DE2830655C2 - Elektronische Siebschaltung mit einem Transistorstellglied - Google Patents
Elektronische Siebschaltung mit einem TransistorstellgliedInfo
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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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- H02M1/15—Arrangements for reducing ripples from dc input or output using active elements
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische. Siebschaltung, bei der nach der Gleichrichteranordnung
mindestens vier Ladekondensatoren und ein zwei Transistoren aufweisendes Transistorstellgiied
vorgesehen sind.
Aus der DE-PS 1513 501 ist eine Gleichstromsieb-Schaltung
bekannt, bei der am Ausgang der Gleichrichteranordnung im Querzweig eine Halbleiterdiode
vorgesehen ist, welche den nachfolgenden Transistor vor Überlastung schützen soll. Der Siebfaktor dieser
Schaltung wird durch einen Spannungsteiler bestimmt, welcher aus der Reihenschaltung einer Konstantspannungsquelle,
z. B. einer Zenerdiode, und einer Siebdrossel besteht, wobei diese Reihenschaltung
im Steuerkreis des mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke im Hauptstromkreis liegenden Stelltransistors
angeordnet ist.
Aus der DE-OS 2608091 ist eine elektronische Siebschaltung der eingangs genannten Art bekannt,
bei der im Längsweg ein Transistorstellglied liegt und die Eingangsspannung einem Spannungsteiler zugeführt
wird, der einen durch einen Kondensator überbrückten Teilerwiderstand aufweist. Das Transistorstellglied
wird in Abhängigkeit von einem Spannungsvergleich gesteuert, wobei eine von der Eingangsspann.ung
abgeleitete gesiebte Teilspannung und eine der Ausgangsspannung proportionale Teilspannung in
einem Operationsverstärker zusammengeführt werden. Die Erzeugung der den beiden Eingängen des
Operationsverstärkers zugeführten Teilspannungen erfolgt mittels hochohmiger Spannungsteiler. Das fest
eingestellte Teilerverhältnis bestimmt die Relation von Eingangsspannung zu Ausgangsspannung. Die
Auslegung muß dabei auf den ungünstigsten Fall (z. B. stärkster Laststrom, kleinste Ladekondensatorkapazität
und höchster Transformatorinnenwiderstand) abgestellt werden, was in ungünstigen Betriebsfällen
einen unverhältnismäßig großen Spannungsabfall mit sich bringt. Infolge der ungleichmäßig anzusetzenden
Belastung der unterschiedlichen Transformatorinnenwiderstände usw. muß somit bei der bekannten
Regelschaltung ein zu hoher Leistungsverlust in Kauf genommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Spannungsabfall so gering wie möglich zu halten und
gleichzeitig aber unter allen vorkommenden Bedingungen (Bauteilestreuungen, Lastschwankungen,
Eingangsspannungsschwankungen usw.) zuverlässig den der Ladekondensatorspannung überlagerten
Brummspannungsanteil möglichst weitgehend zu unterdrücken. Gemäß der Erfindung, welche sich auf
eine elektronische Siebschaltung der eingangs genannten Art bezieht, wird dies durch die im An
spruch 1 gekennzeichneten Merkmale erreicht.
Mit einer derartigen Schaltung ist sowohl eine besonders weitgehende Unterdrückung der Brummspannungen
ejzielt, als auch sichergestellt, daß auch bei unterschiedlichen Betriebszuständen die in Verlustwärme
umgesetzte Leistungsaufnahme möglichst gering bleibt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild einer elektronischen Siebschaltung als Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 ein Spannungs-Zeitdiagramm für die Schaltung nach Fig. 1.
Bei der Schaltung nach Fig. 1 wird die Eingangswechselspannung UE einem Transformator TR züge-
führt, an dessen Ausgängen eine Gleichrichteranordnung GR (hier in Form eines Vollweggleichrichters
ausgebildet) angeordnet ist. An dem ersten Ausgang A + der Gleichrichteranordnung GR ist ein erster Ladekondensator
Cl angeschlossen, dessen zweite Belegung ebenso wie die aller nachfolgenden Ladekondensatoren
an den an Masse liegenden zweiten Ausgang A— der Gleichrichteranordnung GR geführt
ist. Ein zweiter Ladekondensator Cl ist mit dem ersten Ausgang A + der Gleichrichterenordnung GR
über eine im Längszweig liegende Halbleiterdiode der ersten Diode, Dl, verbunden, die bezüglich der Polarität
des ersten Ausgangs A + in Durchlaßrichtung gepolt ist. Ein dritter Ladekondensator C3 steht über
eine im Längszweig liegende Gleichrichterdiode, der zweiten Diode, Dl, mit dem ersten Ausgang A + der
Gleichrichteranordnung GR in Verbindung, wobei jedoch die zweite Diode Dl entgegengesetzt, also bezüglich
des ersten Ausganges A + in Sperrichtung gepolt ist. Der zweite Ladekondensato' Cl ist mit dem
dritten Ladekondensator C3 über einen im Längszweig liegenden ohmschen Widerstand Al verbunden,
während zwischen dem dritten Ladekondensator C3 und einem vierten Ladekondensator CA im
Längszweig ein weiterer ohmscher Widerstand Rl vorgesehen ist. An den vierten Ladekondensator C4
ist die Basis eines ersten Transistors 71 angeschlossen, dessen Kollektor mit dem Ausgang der ersten Diode
Dl verbunden ist. Der Emitter dieses Transistors steuert die Basis eines zweiten Transistors Tl, dessen
Kollektor an den ersten Ausgang A + der Gleichrichteranordnung GR direkt angeschlossen ist. Der Emitter
ist zu einer Ausgangsklemme AK geführt, an der gegen Masse die gleichgerichtete und gesiebte Ausgangsgleichspannung
UA abgenommen werden kann.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 wird auf Fig. 2 Bezug genommen, wo in
Abhängigkeit von der Zeit der Spannungsverlauf an den verschiedenen Schaltpunkten 1 bis 6 der Schaltung
nach Fig. 1 dargestellt ist. In Zeile α der Fig. 1 ist der zeitliche Verlauf der Spannung t/l am Ausgang
des ersten Anschlußes A + der Gleichrichteranordnung GR dargestellt. Sie hat einen ausgehend vom
Maximum der Eingangswechselspannung UE in Abhängigkeit von der Zeitkonstante der Schaltung jeweils
absinkenden Verlauf. Über die erste Diode Dl erfolgt eine Aufladung des zweiten Ladekondensators
Cl auf die positive Spitzenspannung des ersten Ladekondensators Cl, wobei hier die Zeitkonstante
zweckmäßig so gewählt wird, daß von Spannungsmaximum zu Spannungsmaximum ein geringerer Abfall
der Spannung am Meßpunkt 2 gegenüber der Spannung am Meßpunkt 1 auftritt. Der Verlauf dieser
Spannung Ul ist in Zeile b der Fig. 1 dargestellt. Um
zu diesem geringeren Spannungsabfall zu gelangen, wird der Wert des ohmschen Widerstandes Al und
die Kapazität des dritten Ladekondensators C3 im Verhältnis zur Größe der Kapazität des zweiten Ladekondensators
Cl passend gewählt.
Die zweite Diode Dl entlädt den dritten Ladekondensator Cl, der ander tocUs über den ohmschen Widerstand
Rl von der positiven Spitzenspannung am zweiten Ladekondensator Cl aufgeladen wird, jeweils
auf den kleinsten Spannungswert am ersten Ladekondensator Cl, also auf den kleinsten Wert von Ul.
Der Verlauf dieser Spannung U3 ist in Zeile c dargestellt und gibt άκ Spannung am Meßpunkt 3, also am
Anschluß des dritten Kondensators C3 wieder. Der dritte Ladekondensator C3 Speichen also den niedrigsten
Momentanwert der Ladekondensatorspannung am zweiten Ladekondensator Cl zuzüglich der
Durchlaßspannung UDl der zweiten Diode Dl, die bei herkömmlichen Dioden etwa bei 0,7 Volt liegt.
Die Spannung am Meßpunkt 3, also am dritten Ladekondensator C3 zeigt bereits einen sehr geringen
Brummspannungsanteil.
ίο Diese Spannung i/3 am dritten Ladekondensator
C3 wird durch das nachfolgende RC-Glied, gebildet durch den ohmschen Widerstand Ä2 und den vierten
Ladekondensator C4 nochmals gesiebt und ergibt am Meßpunkt 4, also am Anschluß des vierten Ladekonis
densators C4 die in Zeile d dargestellte, praktisch brummspannungsfreie Spannung i/4. Durch den ersten
Transistor Tl, welcher durch diese Spannung i/4 angesteuert wird, entsteht die ebenfalls brummspannungsfreie
Steuerspannung US für den zweiten Transistor Tl. Am Emitterausgang des zweiten Transistors
TL liegt somit (Meßpunkt 6 an der Anschlußklemme AK) die gesiebte, gleichgerichtete Ausgangsgleichspannung
UA vor, die immer um einen Restspannungswert UR (z. B. etwa 0,7 Volt) unter dem kleinsten
Momentanwert der Spannung Ul am ersten Ladekondensator Cl liegt. Dieser Restspannungswert
UR ist gegeben durch die beiden in Reihe liegenden Basis-Emitterspannungen UBEl, UBEl der
Transistoren 71 und Tl abzüglich der Durchlaßspanw
nung UDl der zweiten Diode D2. In Zeile e ist die Spannung Ul bis UA dargestellt, wobei angedeutet
ist, daß der Differenzwert zwischen beiden Spannungen i/l und UA den Wert UR nicht unterschreitet.
Diese Restspannung UR ist bei allen Betriebszustänr > den als Regelspannungsreserve sicher vorhanden.
Darüber hinaus ist aber UR, also der minimale Abstand zwischen Ul und UA stets seinem Wert nach
so klein wie möglich, wodurch die Verlustleistung auf ein Minimum beschränkt wird.
4(i Im einzelnen gelten für die dargestellten Schaltelemente
folgende Beziehungen:
UA = Ulmin + UDl - UBEl - UBEl
mit: Ulmin = kleinster Momentanwert der
Spannung am Ladekonden-4r> sator Cl
UA = Ulmin + UDl - UBEl - UBEl
mit: Ulmin = kleinster Momentanwert der
Spannung am Ladekonden-4r> sator Cl
UDl = Durchlaßspannung der Diode D2
UBEl, UBEl = Basis-Emitterspannung der
Transistoren 71 bzw. Tl
Dabei gilt näherungsweise:
>() UDl « UBEl ~ UBEl = 0,7 V.
Dabei gilt näherungsweise:
>() UDl « UBEl ~ UBEl = 0,7 V.
Somit ergibt sich: UA = Ulmin - 0,7 V. Diese Spannung ist als Regelreserve für die Anordnung völlig
ausreichend.
Die Kapazität der Ladekondensatoren C2 und C3 ■λ wird zweckmäßigerweise so bemessen, daß die Welligkeit
der Spannungen an diesen Ladekondensatoren einen Höchstwert vorzugsweise etwa 200 m Vss nicht
überschreitet, damit die Regelreserve nicht zu klein wird.
ho Das RC-Glied C4, Rl ist zweckmäßig so zu dimensionieren,
daß einerseits eine gute Brummspannungsunterdrückung erreicht wird und andererseits die
Ausgangsgleichspannung UA der Gleichspannung am ersten Ladekondensator Cl noch schnell genug folgen
M Kann, wenn die Eingangswechselspannung UE sich ändert. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn folgende
Beziehungen eingehalten werden: Cl t> Cl, C3>
C4, C2=C3.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Elektronische Siebschaltung, bei der nach der Gleichrichteranordnung mindestens vier Ladekondensatoren
und ein zwei Transistoren aufweisendes Transistorstellglied vorgesehen sind, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem am ersten Ausgang (A + ) der Gleichrichteranordnung
(GR) angeschalteten ersten Ladekondensator (Cl) und dem zweiten Ladekondensator (Cl)
im Längszweig eine für die Ausgangsspannung (Ul) der Gleichrichteranordnung in Durchlaßrichtung
gepolte erste Diode (Dl) eingeschaltet ist, daß zwischen dem ersten Ausgang (A + ) der
Gleichrichteranordnung (GR) und dem dritten Ladekondensator (C3) im Längszweig eine für die
Ausgangsspannung (Ul) der Gleichrichteranordnung
in Sperrichtung gepolte zweite Diode (£>2) eingeschaltet ist, daß zwischen dem zweiten (Cl)
und dem dritten (C3) Ladekondensator sowie zwischen dem dritten Ladekondensator (C3) und
dem vierten Ladekondensator (C4) im Längszweig jeweils ein ohmscher Widerstand ( Al, Rl)
eingeschaltet ist, daß an den mit dem ohmschen Widerstand (Rl) verbundenen Anschluß des vierten
Ladekondensators (CA) die Basis eines ersten Transistors (71) angeschlossen ist, dessen Kollektor
mit dem Ausgang der ersten Diode (Dl) verbunden ist und daß der erste Transistor (71) einen
zweiten Transistor (Tl) ansteuert, dessen Kollektor an dem ersten Ausgang (A+) der Gleichrichteranordnung
(GR) liegt.
2. Elektronische Siebschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätswert
des zweiten und des dritten Ladekondensators (Cl, C3) so gewählt ist, daß die
Welligkeit der Spannung (Ul, t/3) an diesen Ladekondensatoren
einen für die Regelreserve noch ausreichenden Höchstwert nicht wesentlich überschreitet.
3. Elektronische Siebschaltung nach einem der vorerwähnten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das aus dem vierten Ladekondensator (C4) und dem zugehörigen ohmschen Widerstand
(Rl) gebildete RC-Glied in seiner Zeitkonstante so gewählt ist, daß die Ausgangsgleichspannung
(UA) der Gleichspannung (Ul) am ersten Ladekondensator
(Cl) noch schnell genug folgen kann.
4. Elektronische Siebschaltung nach einem der vorerwähnten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kapazitätswert des ersten Ladekondensators (Cl) wesentlich größer ist als der Kapazitätswert
des zweiten und dritten Ladekondensators (Cl, C3) und dieser Kapazitätswert wiederum
größer gewählt ist als der des vierten Ladekondensatoirs (CA).
5. Elektronische Siebschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätswert
des zwoiten und des dritten Ladekondensators (Cl, C3) etwa in der gleichen
Größenordnung liegt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782830655 DE2830655C2 (de) | 1978-07-12 | 1978-07-12 | Elektronische Siebschaltung mit einem Transistorstellglied |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782830655 DE2830655C2 (de) | 1978-07-12 | 1978-07-12 | Elektronische Siebschaltung mit einem Transistorstellglied |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2830655B1 DE2830655B1 (de) | 1979-12-06 |
DE2830655C2 true DE2830655C2 (de) | 1980-08-14 |
Family
ID=6044208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782830655 Expired DE2830655C2 (de) | 1978-07-12 | 1978-07-12 | Elektronische Siebschaltung mit einem Transistorstellglied |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2830655C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3311539A1 (de) * | 1982-04-02 | 1983-10-13 | Onkyo K.K., Neyagawa, Osaka | Schaltkreis fuer eine geglaettete gleichspannungsquelle |
WO2021248266A1 (en) * | 2020-06-08 | 2021-12-16 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Ripple suppression circuit, controlling method and driving equipment |
-
1978
- 1978-07-12 DE DE19782830655 patent/DE2830655C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2830655B1 (de) | 1979-12-06 |
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