DE4209085A1 - Schaltregler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltregler zur Regulierung oder Einstellung einer Ausgangsspannung über einen relativ weiten Bereich.

Ein bekannter Schaltregler 1 ist beispielsweise entsprechend der beigefügten Fig. 2 ausgebildet, wobei eine Gleichspannung von einer (nicht dargestellten) Gleichspannungsquelle über ein Paar von Eingangsklemmen 2 an eine Primärwicklung 4a eines Transformators 4 über einen Schalttransistor 3 gelegt wird, während ein Paar von Ausgangsklemmen 6 mit einer Sekundärwicklung 4b des Transformators 4 über einen Gleichrichter- und Glättkreis 5 verbunden ist. Wenn eine Ausgangsspannung, die zwischen den Ausgangsklemmen 6 auftritt, in einen Ausgangsspannungssteuerkreis 7 eingespeist wird, steuert der Ausgangsspannungssteuerkreis 7 die Oszillation des Schalttransistors 3 aufgrund eines Treibersteuerkreises 9 über einen Fotokoppler 8 auf der Basis der Ausgangsspannung.

In den Ausgangsspannungssteuerkreis 7 wird die Ausgangsspannung direkt auf einen von zwei Eingängen eines Komparators 7a gegeben, während die Ausgangsspannung auf den anderen Eingang des Komparators 7a über eine spannungsvariable Stromquelle 7b gegeben wird. Das heißt, daß die Spannung, die an beiden Enden der Stromquelle 7b auftritt, an den zweiten Eingang des Komparators 7a als eine vorbestimmte Bezugsspannung gegeben wird. Dementsprechend vergleicht der Komparator 7a die Ausgangsspannung und die Referenzspannung miteinander, um ein Signal abzugeben. Das Ausgangssignal des Komparators 7a wird auf einen von zwei Eingängen eines weiteren Komparators 7c gegeben, während ein Pulssignal von einem Oszillatorkreis 7d auf den anderen Eingang des Komparators 7c gegeben wird. In dem Fall, in dem die Ausgangsspannung höher als die Bezugsspannung ist, wird ein Signal mit einem Pegel H vom Komparator 7c abgegeben, während in dem Fall, in dem Ausgangsspannung niedriger als die Bezugsspannung ist, ein Signal vom Pegel L vom Komparator 7c abgegeben wird.

Mit dieser Anordnung wird dann, wenn das Ausgangssignal des Komparators 7c vom Pegel H ist, ein lichtabgebender Abschnitt des Fotokopplers 8 kein Licht abgeben oder lumineszieren, da die für die Lumineszenz erforderliche Spannung nicht an dem lichtabgebenden Abschnitt anliegt. Dementsprechend wird in den Treibersteuerkreis 9 kein Signal eingegeben. Auf der anderen Seite wird in dem Fall, in dem das Ausgangssignals des Komparators 7c vom Pegel L ist, der lichtabgebende Abschnitt des Fotokopplers 8 lumineszieren, da die für die Lumineszenz erforderliche Spannung an den lumineszierenden Abschnitt angelegt ist. Dementsprechend wird ein Signal in den Treibersteuerkreis 9 eingegeben. Daher steuert der Treibersteuerkreis 9 die Schwingung des Schalttransistors 3 auf der Basis dieses Pulssignals. Auf diese Weise kann die Ausgangsspannung auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden.

Jedoch ist ein derartiger Schaltregler 1 derart ausgebildet, daß die Ausgangsspannung im wesentlichen zu einer vorbestimmten Spannung, die vorher eingestellt ist, gleich gehalten wird. Der Schaltregler 1 ist mit der Stromquelle 7b versehen, die in bezug auf die Spannung zum Regulieren der Bezugsspannung variabel ist. In dem Fall jedoch, in dem die Ausgangsspannung sich bezüglich der vorbestimmten Spannung verschiebt, ist die Stromquelle 7b, die spannungsvariabel ist, eine solche zum Einstellen der Ausgangsspannung auf die vorbestimmte Spannung, und besitzt einen Regelbereich, der relativ klein oder eng ist. Dementsprechend ist es schwierig, die Ausgangsspannung über einen relativ weiten Bereich zu regeln. Aus diesem Grunde besteht das Problem, daß in dem Fall, in dem die Ausgangsspannung auf einen Wert geändert wird, der den Regelbereich übersteigt oder außerhalb von diesem liegt, der Schaltregler als solcher durch einen anderen ersetzt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schaltregler zu schaffen, der in der Lage ist, die Ausgangsspannung über einen relativ weiten Bereich zu regeln.

Diese Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 gelöst.

Dementsprechend wird die Bezugsspannung zum Regeln der Ausgangsspannung durch Addition einer im wesentlichen konstanten ersten Spannung und einer frei wählbaren zweiten Spannung vorgegeben, wobei eine Variationsbreite der Bezugsspannung erzielt wird, die beträchtlich größer als die relativ enge Variationsbreite ist, die durch Regeln mit einem variablen Widerstand erreicht wird, der in Reihe mit der Ausgangsklemme geschaltet ist. Dementsprechend wird die zweite Spannung reguliert, wobei die Ausgangsspannung im wesentlichen frei geregelt werden kann. In dem Fall, in dem die Ausgangsspannung über einen relativ weiten Bereich fluktuieren soll, ist es unnötig, daß der Schaltregler für sich in seiner Auslegung modifiziert und durch einen anderen ersetzt werden muß, vielmehr kann er, so wie er ist, weiterverwendet werden. Dadurch ergibt sich eine effektive Verwendung des Schaltreglers, der damit wesentlich verbessert ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der beigefügten Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schaltkreis für einen Schaltregler gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Schaltkreis für ein Ausführungsbeispiel eines konventionellen Schaltreglers.

Der in Fig. 1 dargestellte Schaltregler 10 wird mit einer Gleichspannung von einer Gleichspannungsquelle (nicht dargestellt) über ein Paar von Eingangsklemmen 11 gespeist, wobei die Eingangsspannung auf eine Primärwicklung 13a eines Transformators 13 über einen Schalttransistor 12 gegeben wird, während ein Paar von Ausgangsklemmen 15 mit einer Sekundärwicklung 13b des Transformators 13 über einen Gleichricher-Glättkreis 14 verbunden ist. Wenn eine Ausgangsspannung an den Ausgangsklemmen 15 anliegt, wird diese auch in einen Ausgangsspannungssteuerkreis 16 eingespeist, der die Schwingung des Schalttransistors 12 aufgrund eines Treibersteuerkreises 18 über einen Fotokoppler 17 auf der Basis der Ausgangsspannung steuert.

Die insoweit beschriebene Anordnung ist ähnlich wie diejenige des Schaltreglers 1 von Fig. 2. Im erfindungsgemäßen Schaltregler 10 ist jedoch der Ausgangsspanungssteuerkreis 16 derart ausgebildet, daß, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Ausgangsspannung an einen von zwei Eingängen 20a eines Komparators 20 über ein Paar von Abgriffwiderständen oder Potentiometern 21a und 21b gegeben wird, wobei eine Spannung, die sich aus einer festen Spannung von beispielsweise 5V und einer äußeren Eingangsspannung, die optional geändert und reguliert werden kann, zusammensetzt, auf den anderen Eingang 20b des Komparators 20 über einen Addierkreis 22 gegeben wird. Dementsprechend vergIeicht der Komparator 20 die Ausgangsspannung und die Bezugsspannung miteinander und liefert ein Signal eines Pegels H in dem Fall, in dem die Ausgangsspannung höher als die Bezugsspannung ist und ein Signal mit einem Pegel L in dem Fall, in dem die Ausgangspannung niedriger als die Bezugsspannung ist.

In dem Fall, in dem die Ausgangsspannung vom Komparator 20 vom Pegel H ist, wird ein lichtabgebender Abschnitt 17a eines Fotokopplers 17 nicht lumineszieren, da die für die Lumineszenz erforderliche Spannung nicht an dem lichtabgebenden Abschnitt 17a anliegt. Dementsprechend wird auch kein Signal in dem Treibersteuerkreis 18 eingegeben. Auf der anderen Seite wird in dem Fall, in dem das Ausgangssignal vom Komparator 20 vom Pegel L ist, der lichtabgebende Abschnitt 17a des Fotokopplers 17 lumineszieren, da die für die Lumineszenz erforderliche Spannung an dem lichtabgebenden Abschnitt 17a anliegt. Dementsprechend wird ein Signal an den Treibersteuerkreis 18 gegeben. Dann steuert der Treibersteuerkreis 18 die Oszillation des Schalttransistors 12 auf der Basis dieses Signals. Auf diese Weise kann die Ausgangsspannung auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden.

Da die äußere Eingangsspannung auf einen optionalen Spannungswert reguliert werden kann, ist es auch möglich, die Bezugsspannung auf einen gewünschten Wert zu bringen. Dementsprechend wird die äußere Eingangsspannung über einen weiten Bereich reguliert, wobei die Bezugsspannung oder die Ausgangsspannung über einen relativ weiten Bereich reguliert werden können.

Hier ist es möglich, die äußere Eingangsspannung frei zu erhöhen. Wenn dementsprechend die Ausgangsspannung korrespondierend, wie sie ist, ansteigt, kann der Fall eintreten, in dem, wenn Umstände es erfordern, Teile oder Elemente der Sekundärseite beschädigt oder zerstört werden. Deshalb kann ein Begrenzerkreis 23 parallel zu den Ausgängen des Komparators 20 vorgesehen sein. Der Begrenzerkreis wirkt derart, daß dann, wenn beispielsweise die äußere Eingangsspannung auf einen Wert gleich oder höher als eine vorbestimmte Spannung gebracht wird, ein Signal vom Pegel H abgegeben wird, um die an den lichtabgebenden Abschnitt 17a des Fotokopplers 17 angelegte Spannung zwangsweise auf einen Wert gleich oder niedriger als die zur Lumineszenz erforderliche Spannung zu bringen, um das Lumineszieren abzustellen.

Die Ausgangsspannung des Schaltreglers 10 kann auf einen optionalen Spannungswert geregelt werden, selbst wenn die Ausgangsspannung des Schaltreglers auf der Seite von + oder - ist.

Claims (8)

1. Schaltregler mit einem Transformator (13) mit einer Primärwicklung (13a) und einer Sekundärwicklung (13b), einem Schalttransistor (12) mit einer Basis, einem Kollektor und einem Emitter, der in Reihe mit der Primärwicklung (13a) des Transformators (13) geschaltet ist, wobei eine Eingangsspannung an die Primärwicklung (13a) des Transformators (13) über eine Stelle zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Schalttransistors (12) legbar ist, einem Gleichrichter-Glättkreis (14), einem Paar von Ausgangsklemmen (15), die mit der Sekundärwicklung (13b) des Transformators (13) über den Gleichrichter-Glättkreis (14) verbunden sind, einem Komparator (20) zum Vergleichen der Ausgangsspannung zwischen den Ausgangsklemmen (15) mit einer Bezugsspannung zum Erzeugen eines Ausgangssignals und einem Steuerkreis (18) zum Anlegen eines Treibersteuersignals an die Basis des Schalttransistors (12) auf der Basis des Ausgangssignals des Komparators (20), dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung durch eine erste Spannung, die im wesentlichen konstant gehalten wird, und eine zweite Spannung, die als äußere Eingangsspannung über einen relativ weiten Variationsbereich reguliert werden kann, wobei beide Spannungen addiert werden, vorgebbar ist.

2. Schaltregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potentialwiderstand vorgesehen ist, wobei die Ausgangsspannung hierüber auf einen von zwei Eingängen des Komparators (20) gebbar ist.

3. Schaltregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentialwiderstand variabel ist.

4. Schaltregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Ausgang des Komparators (20) und dem Steuerkreis (18) ein Fotokoppler (17) angeordnet ist.

5. Schaltregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotokoppler (17) einen lichtabgebenden Abschnitt (17a) aufweist und ein Begrenzerkreis (23) für die an den lichtabgebenden Abschnitt (17a) anliegende Spannung vorgegeben ist, so daß dieser nicht luminesziert, wenn die äußere Eingangsspannung wenigstens gleich einem vorbestimmten Spannungswert ist.

6. Schaltregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß eine Spannung, zu der eine vorgegebene Spannung und die äußere Eingangsspannung, die optional geändert und geregelt werden kann, addiert sind, auf einen von zwei Eingängen des Komparators (20) als Bezugsspannung gebbar sind.

7. Schaltregler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzerkreis (23) parallel zu einem Ausgangs des Komparators (20) geschaltet ist.

8. Schaltregler nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzerkreis (23) ein Signal vom Pegel H abgibt, wenn die äußere Eingangsspannung auf einen Wert mindestens gleich einer vorbestimmten Spannung gebracht wird, um die auf den lichtabgebenden Abschnitt (17a) des Fotokopplers (17) angelegte Spannung zwangsweise auf einen Wert wenigstens gleich einer Spannung zu bringen, bei der Lumineszenz verhindert wird.