die Eingangsklemme b geschaltet sind und die Sekundärseite des Übertragers über eine Gleichrichteranordnung mit dem Verbraucher in Verbindung steht. DC / DC converter for low power with high efficiency The invention is about a DC / DC converter for low power with high Efficiency, consisting of two through a transformer with primary and secondary side galvanically isolated circuits, of which the primary circuit has the power the bridged with a capacitance C1 terminals a and b connected as an oscillator Transistor is fed, with the collector directly and the base once across a resistor R1 to the terminal a and on the other hand via another resistor R2, to which another capacitor C2 is connected in series, with the start of the winding the primary side of the transformer are connected, the emitter of the transistor to a Winding tap on the primary side and the winding end of the primary side to the Input terminal b are connected and the secondary side of the transformer above a rectifier arrangement is connected to the consumer.
Gleichspannungswandler haben die Aufgabe, eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuformen, diese so gewonnene Wechselspannung über einen Übertrager in eine Wechselspannung gleicher oder anderer Größe zu transformieren oder auch nur zwei Schaltkreise galvanisch voneinander zu trennen und dann die neue Wechselspannung wieder gleichzurichten.DC voltage converters have the task of converting a DC voltage into a To transform alternating voltage, this alternating voltage obtained in this way via a transformer to transform into an alternating voltage of the same or a different size or else just galvanically isolate two circuits from each other and then the new AC voltage to rectify again.
Hierzu verwendet man auf der Primärseite dieses Übertragers einen Oszillator, der die Umformung der Gleichspannung in Wechselspannung bewirkt und auf der Sekundärseite einen Gleichrichter, der die Wechselspannung wieder gleichrichtet. Bei ausreichend vorhandener Leistung oder auch bei nicht ins Gewicht fallenden Verlusten bei der Umformung verwendet man zur Wiedergleichrichtung einfache Dioden in Einwegschaltung oder auch herkömmliche Schaltungsarten. Verluste treten hierbei lediglich in den Schaltungselementen selbst auf.For this purpose, one uses a on the primary side of this transformer Oscillator that converts direct voltage into alternating voltage and A rectifier on the secondary side that rectifies the alternating voltage. If there is sufficient power or if there are negligible losses In the conversion process, simple diodes in one-way circuit are used for rectification or conventional types of circuit. Losses only occur in the Circuit elements themselves.
Ist die zur Verfügung stehende, ankommende Leistung sehr klein und soll diese Leistung am Ausgang dieser Schaltung noch eine Arbeit verrichten, z.B. einen Schaltvorgang ausführen, so dürfen durch die geforderte galvanische Trennung der Schaltkreise voneinander keine Verluste auftreten, bzw.The available, incoming power is very small and should this power still do some work at the output of this circuit, e.g. perform a switching process, the required electrical isolation there are no losses between the circuits, or
die Verluste müssen so klein gehalten werden1 daß die zu verrichtende Arbeit durch die ankommende alektrische Leistung gewährleistet wird. Und in diesem Fall gewinnen die Verluste in den Bauelementen eine große Bedeutung.the losses must be kept so small that the losses to be incurred Work is guaranteed by the incoming electrical service. And in this one In this case, the losses in the components are of great importance.
Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die eine galvanische Trennung zweier Schaltkreise bewirkt und wobei die ankommende, sehr kleine Leistung nur soweit geschwächt wird, daß die erforderte Leistung zur Ausführung eines Schaltvorganges nicht beeinträchtigt wird. Es war hierbei ein Wirkungsgrad von mindestens 70 % gefordert.The present invention was therefore the object of a To create a circuit arrangement that electrically isolates two circuits causes and whereby the incoming, very small power is only weakened to the extent that that the performance required to carry out a switching operation is not impaired will. An efficiency of at least 70% was required here.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gleichrichteranordnung aus einem zweiten Transistor besteht, dessen Basis an den Wicklungsanfang, dessen Kollektor an eine Anzapfung der Sekundärwicklung und dessen Emitter über den Verbraucher an das Wicklungsende der Sekundärseite geschaltet sind.According to the invention this object is achieved in that the rectifier arrangement consists of a second transistor whose base to the beginning of the winding, whose Collector to a tap on the secondary winding and its emitter via the consumer are connected to the winding end of the secondary side.
Es ist vorteilhaft, den Verbraucher durch eine zusätzliche Kapazität zu überbrücken. Ferner kann die Eigenschwingung des Oszillators durch Einschalten eines Kondensators zwischen dem weiteren Widerstand und der Basis des ersten Transistors bestimmt werden. Zur Unterdrückung von Rauschanteilen in der Oszillatorspannung wird der erste Widerstand vorteilhafterweise durch eine Kapazität überbrückt.It is beneficial to the consumer through additional capacity to bridge. Furthermore, the natural oscillation of the oscillator can be switched on a capacitor between the further resistor and the base of the first transistor to be determined. To suppress noise components in the oscillator voltage the first resistor is advantageously bridged by a capacitance.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel naher beschrieben.The invention is based on an exemplary embodiment with the aid of the drawing described in more detail.
Die Fig. 1 zeigt die Ausgangsschaltung nach dem Stand der Technik und die Fig. 2 zeigt die Ausbildung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.Fig. 1 shows the output circuit according to the prior art and FIG. 2 shows the design of the circuit arrangement according to the invention.
In der Fig. 1 ist die Schaltungsanordnung gezeigt, von der bei dem Erfindungsgedanken ausgegangen wurde. An den Klemmen a und b ist die sehr kleine Leistung, die eine weitere grössere Leistung steuern soll und von dieser galvanisch getrennt sein muß, zugeführt.In Fig. 1, the circuit arrangement is shown, of which in the Invention idea was assumed. The very small one is at terminals a and b Power that is supposed to control a further larger power and from this galvanically must be separated, supplied.
Ein Teil der an den Klemmen a und b zugeführten Spannung wird dazu benutzt, um die Basis des Transistors 1 über den Widerstand R1 vorzuspannen. Dadurch wird der Transistor 1 leitend.Part of the voltage applied to terminals a and b is added to this used to bias the base of transistor 1 through resistor R1. Through this the transistor 1 becomes conductive.
Damit fließt in die Spule von der Spannungsquelle (Klemmen a und b) her ein Strom, von der Klemme a, über Basis und Emitter des Transistors Tsl, die Teilwicklung P zur Klemme b. In der Spule wird jetzt eine Spannung induziert, die die Spannung in der zweiten Teilwicklung P vergrößert, so daß diese Spannung über den Widerstand R2 der Basis des Transistors zugeführt wird. Damit ist der Transistor Tsl sofort voll leitend. Der Transistor Tsl selbst stellt jetzt einen sehr geringen Widerstand dar. Der Strom steigt in der Primärwicklung an u.zw. nach einer e-Funktion. Solange dieser Strom ansteigt, fließt ein Strom in die Basis des Transistors Tsl.This flows into the coil from the voltage source (terminals a and b) forth a current, from the terminal a, via the base and emitter of the transistor Tsl, the Partial winding P to terminal b. A voltage is now induced in the coil the voltage in the second partial winding P increases, so that this voltage over the resistor R2 is fed to the base of the transistor. That’s the transistor Tsl immediately fully conductive. The transistor Tsl itself now represents a very low one Resistance. The current increases in the primary winding u.zw. after an exponential function. As long as this current increases, a current flows into the base of the transistor Tsl.
Dieser Strom wird dann unterbrochen, wenn der Stromverstärkungsfaktor des Transistors Tsl nicht mehr ausreicht, bei konstantem Basisstrom, diesen Strom weiter ansteigen zu lassen, da der Sättigungsstrom des Transistors erreicht ist.This current is then interrupted when the current gain factor of the transistor Tsl is no longer sufficient with a constant base current, this current to let rise further, since the saturation current of the transistor is reached.
Steigt der Strom nicht weiter an, so bricht die Spannung an der Wicklung der Primärseite P zusammen und die Basis des Transistors Tsl erhält keine Steuerspannung mehr. Der Transistor schaltet sofort ab. Damit bestimmt der Transistor Tsl, d.h. seine Kennwerte, die Tastfrequenz dieser Schaltungsanordnung.If the current does not increase any further, the voltage on the winding breaks the primary side P together and the base of the transistor Tsl receives no control voltage more. The transistor switches off immediately. Thus, the transistor Tsl, i. E. its characteristic values, the sampling frequency of this circuit arrangement.
Schaltet man nun einen Kondensator C2 zwischen den Widerstand R2 und der Basis des Transistors Tsl, so bestimmt die Zeitkonstante aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator C2 die Tastfrequenz der Schaltungsanordnung. Dies trifft besonders dann zu, wenn die Kapazität des Kondensators C2 klein genug ist und der Transistor noch nicht seinen Sättigungswert erreicht hat. Ist daher der Kondensator C2 früher aufgeladen, als der Transistor Tsl seinen Sättigungszustand erreicht hat, so wird die Basis des Transistors Tsi früher stromlos und der Stromfluß über den Transistor Tsi bricht zusammen. Damit wird also der Kondensator C2 die Schwingungsfolge dieser Schaltungsanordnung bestimmen.If you now connect a capacitor C2 between the resistor R2 and the base of the transistor Tsl, so determines the time constant from the resistance R2 and the capacitor C2, the sampling frequency of the circuit arrangement. This is true especially when the capacitance of the capacitor C2 is small enough and the Transistor has not yet reached its saturation level. Is therefore the capacitor C2 charged earlier than transistor Tsl reached its saturation state, so the base of the transistor Tsi is de-energized earlier and the current flow through the Transistor Tsi breaks down. The capacitor C2 thus becomes the oscillation sequence determine this circuit arrangement.
Die Kapazität C1 schließt die Klemmen a und b der Eingangsspannung hochfrequent kurz.The capacitance C1 closes the terminals a and b of the input voltage high frequency short.
In der Stromflußphase wird in die Primärwicklung P eine elektrische Energie eingespeichert und während dieser Zeit ist der Gleichrichter Gr auf der Sekundärseite S des Übertragers Tr gesperrt. Tritt nun der Sperrzustand des Transistors Tsl ein und es fließt kein Strom mehr in die Primärwicklung des Übertragers, so wird sich diese Energie über die Diode Gr entladen. und lädt den Kondensator C4 auf bzw. fließt über den Verbraucher V ab. Dieser Vorgang wiederholt sich nun im Rhythmus des Taktes, der von der Schaltungsanordnung des Transistors Tst bestimmt wird.In the current flow phase is in the primary winding P an electrical Energy is stored and during this time the rectifier Gr is on Secondary side S of the transformer Tr blocked. Now the blocking state of the transistor occurs Tsl on and no more current flows into the primary winding of the transformer, like this this energy is discharged through the diode Gr. and charges capacitor C4 on or flows off via the consumer V. This process is now repeated in the Rhythm of the clock, which is determined by the circuit arrangement of the transistor Tst will.
Der Spannungsabfall über die Diode Gr im Zusammenhang mit dem Strom bestimmt die Verlustleistung dieser gesamten Schaltungsanordnung. Es muß also das Bestreben sein, diesen Spannungsabfall über der Diode Gr zu vermindern. Dies ist teilweise möglich durch die Verwendung verschiedener Diodentypen, die aber immer aufgrund des für ihren Stromdurchlaß zu überwindenden Schwellwertes von diesem abhängig sind.The voltage drop across the diode Gr related to the current determines the power loss of this entire circuit arrangement. So it has to be Endeavor to reduce this voltage drop across the diode Gr. This is partly possible by using different types of diodes, but always depending on the threshold value to be overcome for their current passage are.
Man kann also durch Verminderung des Schlfelllfertes den Wirkungsgrad der gesamten Schaltungsanordnung erheblich verbessern. Dies gelingt durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Transistors Ts2 statt einer Diode Gr. Dieser Transistor Ts2 wird durch die induzierte Spannung auf der Sekundärseite S des Übertragers Tr geschaltet. In dem Augenblick, wo der Transistor Ts2 leitend werden soll, baut sich in dem Basis-Kollektor-Kreis über die Teilwicklung der Sekundärseite S des Übertragers Tr eine Zusatzspannung auf, die den Transistor Ts2 leitend macht. Diese Energie fließt zusätzlich über den Emitter ab und ist nicht verloren. Der Spannungsabfall in dem Transistor Ts2 beträgt damit nur etwa 100 mv gegenüber der Schwellspannung einer Diode, die bei etwa 700 mV liegt. Durch diese Maßnahme, Einschalten eines Transistors Ts2 statt einer Diode Gr, wird der schlechte Wirkungsgrad einer Diode soweit verbessert, daß der Gesamtwirkungsgrad der Schaltungsanordnung wesentlich verbessert wird.So you can increase the efficiency by reducing the sleeper improve the entire circuit arrangement significantly. This is achieved by the inventive Arrangement of a transistor Ts2 instead of a diode Gr. This transistor Ts2 becomes switched by the induced voltage on the secondary side S of the transformer Tr. At the moment when the transistor Ts2 is supposed to be conductive, it builds up in the base-collector circuit An additional voltage via the partial winding of the secondary side S of the transformer Tr on, which makes the transistor Ts2 conductive. This energy also flows through the emitter from and is not lost. The voltage drop in the transistor Ts2 is thus only about 100 mV compared to the threshold voltage of a diode, which is about 700 mV. By this measure, switching on a transistor Ts2 instead of a diode Gr the poor efficiency of a diode improves so much that the overall efficiency the circuit arrangement is significantly improved.
Die Schaltung bringt nicht nur, wie hier für einen Sperrwandler beschrieben, die genannten Vorteile, sondern ist ebenso bei allen anderen Wandlern, die zur Übertragung kleinster Leistungen benutzt werden, anwendbar.The circuit not only brings, as described here for a flyback converter, the advantages mentioned, but is also the case with all other converters that are used for transmission smallest services are used.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2424497A DE2424497A1 (en) | 1974-05-20 | 1974-05-20 | Low power high efficiency voltage converter - is fitted with transistorized rectifier on secondary side to reduce power loss |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2424497A DE2424497A1 (en) | 1974-05-20 | 1974-05-20 | Low power high efficiency voltage converter - is fitted with transistorized rectifier on secondary side to reduce power loss |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2424497A1 true DE2424497A1 (en) | 1975-12-04 |
Family
ID=5916083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2424497A Pending DE2424497A1 (en) | 1974-05-20 | 1974-05-20 | Low power high efficiency voltage converter - is fitted with transistorized rectifier on secondary side to reduce power loss |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2424497A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3147402A1 (en) * | 1980-12-01 | 1982-06-09 | Omron Tateisi Electronics Co., Kyoto | SWITCHING POWER SUPPLY |
| FR2587856A1 (en) * | 1985-09-20 | 1987-03-27 | Sharp Kk | SWITCHING TRANSISTOR CONVERTER |
| DE19705155A1 (en) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Thomson Brandt Gmbh | Switching power supply |
| US5973940A (en) * | 1996-11-07 | 1999-10-26 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Switched-mode power supply for a load having a low power supply |
-
1974
- 1974-05-20 DE DE2424497A patent/DE2424497A1/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3147402A1 (en) * | 1980-12-01 | 1982-06-09 | Omron Tateisi Electronics Co., Kyoto | SWITCHING POWER SUPPLY |
| FR2587856A1 (en) * | 1985-09-20 | 1987-03-27 | Sharp Kk | SWITCHING TRANSISTOR CONVERTER |
| DE19705155A1 (en) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Thomson Brandt Gmbh | Switching power supply |
| US5973940A (en) * | 1996-11-07 | 1999-10-26 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Switched-mode power supply for a load having a low power supply |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4328458B4 (en) | Switching power supply | |
| DE19901930B4 (en) | Switching Power Supply | |
| DE1463876A1 (en) | Heavy current chopper circuit with solid-state components | |
| DE2328026A1 (en) | SWITCH-LIKE POWER SUPPLY DEVICE | |
| DE2207203A1 (en) | Chopper converter | |
| DE102020118393A1 (en) | CONTACTLESS POWER SUPPLY DEVICE | |
| DE3413207C2 (en) | ||
| DE1099062B (en) | Controllable device for converting DC voltages or currents in a bridge circuit | |
| DE3223409A1 (en) | FEEDING SYSTEM | |
| EP0057910B2 (en) | Circuit for the regulated supply to a user | |
| DE2546686B2 (en) | High voltage generator, in particular for a television set | |
| DE2424497A1 (en) | Low power high efficiency voltage converter - is fitted with transistorized rectifier on secondary side to reduce power loss | |
| EP0163235A2 (en) | Switched power supply | |
| DE3907919A1 (en) | POWER AMPLIFIER | |
| EP0066904B1 (en) | Switching amplifier | |
| DE3720600C2 (en) | ||
| DE2508603A1 (en) | POWER SUPPLY CIRCUIT | |
| EP0169609A2 (en) | Circuit arrangement for switching a current in an inductive load | |
| DE102020200672A1 (en) | Galvanically separated energy-technical coupling of at least two-pole energy supply lines | |
| DE2254009A1 (en) | ENERGY SUPPLY CIRCUIT | |
| DE2544006A1 (en) | Push pull DC voltage converter - has energy recovery circuit and controller to increase keying ratio for low output | |
| DE1905023A1 (en) | Electronic relay | |
| DE3032379C2 (en) | Full-wave rectifier circuit | |
| DE2501527A1 (en) | Charging circuit for DC reservoir - utilising constant current pulses drawn from DC source, uses two chopper transistors and transformer | |
| DE4026461C2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| OHW | Rejection |