DE3943272A1 - Hochfrequenzgegentaktoszillator in halbbrueckenschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzgegentaktoszillator in Halbbrückenschaltung mit zwei im Gegentakt angeordneten, auf eine Hauptwicklung eines Hochfrequenztransformators arbeitenden Halbleiter­ schaltern, deren Steuerelektroden über einen Kondensator und einen Widerstand, die zusammen ein erstes RC-Glied bilden, an je eine Hilfs­ wicklung des Hochfrequenztransformators angeschlossen sind.

Ein derartiger Hochfrequenzgegentaktoszillator ist aus der DE-OS 38 06 909 bekannt. Dieser Hochfrequenzgegentaktoszillator dient zum Betrieb von Niedervolthalogenlampen. Die Ansteuerung der Halbleiter­ schalter erfolgt über Hilfswicklungen des Hochfrequenztransformators. Durch die jeweiligen ersten RC-Glieder wird die Frequenz des Gegen­ taktoszillators festgelegt. Es hat sich ergeben, daß die verwendeten Halbleiterschalter, insbesondere Schalttransistoren, erhebliche Exem­ plarstreuungen aufweisen. Insbesondere ist die Größe des Basisstroms sehr unterschiedlich. Dieses führt zu Frequenzverschiebungen bis zu 30% von der theoretischen Sollfrequenz. Außerdem ergibt sich eine un­ symmetrische Schwingung und damit eine Schieflast, wenn die beiden Schalttransistoren unterschiedliche Kenngrößen haben. Auch durch Aus­ wahl von gleichartigen Transistorpaaren lassen sich die Schwierigkei­ ten nicht beheben.

Aufgabe der Erfindung ist eine Frequenzfestlegung der Hochfre­ quenzschwingung, unabhängig von den Kenngrößen der Halbleiterschalter, insbesondere Schalttransistoren.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß je­ weils der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator und dem Wider­ stand des ersten RC-Gliedes mit einer Schaltstrecke verbunden ist, de­ ren Schalteingang über ein zweites RC-Glied mit kürzerer Zeitkonstan­ te als das erste RC-Glied gesteuert wird.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Frequenz ein Kurzschließen des Ladestromkreises bestimmt wird. Der Kurzschluß des Ladestromkreises wird durch ein zweites RC-Glied festgelegt, dessen Zeitkonstante kleiner als die Zeitkonstan­ te der durch das jeweils erste RC-Glied festgelegten Hochfrequenz­ schwingung ist. Damit wird der jeweilige Halbleiterschalter entspre­ chend der Zeitkonstanten dieses zweiten RC-Gliedes umgeschaltet, weil entsprechend der Ladevorgang des jeweils ersten RC-Gliedes zum Ab­ schluß gebracht wird. Die Frequenz des Hochfrequenzoszillators hängt also nur von den Werten des RC-Gliedes ab und läßt sich so mit hoher Genauigkeit festlegen. Es wird auch jede Schieflast und ungleichmäßi­ ge Belastung der beiden Schalttransistoren des Schwingkreises ver­ mieden.

Einem sicheren Kurzschluß der Schaltstrecke und damit eine fre­ quenzgenaue Umschaltung erreicht man dadurch, daß die Schalter der Schaltstrecke Schalttransistoren sind und daß das zweite RC-Glied je­ weils parallel zu der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors liegt und mit der zugeordneten Hilfswicklung verbunden ist.

Das Potential für die Ladung des zweiten RC-Gliedes wird dadurch festgelegt, daß der Kondensator des zweiten RC-Gliedes parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors liegt.

Eine besonders präzise Schaltung der Schaltstrecke erzielt man dadurch, daß ein Kondensator die SteuereIektroden der Schalttransisto­ ren miteinander verbindet. Dadurch kann man jeweils das Entladepoten­ tial als Referenzimpuls auf den Gegentaktschalttransistor übertragen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezug­ nahme auf das anliegende Schaltbild dargstellt.

Die Schaltung zeigt ein Netzgerät 1, das einen Halbwellengleich­ strom bereitstellt. Man erkennt verschiedene Ausgangsanschlüsse, ins­ besondere einen Ausgang 2 für die positive Gleichspannung und einen Ausgang 3 für die Bezugsspannung. Die Ausgänge 2 und 3 bilden zusam­ men mit einem Ausgang 5 Anschlüsse für eine Halbbrückenschaltung, die zwei Halbleiterschalter in Form von Schalttransistoren 6 und 7 um­ faßt. Die Schalttransistoren 6 und 7 arbeiten auf die primärseitige Hauptwicklung 8 eines Hochfrequenztransformators 9, an dessen Ausgän­ ge die Belastung, insbesondere eine Niedervolthalogenlampe angeschlos­ sen ist.

Jeder Schalttransistor 6 und 7 ist über einen ersten RC-Kreis aus einem Widerstand 10 und einem Kondensator 11 mit einer Hilfswick­ lung 12 bzw. 13 des Hochfrequenztransformators verbunden. Die RC-Glie­ der legen jeweils die Zeitkonstante für die Ladung und Umschaltung der Schalttransistoren 6 und 7 fest. Dadurch wird die Frequenz des Hochfrequenzgenerators bestimmt. Allerdings hängt diese Frequenz auch noch von den Kenngrößen der Schalttransistoren 6 und 7 ab und schwankt in weiten Grenzen. Wenn die Kenngrößen der beiden Schalttran­ sistoren 6 und 7 unterschiedlich sind, ergibt sich auch eine unsymme­ trische Schwingung und damit eine Schieflast des Generators.

Unmittelbar an den Kondensator 11 des jeweils ersten RC-Gliedes ist eine Schaltstrecke mit einem Schalttransistor 14 angekoppelt. Pa­ rallel zu dem Schalttransistor 14 ist ein zweites RC-Glied aus einen Widerstand 15 und elnem Kondensator 16 vorgesehen, dessen Zeitkonstan­ te wesentlich kürzer als die Zeitkonstante des ersten RC-Gliedes 10, 11 ist. Die Steuerelektrode des Transistors 14 ist an die Verbindung des Widerstandes 15 und des Kondensators 16 angeschlossen. Jeweils mit der Umschaltung der Schalttransistoren 6 und 7 erfolgt die Aufla­ dung der dem gesperrten Schalttransistor zugeordneten RC-Glieder. Da die Zeitkonstante der RC-Glieder 15, 16 kürzer ist, wird der Kondensa­ tor 16 schneller geladen, so daß der Schalttransistor 14 durchgeschal­ tet wird und den Kondensator 11 im wesentlichen kurz schließt. Da­ durch kippt die Schaltung um.

Die Frequenz des Gegentaktoszillators wird somit durch die je­ weils zweiten RC-Glieder 15, 16 bestimmt. Diese Zeitkonstante ist von Exemplarstreuungen und von den Kenngrößen der Schalttransistoren 6 und 7 völlig unabhängig. Man erreicht so ein stabile und symmetrische Hochfrequenzschwingung.

Zur Festlegung des Bezugspotentials für die Ladung der RC-Glie­ der 15 und 16 ist ein Kondensator 17 vorgesehen, der an die Steuer­ elektroden der Transistoren 14 angeschlossen ist. Dadurch wird je­ weils beim Umkippen der Schaltung ein Referenzimpuls zur Festlegung des Ausgangspotentials für den Ladevorgang übertragen.

Claims (4)

1. Hochfrequenzgegentaktoszillator in Halbbrückenschaltung mit zwei im Gegentakt angeordneten, auf eine Hauptwicklung eines Hochfre­ quenztransformators arbeitenden Halbleiterschaltern, deren Steuerelek­ troden über einen Kondensator und einen Widerstand, die zusammen ein erstes RC-Glied bilden, an je eine Hilfswicklung des Hochfrequenz­ transformators angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß je­ weils der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator (11) und dem Wi­ derstand (10) des ersten RC-Gliedes mit einer Schaltstrecke verbunden ist, deren Schalteingang über ein zweites RC-Glied (15, 16) mit kürze­ rer Zeitkonstante als das erste RC-Glied gesteuert wird.

2. Hochfrequenzgegentaktoszillator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schalter der Schaltstrecke Schalttransistoren (14) sind und daß das zweite RC-Glied jeweils parallel zu der Kollek­ tor-Emitter-Strecke des Transistors (14) liegt und mit der zugeordne­ ten Hilfswicklung (12 bzw. 13) verbunden ist.

3. Hochfrequenzgegentaktoszillator nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kondensator (16) des zweiten RC-Gliedes parallel zur Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors liegt.

4. Hochfrequenzgegentaktoszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (17) die Steuer­ elektroden der Schalttransistoren (14) miteinander verbindet.