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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anfahrschaltung (Anlaufschaltung)
für Kommutierspannungsversorgungen
(Schaltnetzteile, PWM) oder DC/DC-Wandler und auf eine Kommutiertypspannungsversorgung
mit einer solchen Anfahrschaltung.
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Die
meisten der integrierten Steuerschaltungen für Kommutierspannungsversorgungen
benötigen
für ihr
Anfahren einen Strom zum Laden eines Einspeisetransistors der integrierten
Schaltung. Solch ein Strom kommt von einer Anfahrschaltung (Anfahrt),
die im einfachsten Fall durch einen mit der Einspeiseleitung der
Leistungsschaltungen der Spannungsversorgung verbundenen Widerstand
gebildet wird.
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Die
integrierte Steuerschaltung spricht an, wenn die Spannung an dem
Kondensator einen vorbestimmten Wert gleich einer Anfahrspannung
genannten minimalen Arbeitsschwellspannung der integrierten Schaltung
erreicht. Der von der Anfahrschaltung gelieferte Strom muss größer sein
als der Einspeisestrom der integrierten Schaltung, welcher Anfahrstrom
genannt wird, andernfalls kann der Kondensator nicht geladen werden
und die Spannungsversorgung wird nicht aktiviert werden. Der gelieferte Strom
muss sogar ausreichend größer sein
als der Anfahrstrom, um den Kondensator in angemessen kurzen Zeiten
aufzuladen (d.h. in weniger als 1 s).
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Außerdem verbleibt
die Anfahrschaltung in dem Fall, in dem sie durch einen Widerstand
realisiert ist, auch aktiv, wenn der Wandler arbeitet und sie verbraucht
daher Leistung. Insbesondere bei den sogenannten "Universalspannungsversorgungen", d.h. die fähig sind,
sowohl mit der amerikanischen Netzspannung (110 VAC) und mit der
Europäischen (230
VAC) zu arbeiten, wird eine Anfahrschaltung, die ausreichend angehobenen
Strom liefern kann, wenn sie mit 110 VAC gespeist wird, in dem Fall
des Speisens mit 230 VAC der Strom proportional mehr erhöht sein
und der damit verbundene Verbrauch wird in quadratischer Art und
Weise ansteigen. Da es seit kurzem mehr und mehr beschränkende Anforderungen
hinsichtlich der Verbrauchsverringerung der Spannungsversorgungen
gibt kann der Beitrag der Anfahrschaltung zum Gesamtverbrauch ein
Problem sein.
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Sobald
die integrierte Steuerschaltung aktiviert ist steigt ihr Verbrauch
stark an, wobei der von der Anfahrschaltung gelieferte Strom überwunden wird.
Die Spannung an den Kondensatoranschlüssen wird beginnen abzunehmen,
aber an diesem Punkt beginnt die Spannungsversorgung zu arbeiten
und sie wird eine Selbstspeisespannung (Übernahmespannung) an die integrierte
Steuerschaltung liefern. Dann unterstützt der Kondensator das Arbeiten
der Steuerschaltung bis zum Erreichen des Spannungsversorgungsbereitschaftszustandsspannungswerts.
Die Selbstspeisespannung wird allgemein von einer zusätzlichen
Wickelung erhalten, die auf dem Netztransformator ausgeführt ist,
mit dem eine geeignete Verstärkungs-
und Filterschaltung verbunden ist.
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Die
Anfahrschaltung hat auch bei Kurzschlusszuständen eine sehr wichtige Rolle.
Das Verschwinden oder die Verringerung der Selbstspeisespannung
als Antwort auf einen Kurzschluss und daher auf die Spannung an
den Anschlüssen
des Kondensators unterhalb der minimalen Arbeitsschwelle der Steuereinheit,
welche im allgemeinen minimale Arbeitsspannung genannt wird, wird
das augenblickliche Anhalten des Wandlerbetriebs verursachen. Sobald
er entladen ist, wird der Kondensator wieder durch die Anfahrschaltung
derart aufgeladen, dass er die Anfahrspannung erreicht, und er wird
die Spannungsversorgung reaktivieren. Wenn die Kurzschlussbedingung
noch vorhanden ist, werden die vorherigen Schritte wiederholt werden.
Die Zeit zwischen zwei folgenden Reaktivierungen der Steuerschaltung
hängt von
dem Strom ab, wel chen die Anfahrschaltung liefert, und von dem Kondensatorwert. Dieses
unterbrochene Arbeiten, welches Hiccup-Modus (wörtlich: Schluckauf-Modus) genannt
wird, ermöglicht
bei einem Kurzschluss, einen Durchschnittsstromwert der Spannungsversorgung
zu haben, der geringer ist als derjenige beim kontinuierlichen Arbeiten
unter den gleichen Bedingungen, wodurch auf diese Art und Weise
der Verbrauch der Spannungsversorgungsschaltung abnimmt, die sonst
zerstört
werden könnte.
Es ist daher klar, dass eine geringe Unterbrechungsfrequenz und
dementsprechend ein geringer Anfahrstrom in dem Fall einer Betriebsstörung wesentlich
für den
Schutz des Wandlers ist.
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Die
Anfahrschaltung muss daher die folgenden Eigenschaften haben: schnelles
Aufladen des Kondensators und daher muss sie einen relativ hohen
Strom liefern; Verringern und/oder Vermeiden ihres Verbrauchs sobald
die Spannungsversorgung arbeitet und daher muss sie einen relativ
geringen Strom oder keinen liefern; Annehmen einer möglichst geringen
Unterbrechungsfrequenz bei Kurzschlussbedingungen und daher muss
sie einen relativ geringen Strom liefern.
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Ein
bei dem Aufbau der Anfahrschaltungen verwendetes System ist zum
Laden des Kondensators mittels eines Widerstands mit der Einspeiseleitung
der Spannungsversorgungsvorrichtungen verbunden oder in Serie mit
einer Diode verbunden und wird direkt mit dem AC-Spannungsversorgungsnetz versorgt.
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Die
Anfahrzeit ist mit der durch den Widerstand und durch den Kondensator
eingeführten
Zeitkonstante verknüpft.
Der Kondensator muss derart festgelegt werden, daß er die
integrierte Steuerschaltung während
der Phase versorgen kann, in der die von der Selbstspeiseschaltung
erzeugte Spannung noch nicht aktiviert worden ist. Ein erhöhter Widerstand
erlaubt kein schnelles Anfahren der Schaltung. Ein geringer Widerstand
fährt das
System schnell an, aber ist für
die zwei anderen genannten Anforderungen sehr nachteilig. Wie bereits
erwähnt
ist dieses Problem um so erheblicher, je größer der Bereich der Eingangsspannung
des Wandlers ist. In der Tat wird es schwierig, wenn nicht gar unmöglich sein,
einen Widerstandswert zu finden, der einen guten Kompromiss zwischen
einem Anfahren der Schaltung in kurzer Zeit und einem geringen Verbrauch
darstellt.
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Ein
anderes bei der Umsetzung der Anfahrschaltungen verwendetes System
ist es, den Kondensator über
einen geringwertigen Widerstand zu laden, der in Serie mit einem
gesteuerten Schalter angeordnet ist, welcher bei Aktivierung der
Selbstspeisespannung geöffnet
wird. Auf diese Art und Weise haben wir eine schnelle Ladezeit,
wir haben keinen Verbrauch (oder aber er ist verringert) während des
normalen Betriebs des Wandlers, aber wir haben eine hohe Unterbrechungsfrequenz
im Fall eines Kurzschlusses.
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Ein
anderes bei der Realisierung von Anfahrschaltungen verwendetes System
ist das bei der von der Firma Supertex Inc. vertriebenen integrierten Schaltung
LR645, welche ein linearer Spannungsregler ist, der den Kondensator
schnell laden kann, indem die Spannung an seinen Anschlüssen auf
einen Wert höher
als die Anfahrspannung der integrierten Steuerschaltung gebracht
wird. Die Vorrichtung wird ausgeschaltet, wenn die Selbstspeisespannung die
von der integrierten Schaltung LR645 gelieferte Spannung überwindet.
Wenn die von der Selbstspeiseschaltung erzeugte Spannung in einer
nennenswerten Weise abfällt,
z.B. bei Niedriglastbedingungen der Spannungsversorgung, und sie
unter die von der integrierten Schaltung LR645 gelieferte Spannung
fallen sollte, würde
die Vorrichtung eingeschaltet werden mit folglich erhöhter Verlustleistung.
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Ein
anderes bei dem Aufbau der Anfahrschaltung verwendetes System ist
das, welches bei der von der Firma Supertex Inc. kommerzialisierten integrierten
Schaltung LR745 verwendet wird. Solch eine Vorrichtung lädt den Kondensator
mit einem vorbestimmten Strom. Wenn die Spannung an dem Kondensator
während
des Abnehmens aufgrund der Aktivierung der Steuerschaltung unterhalb
ei nen Schwellwert geht, wird die Vorrichtung ausgeschaltet. Um sie
anzuschalten, muss die Spannung an dem Kondensator unter einen Wert
unterhalb der minimalen Arbeitsspannung der integrierten Steuerschaltung
gehen. Auf diese Art und Weise wird das Risiko des Anschaltens mit
einer geringen Last vermieden. In dem Fall des Kurzschlusses haben
wird nur einen geringen Anstieg der Anfahrzeit der Schaltung, welche
die Zeit ist, die für
den Kondensator notwendig ist, unterhalb die minimale Arbeitsspannung der
integrierten Steuerschaltung zu gehen, aber sie kann keine ausreichend
lange Zeit zwischen zwei folgenden Aktivierungen des Wandlers gewährleisten.
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Das
Patent
US 5,815,383 bezieht
sich auf eine integrierte Hochspannungsanfahrschaltung für ein getaktetes
Netzteil mit einer Ausgangsspannungsabtastung und einer Ausgangsstrombegrenzung.
Der Hochspannungsanfahr-IC ermöglicht PWM-Steuer-ICs
mit einer Anfahrschwelle größer als ihre
Betriebsspannung anzufahren. Die Ausgangsspannung wird intern überwacht,
so dass der interne Hochspannungsschalter ausschaltet, wenn die
Ausgangsspannung unter einen intern gesetzten Auslösespannungspunkt
(Voff) absinkt. Der interne Hochspannungsschalter bleibt aus und
eine externe Hilfsspannung wird erzeugt und an die Ausgangsspannung
angelegt. Wenn die Ausgangsspannung unterhalb einen unteren Auslösespannungspunkt
(Vreset) fällt,
schaltet der interne Hochspannungsschalter wieder an. Dies ermöglicht der
Anfahrschaltung, sich selbst zurückzusetzen,
wenn die Hilfsspannung des PWM-Kontroller-ICs
nicht richtig hochfährt.
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Im
Hinblick auf den beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Anfahrschaltung für Kommutierspannungsversorgungen
bereitzustellen, die einen ausreichend erhöhten Strom in der Phase des
Anfahrens der Steuerschaltung liefern kann.
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Eine
andere Aufgabe ist es, die Zeit zu erhöhen, welche zwischen zwei folgenden
Aktivierungen während
des Kurzschlusses der Kommutierspannungsversorgung auftritt.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, die Verlustleistung der Anfahrschaltung
zu verringern, wenn die Kommutierspannungsversorgung arbeitet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden diese und andere Aufgaben gelöst durch eine Anfahrschaltung
für Kommutierspannungsversorgungen gemäß Anspruch
1.
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Solche
Aufgaben werden auch gelöst
durch eine Kommutierspannungsversorgung mit einer Steuerschaltung
mit Amplitudenmodulation des Impulses; einer Anfahrschaltung der
Steuerschaltung mit Amplitudenmodulation der Impulse nach Anspruch
1.
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Die
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind ersichtlich
aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispieles,
welches in den angehängten
Figuren als ein nicht beschränkendes
Beispiel veranschaulicht ist.
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Von
den Figuren zeigen:
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1 einen
Schaltplan einer Anfahrschaltung für Kommutierspannungsversorgungen
gemäß dem Stand
der Technik;
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2 die
in einigen Punkten einer Kommutierspannungsversorgung vorhandenen
Spannungen wie sie von einem Oszilloskop während des normalen Betriebs
angezeigt werden;
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3 die
in einigen Punkten einer Kommutierspannungsversorgung vorhandenen
Spannungen wie sie von einem Oszilloskop während des Kurzschlussbetriebs
angezeigt werden;
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4 einen
Schaltplan einer Anfahrschaltung für Kommutierspannungsversorgungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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5 eine
Darstellung der Spannungen, welche in einigen Punkten vorhanden
sind, und des Ausgangsstroms der Schaltung aus 4 während des
normalen Betriebs und während
des Kurzschlussbetriebs.
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Es
wird nun auf 1 Bezug genommen, welche einen
Schaltplan einer Anfahrschaltung für Kommutierspannungsversorgungen
gemäß dem Stand
der Technik wiedergibt. Insbesondere ist in 1 eine Diodenbrückenschaltung
P vorhanden, die mit der Versorgungsspannung Vac verbunden ist. Die
Diodenbrückenschaltung
P ist mit einem Filterkondensator Ca verbunden, der zwischen eine
Einspeiseleitung La der nicht dargestellten Leistungsvorrichtungen
und ein Bezugspotential geschaltet ist. Ein Widerstand Rs ist mit
der Einspeiseleitung La verbunden, wobei dieser Widerstand eine
integrierte Steuerschaltung CIC der Kommutierspannungsversorgung
speist. Ein anderer Anschluss der integrierten Schaltung CIC ist
mit dem Bezugspotential verbunden, die anderen Anschlüsse der
integrierten Schaltung CIC sind in 1 nicht
wiedergegeben, da sie bei dieser Erörterung nicht von Interesse
sind. Eine integrierte Steuerschaltung CIC ist z.B. die von der
Anmelderin vertriebene Schaltung L5991.
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Die
integrierte Schaltung CIC wird auch durch ein sekundäres S des
Transformators der Kommutierspannungsversorgung gespeist, dessen periodische
Spannung durch eine Diode D verstärkt und von einem Kondensator
Cs gefiltert wird. In diesem Fall wird die Anfahrschaltung durch
den Widerstand Rs gebildet, der zum Laden des Kondensators Cs verwendet
wird. 2 zeigt die Spannungen, welche in einigen Punkten
einer Kommutierspannungsversorgung vorhanden sind, wie sie von einem
Oszilloskop während
des normalen Betriebs, insbesondere während der Anfahrphase angezeigt
werden. Die durch die Kurve 21 wiedergegebene Spannung
ist die Eingangsspannung der Kommutierspannungsversorgungsschaltung,
d.h. die an der Einspeiseleitung La vorhandene Spannung. Die durch
die Kurve 22 wiedergegebene Spannung ist die an dem Kondensator
Cs vorhandene Spannung und die von der Kurve 23 wieder gegebene
Spannung ist die Antriebsspannung des in 1 nicht
dargestellten Leistungselements der Kommutierspannungsversorgungsschaltung.
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Es
ist aus diesen zwei Figuren ersichtlich, dass der Betrieb der Schaltung
wie folgt ist. Mit dem Vorhandensein der Spannung (Kurve 21)
auf der Einspeiseleitung La beginnt der Kondensator Cs das Laden
wie durch die Kurve 22 wiedergegeben durch den Widerstand
Rs. In der Zwischenzeit hat die Kommutierspannungsversorgung noch
nicht zu arbeiten begonnen, Kurve 23 ist auf Bezugspotential.
Wenn sie zu arbeiten beginnt, d.h. wenn die integrierte Schaltung
CIC die durch die Kurve 23 sichtbare Antriebsspannung des
Leistungselementes liefert, hat der Kondensator Cs, welcher nicht
den notwendigen Strom für
den Betrieb der Kommutierspannungsversorgung liefern kann, einen
in Kurve 22 sichtbaren Spannungsabfall. Die Kommutierspannungsversorgung
beginnt jedoch zu arbeiten, die Spannung an dem sekundären S des
Transformators der Kommutierspannungsversorgung, die sogenannte
Selbstspeisespannung, wird dort sein und wird die integrierte Schaltung
CIC speisen, und tatsächlich
wird beobachtet, dass die Kurve 22 in den stationären Zustand geht.
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In 3 sind
die in einigen Punkten einer Kommutierspannungsversorgung vorhandenen Spannungen
gezeigt wie sie von einem Oszilloskop während des Kurzschlussbetriebs
angezeigt werden. Insbesondere ist die durch die Kurve 31 dargestellte Spannung
die Selbstspeisespannung, d.h. die an den Anschlüssen der integrierten Schaltung
CIC und des Kondensators Cs vorhandene Spannung. Die durch die Kurve 32 wiedergegebene
Spannung ist die Ausgangsspannung der Kommutierspannungsversorgung
und die durch die Kurve 33 wiedergegebene Spannung ist
die Antriebsspannung des Leistungselementes der Kommutierspannungsversorgungsschaltung.
In dem Fall eines Kurzschlusses ist die Spannung der Kommutierspannungsversorgung, Kurve 32,
im wesentlichen gleich 0 V, dementsprechend fehlt auch die Selbstspeisespannung,
Kurve 31, an den Anschlüssen
der integrierten Schaltung CIC, die abschaltet. Wenn sie aus ist,
wird der Kondensator Cs beginnen, sich durch den Widerstand Rs wieder
zu laden wie durch Kurve 31 gezeigt ist, welche ansteigt,
und die integrierte Schaltung CIC wird wieder die Antriebsspannung
des Leistungselementes der Spannungsversorgungsschaltung liefern, Kurve 33,
aber da sie noch im Kurzschlusszustand ist, wird die Ausgangsspannung
wieder auf 0 V gehen und die zuvor beschriebenen Phasen werden wiederholt
werden.
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Das
Intervall zwischen zwei folgenden Versuchen des Einschaltens der
integrierten Schaltung CIC hängt
in diesem Fall von der Zeitkonstante des Widerstands Rs und des
Kondensators Cs ab.
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4 gibt
einen Schaltplan einer Anfahrschaltung für Kommutierspannungsversorgungen gemäß der vorliegenden
Erfindung wieder. Verglichen mit dem Plan aus 1 wurde
der Widerstand Rs ersetzt durch eine Anfahrschaltung 40,
und die anderen entsprechenden Elemente haben die gleichen Bezugszeichen.
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Die
Anfahrschaltung 40 umfasst einen Eingang In, der mit der
Einspeiseleitung La verbunden ist und einen Ausgang OUT, der mit
einem Einspeiseanschluss Vcc der integrierten Steuerschaltung CIC und
mit dem Kondensator Cs verbunden ist.
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Sie
umfasst einen ersten Stromerzeuger 41, der einen Strom
der Größe I liefert
und zwischen den Eingang In und einen Knoten 45 geschaltet
ist, sowie einen zweiten Stromerzeuger 42, der einen Strom
K × I
liefern kann, wobei K größer als
oder gleich 1 und vorzugsweise aus dem Intervall zwischen 5 und
10 ist, und zwischen den Eingang In und einen Anschluss eines gesteuerten
Schalters 44 geschaltet ist, wobei der andere Anschluss
des Schalters 44 mit dem Knoten 45 verbunden ist.
Sie umfasst weiter einen Operationsverstärker 43, der einen
nichtinvertierenden Eingang besitzt, an den eine vorbestimmte Vorspannung
V3 angelegt ist, und einen mit dem Ausgangsanschluss OUT verbundenen
invertierenden Eingang. Der Ausgang des Operationsverstärkers 43 steuert
den gesteuerten Schalter 44, hält den Schalter 44 insbe sondere
geschlossen während
die Spannung an dem Ausgangsanschluss OUT geringer ist als die Spannung
V3 und öffnet
ihn beim Überwinden
von V3.
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Bei
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Knoten 45 direkt mit
dem Ausgangsanschluss OUT verbunden (bei dieser Ausführungsform
ist der Schalter 51 nicht vorhanden).
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Die
Spannung V3 ist so festzulegen, dass sie geringer ist als die Abschaltspannung
der integrierten Steuerschaltung CIC, d.h. geringer als die minimale Betriebsspannung.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
umfasst die Anfahrschaltung 40 vorzugsweise auch eine erste
Steuerschaltung 53 eines gesteuerten Schalters 51,
welche einen Operationsverstärker 46 beinhaltet,
der einen nichtinvertierenden Ausgang, an den eine vorbestimmte
Vorspannung V2 angelegt wird, und einen invertierenden Eingang,
der mit einem Aktivierungs/Deaktivierungs-Anschluss DIS der Anfahrschaltung 40 verbunden
ist, aufweist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 46 steuert einen
gesteuerten Schalter 51, der zwischen den Knoten 45 und
den Ausgangsanschluss OUT angeordnet ist. Insbesondere hält sie den
Schalter 51 geschlossen solange die Spannung an dem Aktivierungs/Deaktivierungsanschluss
DIS niedriger ist als die Spannung V2 und öffnet ihn beim Überwinden
von V2. Bei dieser zweiten Ausführungsform
steuert der Operationsverstärker 46 den
gesteuerten Schalter 51 direkt (das AND-Gatter 47 ist
nicht vorhanden).
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Die
an dem Aktivierungs/Deaktivierungs-Anschluss DIS anzulegende Spannung
ist eine Spannung, die für
gewöhnlich
zwei Werte, hoch und niedrig, besitzt, wobei die Spannung mit dem
hohen Wert anzeigt, dass die integrierte Steuerschaltung CIC arbeitet,
und mit dem niedrigen Wert anzeigt, dass die integrierte Steuerschaltung
CIC nicht arbeitet. Z.B. ist es für die integrierte Steuerschaltung
L5991 die Spannung Vref an dem Anschlussstift 4 und dessen Wert
ist 0 V oder 5 V. Dementsprechend ist die Spannung V2 so zu wählen, dass
ihr Spannung zwischen solchen Werten liegt und der hohe Wert von
dem niedrigen Wert unterschieden werden kann.
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Gemäß einer
dritten Ausführungsform
umfasst die Anfahrschaltung 40 vorzugsweise eine zweite
Steuerschaltung 52 des Schalters 51, die alternativ
oder in Kombination mit der ersten Steuerschaltung 53 verwendet
werden kann. Sie beinhaltet einen Operationsverstärker 48,
der einen invertierenden Eingang aufweist, an den eine vorbestimmte
Vorspannung V1 angelegt wird, und einen vorzugsweise über einen
durch Widerstände 49 und 50 gebildeten Spannungsteiler
mit dem Eingangsanschluss In verbundenen nichtinvertierenden Eingang
aufweist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 48 steuert den Schalter 51 direkt
in dem Fall, bei dem die erste Steuerschaltung 53 nicht
vorhanden ist. In dem Fall, bei dem sowohl die erste Steuerschaltung 53 als
auch die zweite Steuerschaltung 52 vorhanden sind, wird der
Ausgang des Operationsverstärkers 48 an
einen Eingang des AND-Gatters 47 angelegt, dessen Ausgang
den gesteuerten Schalter 51 steuert, und der Ausgang des
Operationsverstärkers 46 wird
an den anderen Eingang des AND-Gatters 47 angelegt.
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Der
Operationsverstärker 48 hält den Schalter 51 offen
solange die Spannung an dem Eingangsanschluss In geringer ist als
die Spannung V1 und schließt
ihn beim Überwinden
von V1, so dass die Probleme aufgrund des Abfalls der Speisespannung vermieden
werden. Insbesondere liegt die Spannung V1 in dem Intervall zwischen
0,2 und 2 V.
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5 zeigt
eine Wiedergabe der in einigen Punkten vorhandenen Spannungen und
des Ausgangsstroms der Schaltung aus 4 während des normalen
Betriebs und bei einem Kurzschluss. Die Kurve aus 5 zeigt
beginnend von oben den Ausgangsstrom Iout der Anfahrschaltung 40,
die an den Anschlüssen
des Kondensator Cs vorhandene Spannung Vcc sowie die an dem Anschluss
DIS vorhande ne Spannung Vref, und sie ist in Abschnitte 1 bis 9 unterteilt.
Die ersten drei Abschnitte beziehen sich auf den normalen Betrieb,
während
die Abschnitte 4 bis 9 sich auf den Fall beziehen, bei dem ein Kurzschluss
vorhanden ist.
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Der
Abschnitt 1 bezieht sich auf das Einschalten der Spannungsversorgung:
die Spannung an dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 48 hat
die Spannung V1 überwunden,
die Spannung Vref ist auf dem niedrigen Wert und die Spannung an
dem Anschluss Vout ist geringer als die Spannung V3, daher sind
die Schalter 44 und 51 geschlossen und der von
dem Anschluss OUT fließende
Strom, der gleich (1+K)× I
ist, lädt
den Kondensator Cs. Beim Erreichen der Spannung V3 öffnet der Operationsverstärker 43 den
Schalter 44 und die Ladekurve des Kondensators Cs weist
eine Steigungsabnahme auf wie in Abschnitt 2 aus 5 zu
sehen ist, da er nun nur durch einen Strom gleich I geladen wird,
der nur von dem Stromerzeuger 41 geliefert wird. Beim Erreichen
der Anfahrspannung Von der Schaltung CIC, die z.B. für die integrierte
Schaltung L5991 typischerweise gleich 15 V ist, beginnt die Schaltung
CIC zu arbeiten wie an dem Ansteigen der Spannung Vref in dem Abschnitt
3 zu sehen ist, und dementsprechend schließt der Schalter 51,
wodurch der aus dem Ausgangsanschluss OUT der Schaltung 40 herausfließende Strom
nach 0 gebracht wird.
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Am
Anfang des Abschnitts 3 ist auch das augenblickliche Verringern
der Spannung Vcc an den Anschlüssen
des Kondensators Cs sichtbar bis zum Erscheinen der Selbstspeisespannung
Va. Von diesem Punkt an wird der Betrieb der Kommutierspannungsversorgung
dank der Steuerung der Schaltung CIC fortgeführt.
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In
dem Fall eines Kurzschlusses wie in Abschnitt 4 nimmt die Spannung
Vcc bis zum Erreichen der minimalen Arbeitsspannung Voff ab, welche
z.B. für
die integrierte Schaltung L5991 typischerweise gleich 10 V ist,
und daher schaltet die Schaltung CIC ab und die Spannung Vref geht
auf den niedrigen Pegel. In dem Abschnitt 5 wird die Anfahrschaltung 40 wieder
angeschaltet, wobei der Schalter 51 geschlossen wird, aber
während
die Spannung Vcc über
der Spannung V3 ist, bleibt der Schalter 44 offen und der
Kondensator Cs lädt
sich selbst mit nur dem Strom des Stromerzeugers 41, der
gleich I ist. Die Spannung Vcc steigt an und erreicht die Anfahrspannung
der Schaltung CIC, d.h. die Anfahrspannung Von, die Schaltung CIC
beginnt zu arbeiten und Vref steigt an, aber während noch der Kurschlusszustand vorhanden
ist, nimmt die Spannung Vcc wieder ab und die zuvor beschriebenen
Phasen werden wiederholt bis der Kurschlusszustand beseitigt worden
ist. Tatsächlich
sind die Abschnitte 5, 7 und 9 sowie 4, 6 und 8 gleich.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein schnelles Anfahren erreicht aufgrund des Zusammenspiels
zweier Stromerzeuger 41 und 42, aber wir haben
ein Zeitintervall zwischen dem Anschalten und dem Ausschalten der
integrierten Steuerschaltung CIC, das nur von dem Strom des Stromerzeugers 41 abhängt, der
kleiner oder gleich dem des Stromerzeugers 42 ist. Der
Ausgangsstrom der Anfahrschaltung 40 ist 0 während des
normalen Betriebs der Steuerschaltung CIC.
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Dazu
haben wir ein Anfahren der Anfahrtschaltung nur, wenn die Spannung
an der Einspeiseleitung die Spannung V1 fest erreicht hat.