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Dokumentenidentifikation DE19939389A1 08.03.2001
Titel Verfahren zur Regelung eines Schaltnetzteiles und Schaltnetzteil
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Preller, Peter, 81243 München, DE
Vertreter Westphal, Mussgnug & Partner, 80336 München
DE-Anmeldedatum 19.08.1999
DE-Aktenzeichen 19939389
Offenlegungstag 08.03.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.03.2001
IPC-Hauptklasse H02M 3/00
Zusammenfassung Zur Verringerung von Schaltverlusten wird bei kleiner werdender Abgabelast die Frequenz eines Schaltnetzteils abgesenkt durch Frequenzsprünge, die jedoch Störungen verursachen können, wie zum Beispiel eine Verfälschung der Bildgeometrie bei Fernsehgeräten. Die durch Frequenzsprünge verursachten Störungen lassen sich durch eine Anpassung der Regelcharakteristik verringern, die jedoch verhältnismäßig aufwendig ist. Eine einfache, sehr preisgünstige, aber dennoch äußerst wirkungsvolle Lösung zur Verringerung von Störungen, verursacht durch Frequenzsprünge, sieht vor, den Beginn der Frequenzabsenkung bei einem Schaltnetzteil zu niedrigeren Abgabeleistungen hin zu verschieben, damit die Frequenzsprünge in einem Leistungsbereich auftreten, wo sie nicht mehr stören. Zur Durchführung dieser Maßnahme wird die Steuerspannung (UA) einer Ansteuerschaltung (A) des Schaltnetzteils auf den Eingang (2) der Primärstromnachbildung der Ansteurschaltung (A) über ein Ohmsches (R4, R5) oder ein kapazitives (R3, C3) Netzwerk gekoppelt. Durch die Kopplung der Steuerspannung (UA) auf den Eingang (2) der Primärstromnachbildung der Ansteuerschaltung (A) wird der Spannungsanstieg (U21) am Eingang (2) der Primärstromnachbildung während des Einschaltintervalls eines elektronischen Schalters (T) des Schaltnetzteils so verformt, dass über die Regelspannung (UR1) ein definierter Zusammenhang zwischen der Frequenz und der elektrischen Leistung hergestellt wird. Die Erfindung ist für Schaltnetzteile mit ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Schaltnetzteiles mit mindestens einem elektronischen Schalter und mit einer Ansteuerschaltung mit Primärstromnachbildung, wobei bei kleiner werdender Abgabelast die Frequenz zur Verringerung von Schaltverlusten abgesenkt wird.

Die Erfindung betrifft weiter ein Schaltnetzteil mit mindestens einem elektronischen Schalter und mit einer Ansteuerschaltung mit Primärstromnachbildung, wobei bei kleiner werdender Abgabelast die Frequenz zur Verringerung von Schaltverlusten abgesenkt wird.

Bei einem Schaltnetzteil wird eine Gleichspannung mittels eines elektronischen Schalters, zum Beipiels eines Schalttransistors, in eine Rechteckspannung zerhackt, die mittels eines Transformators übersetzt und anschließend gleichgerichtet wird. Mittels einer Regelung, die das Tastverhältnis oder die Frequenz des Schaltvorgangs steuert, wird die Ausgangsspannung auf einen konstanten Wert geregelt. Gegenüber herkömmlichen Netzteilen zeichnen sich Schaltnetzteile durch eine Reihe von Vorteilen aus. Schaltnetzteile sind als Sperrwandler, Durchflusswandler oder Gegentaktwandler ausgeführt.

Um bei einem Schaltnetzteil bei kleiner werdender Abgabelast Schaltverluste zu verringern, wird die Frequenz in Frequenzsprüngen abgesenkt, die jedoch in einigen Einsatzbereichen Störungen verursachen können. So wird beispielsweise bei der Absenkung der Frequenz durch Frequenzsprünge bei Einsatz eines Schaltnetzteiles in einem Fernsehgerät die Bildgeometrie erheblich beeinträchtigt. Derartige Störungen lassen sich durch eine Anpassung der Regelcharakteristik zwar verringern, jedoch ist der Aufwand hierfür beträchtlich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Regelung eines Schaltnetzteiles sowie ein Schaltnetzteil mit einfachen Mitteln ohne großen Aufwand so zu gestalten, dass bei Absenkung der Frequenz Störungen bei einem Verbraucher weitgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß dem in Anspruch 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass der Beginn der Frequenzabsenkung zu niedrigeren Abgabeleistungen verschoben wird.

Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil gemäß Anspruch 5 dadurch gelöst, dass die Steuerspannung zur Ansteuerung des elektronischen Schalters über ein Netzwerk auf den Eingang der Primärstromnachbildung gekoppelt ist.

Durch die erfindungsgemäße verfahrenstechnische Maßnahme, den Beginn der Frequenzabsenkung zu niedrigeren Abgabeleistungen zu verschieben, treten die Frequenzsprünge nicht mehr in einem Leistungsbereich auf, wo sie stören, sondern können gezielt durch geschickte Wahl des Beginns der Frequenzabsenkung in einen Leistungsbereich verschoben werden, wo sie nicht mehr stören. Schaltungsgemäß wird dieses Verfahren dadurch realisiert, dass die Steuerspannung mittels eines Netzwerkes auf den Eingang der Primärstromnachbildung gekoppelt wird. Dieses Netzwerk kann als Ohm'sches oder als kapazitives Netwerk ausgeführt sein. Das gemäß der Erfindung vorgesehene Netzwerk verformt den Spannungsanstieg am Eingang der Primärstromnachbildung der Auswerteschaltung während der Einschaltzeit des elektronischen Schalters derart, dass über die Regelspannung ein definierbarer Zusammenhang zwischen der Frequenz und der elektrischen Leistung besteht.

Die Erfindung wird nun anhand der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles beschrieben und erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles,

Fig. 3 die Drain-Spannung eines Schalttransistors,

Fig. 4 die Regelspannung und die Spannung am Eingang der Primärstromnachbildung,

Fig. 5 die Regelspannung und die Spannung an einem Eingang der Ansteuerschaltung.

Fig. 6 eine Standardschaltung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles,

Fig. 8 ein viertes Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles und

Fig. 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles.

Die Erfindung wird nun anhand des in der Fig. 1 abgebildeten ersten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles beschrieben und erläutert.

Für die Ansteuerschaltung des in Fig. 1 gezeigten Schaltnetzteiles ist der Siemens-Baustein TDA 16846 eingesetzt, dessen Pin 1 über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand R1 und einer Kapazität C1 auf Bezugspotential geschaltet ist. Der Pin 2 - der Eingang für die Primärstromnachbildung - des Bausteins TDA 16846 ist über eine Kapazität C2 und einen dazu in Reihe geschalteten Widerstand R5 auf Bezugspotential geschaltet. Außerdem liegt eine Versorgungsspannung UV über einen Widerstand R2 am Pin 2. Der Pin 13, an dem die Steuerspannung abnehmbar ist, des Bausteines TDA 16846 ist mit der Gate-Elektrode eines Schalttransistors T und über einen Widerstand R4 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Kapazität C2 und des Widerstandes R5 verbunden. Die Source-Elektrode des Schalttransistors T liegt auf Bezugspotential, während die Drain-Elektrode des Schalttransistors T mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung eines Transformators TR verbunden ist, an dessen Sekundärwicklung ein Verbraucher anschließbar ist. Der zweite Anschluss der Primärwicklung des Transformators TR liegt unmittelbar an der Versorgungsspannung UV und über eine Kapazität CP, vorzugsweise ein Elektrolytkondensator, auf Bezugspotential.

Durch den Kopplungszweig aus den Widerständen R4 und R5 wird der Spannungsanstieg der Spannung U2 am Pin 2 des Bausteins TDA 16846 während des Einschaltintervalls des Schalttransistors T so verformt, dass über die Regelspannung UR ein definierter Zusammenhang zwischen der Frequenz und der elektrischen Leistung hergestellt wird. Die genaue Funktionsweise wird anhand des zweiten in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles erläutert.

Für das in der Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles ist ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel für die Ansteuerschaltung der Siemens-Baustein TDA 16846 vorgesehen. Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist der Pin 1 des Bausteins TDA über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand R1 und einer Kapazität C1 an Bezugspotential geschaltet. Pin 13 des Bausteins TDA 16846 ist unmittelbar mit der Gate-Elektrode eines Schalttransistors T verbunden, dessen Source-Elektrode auf Bezugspotential liegt und dessen Drain-Elektrode mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung eines Transformators TR verbunden ist. Der Pin 13 des Bausteins TDA 16846 ist über ein RC- Glied, bestehend aus einer Reihenschaltung, aus einem Widerstand R3 und einer Kapazität C3, mit dem Pin 2, dem Eingang für die Primärstromnachbildung, des Bausteins TDA 16846 verbunden. Der Pin 2 ist außerdem über eine Kapazität C2 auf Bezugspotential und über einen Widerstand R2 an die Versorgungsspannung UV geschaltet. Am zweiten Anschluss der Primärwicklung des Transformators TR liegt ebenfalls die Versorgungsspannung UV. Über eine Kapazität CP ist der zweite Anschluss der Primärwicklung des Transformators TR auf Bezugspotential geschaltet. An die Sekundärwicklung des Transformators TR ist der mit Strom zu versorgende Verbraucher anschließbar.

Die in der Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles werden nun mit Hilfe der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Spannungsdiagramme erläutert.

Um die Funktionsweise des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispieles einfacher erläutern zu können, wird zunächst die Funktion eines Schaltnetzteiles gemäß dem Stand der Technik erklärt, bei dem das RC-Glied aus dem Widerstand R3 und der Kapazität C3 fehlt und das in Fig. 6 dargestellt ist. Während des Einschaltintervalls des Schalttransistors T wird die Kapazität C2 über den an die Versorgungsspannung UV bzw. an die eine Elektrode der Kapazität CP angeschlossenen Widerstand R2 geladen. Der Spannungsanstieg U2 an der Kapazität C2 bildet den Anstieg des Primärstromes in der Primärwicklung des Transformators TR nach. Der Anstieg des Primärstromes in der Primärwicklung des Transformators TR und der Anstieg der Spannung U2 am Pin 2 des Bausteines TDA 16846 erfolgen nahezu linear. Durch die Primärstromnachbildung wird der Ausschaltzeitpunkt des Schalttransistors bestimmt, der dann erreicht ist, wenn die Spannung U2 am Pin 2 die Regelspannung UR übersteigt, was zum Zeitpunkt t1 der Fall ist. Abhängig von der Regelspannung UR wird beim Baustein TDA 16846 nicht nur die Einschaltzeit des Schalttransistors T, sondern auch die Zeit vom Ausschalten bis zum nächsten Wiedereinschalten festgelegt. Diese Zeit wird mittels des RC-Gliedes aus dem Widerstand R1 und der Kapazität C1, das an Pin 1 des Bausteines TDA 16846 angeschlossen ist, festgelegt. Während der sogenannten Klingelunterdrückungszeit t1-t2 wird die Kapazität C1 intern auf einen konstanten Spannungswert, vorzugsweise 3,5 Volt, aufgeladen und anschließend durch den Widerstand R1 entladen. Sobald nun die Spannung U1 am Pin 1 die Regelspannung UR unterschreitet, wird die Freigabe zum Wiedereinschalten des Schalttransistors T beim nächsten Null-Durchgang erteilt. Die Freigabe erfolgt zum Zeitpunkt t5, das Wiedereinschalten dagegen zum Zeitpunkt t6.

In der Fig. 3 ist die Drain-Spannung des Schalttransistors T bei einem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil mit dem Rückkopplungsnetzwerk dargestellt.

In der Fig. 4 ist die Spannung U2 am Pin 2 des Bausteines TDA 16846 bei einem Schaltnetzteil ohne das erfindungsgemäße Koppelnetzwerk sowie die Spannung U21 am Pin 2 bei einem Schaltnetzteil mit dem erfindungsgemäßen Koppelnetzwerk gezeigt.

In der Fig. 5 ist die Spannung U1 am Pin 1 des Baustein TDA 16846 gezeigt sowie die Regelspannung UR bei einem Schaltnetzteil ohne das erfindungsgemäße Koppelnetzwerk und die Regelspannung UR1 bei einem Schaltnetzteil mit dem erfindungsgemäßen Koppelnetzwerk.

Bei einem Schaltnetzteil ohne das erfindungsgemäße Koppelnetzwerk steigt die Spannung U2 am Pin 2 des Bausteins TDA 16846 linear bis zum Umkehrpunkt P an, der beispielsweise auf eine Spannung von 5 Volt gesetzt ist. Am Schnittpunkt der Spannung U2 mit der chipinternen Regelspannung UR zum Zeitpunkt t1 wird der Schalttransistor T ausgeschaltet. Wird nun das erfindungsgemäße Koppelnetzwerk, das RC-Glied aus dem Widerstand R3 und der Kapazität C3, in das Schaltnetzteil eingebaut, so hat die Spannung U21 am Pin 2 einen anderen Verlauf. Sie steigt zunächst steiler an als die Spannung U2, macht dann aber einen Knick und schneidet zum selben Zeitpunkt t1 die Regelspannung UR1, die beim erfindungsgemäßen Schaltnetzteil größer ist als bei dem Schaltnetzteil ohne das erfindungsgemäße Koppelnetzwerk. Der auf 5 Volt festgesetzte Umkehrpunkt liegt sowohl beim erfindungsgemäßen Schaltnetzteil als auch beim Schaltnetzteil ohne das erfindungsgemäße Koppelnetzwerk an derselben Stelle.

Aus diesem Grund ist die maximal entnehmbare Leistung aus dem Schaltnetzteil unverändert geblieben. Die identische Lage des Umkehrpunktes wird durch geschickte Dimensionierung des Widerstandes R2 nach Einbau des RC-Gliedes aus der Kapazität C3 und dem Widerstand R3 erzielt. Die Regelung sorgt dafür, dass auch nach dem Einbau des RC-Gliedes bei unveränderter Abgabelast das zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 liegende Einschaltintervall den richtigen Wert bekommt. Wegen der Frequenzanhebung wird das Einschaltintervall beim erfindungsgemäßen Schaltnetzteil mit dem RC-Glied etwas kleiner. Die Regelung hebt die Regelspannung vom Wert UR auf den Wert UR1 an. Die Spannung U21 schneidet die Regelspannung UR1 zum selben Zeitpunkt t1 wie die Spannung U2 die Regelspannung UR beim Schaltnetzteil ohne das erfindungsgemäße RC-Glied schneidet. Die etwas höhere Regelspannung UR1 verkürzt beim erfindungsgemäßen Schaltnetzteil die Wartezeit bis zum nächsten Wiedereinschalten des Schalttransistors T, weil der Schnittpunkt der Spannung U1 mit der Regelspannung UR1 am Zeitpunkt t3 und nicht mehr am späteren Zeitpunkt t5 liegt. Aus diesem Grund wird der Schalttransistor T bereits beim ersten Nulldurchgang Z1 seiner Drain-Spannung Ud zum Zeitpunkt t4 wieder eingeschaltet. Weil der Schalttransistor T beim ersten Nulldurchgang Z1 bereits wieder eingeschaltet wird, wird der Lastbereich nach unten hin erweitert. Wie weit der Lastbereich nach unten hin erweitert wird, hängt vom Verhältnis der Kapazität C3 zur Kapazität C2 ab. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Wert der Kapazität C3 auf etwa 10% des Wertes der Kapazität C2 festzusetzen. Geeignete Werte für die Kapazität C2 sind zum Beispiel 470 pF und für die Kapazität C3 dementsprechend 47 pF. Durch den Serienwiderstand R3 wird der steile Anstieg der Spannung U21 etwas verflacht. Durch den Widerstand R3 wird verhindert, dass die Frequenz bei sehr geringer Last - zum Beispiel im Stand-by-Betrieb - durch das RC-Glied aus der Kapazität C3 und dem Widerstand R3 angehoben wird, weil die Einschaltdauer bei einer höheren Spannung U21 bereits sehr klein wird. Der Widerstand R3 ist daher nur bei größeren Werten der Kapazität C3 notwendig. Bei kleineren Werten der Kapazität C3 kann der Widerstand R3 durch einen Kurzschluss ersetzt werden.

Die Aufteilung des Spannungsverlaufs der Spannung U21 beim erfindungsgemäßen Schaltnetzteil in einen steilen und einen flachen Teil ändert auch in günstiger Weise die Regelsteilheit. Im steilen Teil, das heißt bei kleinen abgegebenen Leistungen, wird die Regelsteilheit abgesenkt, was die Gefahr von Regelschwingungen verhindert. Im flachen Teil der Spannung U21 wird die Regelsteilheit dagegen vergrößert, so dass eine Änderung der Regelspannung zu einer größeren Änderung des Einschaltintervalls des Schalttransistors T führt. Beim Baustein TDA 16846 wirkt sich dies günstig auf die in diesem Baustein eingebaute Antijitterschaltung aus, weil sich eine Veränderung der Periodendauer durch Auslassen von Nulldurchgängen weniger stark auf die Regelspannung auswirkt. Deshalb läßt sich die Änderung der Regelspannung leichter kompensieren.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellt, die ohne das Koppelnetzwerk auskommen.

Es wird nun das in der Fig. 7 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und erläutert.

Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist der Pin 1 des Siemens-Bausteins TDA 16846 über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand R1 und einer Kapazität C1 auf Bezugspotential geschaltet. Eine Versorgungsspannung UV liegt über einen Widerstand R2 am Pin 2. Der Pin 13, an dem die Steuerspannung abnehmbar ist, ist mit der Gate-Elektrode eines Schalttransistors T verbunden, dessen Source-Elektrode auf Bezugspotential liegt, während dessen Drain-Elektrode mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Transformators TR verbunden ist, an dessen Sekundärwicklung ein Verbraucher anschliessbar ist. Der zweite Anschluss der Primärwicklung des Transformators TR liegt unmittelbar an der Versorgungsspannung UV und über eine Kapazität CP, vorzugsweise ein Elektrolykondensator, auf Bezugspotential.

Der Pin 2 des Siemens-Bausteins TDA 16846 ist über eine Kapazität C2 und einen in Reihe dazu geschalteten Widerstand R5 auf Bezugspotential geschaltet.

Das dritte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles stellt eine vereinfachte Variante des in Fig. 1 abgebildteten ersten Ausführungsbeispiels dar, in welchem der Koppelwiderstand R4 zwischen Pin 13 und dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R5 und der Kapazität C2 weggelassen ist. Die Verformung des Spannungsanstiegs am Pin 2 geschieht allein durch den Widerstand R5. Der Spannungssprung der Spannung am Pin 2 wird durch den Spannungsabfall im Widerstand R5 hervorgerufen, dem der Aufladestrom durch den Widerstand R2, der auch durch die Kapazität C2 und durch den Widerstand R5 fließt, zu Beginn der Einschaltzeit des Schalttransistors T erzeugt. Weil beim dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles die Höhe des Spannungssprungs zur Versorgungsspannung UV proportional ist, entsteht der Effekt einer "Umkehrpunktnachführung", das heißt bei höherer Versorgungsspannung UV wird die 5-V-Grenze an Pin 2 wegen des höheren Spannungssprungs früher erreicht. Damit kann eine annähernde Unabhängigkeit der maximal möglichen Ausgangsleistung von der Versorgungsspannung UV bei freischwingenden Schaltnetzteilen erzielt werden.

Es wird nun das in Fig. 8 gezeigte vierte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles beschrieben und erläutert.

Es unterscheidet sich vom dritten in der Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispieles dadurch, dass der Widerstand R5 nicht unmittelbar, sondern über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand R6 und einer Diode D1 auf Bezugspotential geschaltet ist.

Durch die Parallelschaltung aus dem Widerstand R6 und der Diode D1 wird der Spannungssprung der Spannung an Pin 2 insbesondere bei einem Weitbereichsnetzteil weiter erhöht, um den Beginn der Frequenzabsenkung bei abnehmender Ausgangslast weiter hinauszuschieben. Eine Vergrößerung des Widerstandes R5 allein würde nämlich eine zu starke Umkehrpunktnachführung bewirken. Deshalb ist in Serie zum Widerstand R5 noch eine Diode D1 geschaltet, die einen stromunabhängigen Spannungsabfall, und zwar den einer Diodenflussspannung, erzeugt. Der Widerstand R5 ist vorzugsweise so dimensioniert, dass der Umkehrpunktnachführung in gewünschtem Maß hervorgerufen wird. Der Widerstand R6, der parallel zur Diode D1 geschaltet ist, ermöglicht den zur Umladung der Kapazität C2 erforderlichen Rückstrom nach dem Ende der Einschaltzeit.

Es wird nun das in Fig. 9 abgebildete fünfte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles beschrieben und erläutert.

Bei dem in der Fig. 9 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel ist zur Diode D1 eine weitere Diode D2 in Reihe geschaltet. Durch die Serienschaltung der beiden Dioden D1 und D2 wird ein relativ hoher Spannungssprung der Spannung an Pin 2 erzielt. Der Beginn der Frequenzabsenkung kann dann zu sehr kleinen Leistungen hin verschoben oder sogar ganz aufgehoben werden. Auf den Widerstand R5, der in der Fig. 8 zur Umkehrpunktnachführung nachgebaut ist, kann hier verzichtet werden, weil die geringe Stromabhängigkeit des Spannungsabfalles an der Serienschaltung der beiden Dioden D1 und D2 bereits den gewünschten Effekt der Umkehrpunktnachführung bewirkt.

Die Erfindung bietet dem Entwickler und Anwender den großen Vorteil, das Frequenzverhalten des erfindungsgemäßen Schaltnetzteiles in einem verhältnismäßig großen Bereich wählen zu können und so optimal an die vom Schaltnetzteil zu versorgende Last anpassen zu können. Neben dem bereits erwähnten Siemens-Baustein TDA 16846 sind auch die Siemens-Bausteine TDA 16847, TDA 16848, TDA 16849, TDA 4605-2 und TDA 4605-3 als Ansteuerschaltung für das erfindungsgemäße Schaltnetzteil geeignet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die angeführten Bausteine von Siemens beschränkt, denn die erfindungsgemäße Maßnahme, die Steuerspannung über ein Netzwerk auf den Eingang der Primärstromnachbildung zu koppeln, läßt sich bei allen Ansteuerbausteinen mit einer Primärstromnachbildung realisieren.

Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung in Fernsehgeräten einsetzen, weil sie die Bildgeometrie nicht verfälscht.

Dieser Vorteil wird mit einfachen und sehr preisgünstigen Mitteln erzielt, denn die Ansteuerschaltung ist verglichen mit dem Stand der Technik nur noch mit einem Koppelnetzwerk aus zwei Widerständen oder aus einem RC-Glied zu ergänzen. Bezugszeichenliste A Ansteuerschaltung

C1-C3 Kapazität

Cp Kapazität

D1-D2 Diode

R1-R6 Widerstand

T Schalttransistor

TR Transformator

UA Steuerspannung

UV Versorgungsspannung

U1 Spannung

U2 Spannung

U21 Spannung

UR Regelspannung

UR1 Regelspannung

Ud Drain-Spannung

Z1-Z3 Nulldurchgang

P Umkehrpunkt

1 Pin

2 Pin für Primärstromnachbildung

13 Pin für Steuerspannung


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Regelung eines Schaltnetzteiles mit mindestens einem elektronischen Schalter (T) und mit einer Ansteuerschaltung (A) mit Primärstromnachbildung, wobei bei kleiner werdender Abgabelast die Frequenz zur Verringerung von Schaltverlusten abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Frequenzabsenkung zu niedrigeren Abgabeleistungen hin verschoben wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsanstieg (U21) am Eingang (2) der Primärstromnachbildung der Ansteuerschaltung (A) während des Einschaltintervalls des elektronischen Schalters (T) so verformt wird, dass über die Regelspannung (UR1) ein definierter Zusammenhang zwischen der Frequenz und der elektrischen Leistung besteht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung des definierten Zusammenhangs zwischen der Frequenz und der elektrischen Leistung der Spannungsanstieg (U21) am Eingang (2) der Primärstromnachbildung mittels eines Ohmschen Koppelnetzwerkes (R4, R5) erzeugt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung des definierten Zusammenhangs zwischen der Frequenz und der elektrischen Leistung der Spannungsanstieg (U21) am Eingang (2) der Primärstromnachbildung mittels eines kapazitiven Koppelnetzwerkes (R3, C3) erzeugt wird.
  5. 5. Schaltnetzteil mit mindestens einem elektronischen Schalter (T) und mit einer Ansteuerschaltung (A) mit Primärstromnachbildung, wobei bei kleiner werdender Abgabelast die Frequenz zur Verringerung von Schaltverlusten verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannung (UA) für den elektrischen Schalter T über ein Koppelnetzwerk (R4, R5; R3, C3) auf den Eingang (2) der Primärstromnachbildung der Ansteuerschaltung (A) gekoppelt ist.
  6. 6. Schaltnetzteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelnetzwerk als Ohm'sches Widerstandsnetzwerk (R4, R5) ausgeführt ist.
  7. 7. Schaltnetzteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelnetzwerk als kapazitives Netzwerk (R3, C3) ausgeführt ist.
  8. 8. Schaltnetzteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ohm'sche Koppelnetzwerk ein Spannungsteiler aus 2 Widerständen (R4, R5) ist.
  9. 9. Schaltnetzteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Koppelnetzwerk ein RC-Glied aus einem Widerstand (R3) und einer dazu in Reihe geschalteten Kapazität (C3) ist.
  10. 10. Schaltnetzteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerschaltung (A) der Siemens-Baustein TDA 16846 oder TDA 16847 vorgesehen ist, dessen Pin 1 über eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand (R1) und einer ersten Kapazität (C1) auf Bezugspotential liegt, dessen Pin 2 - der Eingang der Primärstromnachbildung - über eine Reihenschaltung aus einer zweiten Kapazität (C2) und einem zweiten Widerstand (R5) auf Bezugspotential liegt und dessen Pin 13 mit der Gate-Elektrode eines Schalttransistors (T) und über einen dritten Widerstand (R4) mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der zweiten Kapazität (C2) und des zweiten Widerstandes (R5) verbunden ist, dass die Source-Elektrode des Schalttransistors (T) auf Bezugspotential liegt, dass die Drain-Elektrode des Schalttransistors (T) mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung eines Transformators (TR) verbunden ist, an deren zweitem Anschluss eine Versorgungsspannung (UV) liegt und deren zweiter Anschluss über eine dritte Kapazität (Cp) auf Bezugspotential geschaltet ist, dass der Pin 2 des Bausteins (A) über einen vierten Widerstand (R2) an der Versorgungsspannung (UV) liegt und dass an der Sekundärwicklung des Transformators (TR) der mit Strom zu versorgende Verbraucher anschließbar ist.
  11. 11. Schaltnetzteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerschaltung (A) der Siemens-Baustein TDA 16846 oder TDA 16847 vorgesehen ist, dessen Pin 1 über eine Parllelschaltung aus einem ersten Widerstand (R1) und einer ersten Kapazität (C1) auf Bezugspotential liegt, dessen Pin 2 - der Eingang der Primärstromnachbildung - über eine zweite Kapazität C2 auf Bezugspotential liegt und dessen Pin 13 mit der Gate- Elektrode eines Schalttransistors (T) und über ein RC-Glied aus einem dritten Widerstand (R3) und einer dazu in Reihe geschalteten dritten Kapazität (C3) auf den Pin 2 der Ansteuerschaltung (A) rückgekoppelt ist, dass die Source-Elektrode des Schalttransistors (T) auf Bezugspotential liegt, dass die Drain-Elektrode des Schalttransistors (T) mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung eines Transformators (TR) verbunden ist, an deren zweiten Anschluss eine Versorgungsspannung (UV) liegt und deren zweiter Anschluss über eine vierte Kapazität (Cp) auf Bezugspotential geschaltet ist, dass der Pin 2 des Bausteins (A) über einen dritten Widerstand (R2) an der Versorgungsspannung (UV) liegt und dass an der Sekundärwicklung des Transformators (TR) ein mit Strom zu versorgender Verbraucher anschließbar ist.
  12. 12. Schaltnetzteil mit mindestens einem elektronischen Schalter (T) und mit einer Ansteuerschaltung (A) mit Primärstromnachbildung, wobei bei kleiner werdender Abgabe die Frequenz zur Verringerung von Schaltverlusten verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerschaltung (A) der Siemens-Baustein TDA 16846 oder TDA 16847 vorgesehen ist, dessen Pin 1 über eine Parallelschaltung aus einem ersten Widerstand (R1) und einer ersten Kapazität (C1) auf Bezugspotential liegt, dessen Pin 2 - der Eingang der Primärstromnachbildung - über eine Reihenschaltung aus einer zweiten Kapazität (C2) und einem zweiten Widerstand (R5) auf Bezugspotential liegt und über einen dritten Widerstand (R2) an einer Versorgungsspannung (UV) liegt und dessen Pin 13 - der Ansteuerausgang - mit der Gate-Elektrode eines Schalttransistors (T) verbunden ist, dass die Source- Elektrode des Schalttransistors (T) auf Bezugspotential liegt, dass die Drain-Elektrode des Schalttransistors (T) mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung eines Transformators (TR) verbunden ist, an derem zweitem Anschluss die Versorgungsspannung (UV) liegt und deren zweiter Anschluss über eine dritte Kapazität (CP) auf Bezugspotential geschaltet ist.
  13. 13. Schaltnetzteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Widerstand (R5) und Bezugspotential eine Parallelschaltung aus einem vierten Widerstand (R6) und einer ersten Diode (D1) liegt.
  14. 14. Schaltnetzteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur ersten Diode (D1) eine zweite Diode (D2) in Reihe geschaltet ist.
  15. 15. Schaltnetzteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Widerstand (R5) durch einen Kurzschluss ersetzt ist.
  16. 16. Verfahren oder Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektronischer Schalter ein Schalttransistor (T) vorgesehen ist.






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