DD147583A5 - Rueckkopplungsschaltung,insbesondere fuer impulsspannungswandler - Google Patents

Abstract

Die Rueckkopplungsschaltung, insbesondere fuer Impulsspannungswandler, enthaelt einen Differential-Vorverstaerker in einer die Phase nicht umkehrenden Konfiguration. Dieser Verstaerker vergleicht das Signal aus dem Stabilisatorausgang mit dem Signal aus der ersten Bezugsspannungsquelle.Drueber hinaus weist die Schaltung einen als Komparator arbeitenden Differentialverstaerker auf,dessen Ausgang mit dem Stabilisatoreingang verbunden ist,und einen Block, dessen Ausgangsspannung gleich der hoeheren einer Eingangsspannungen ist. Der Ausgang des Vorverstaerkers ist mit dem Eingang des Blocks verbunden. An den anderen Eingang des Blocks ist der Ausgang des Sicherungsblocks angeschlossen. Der Sicherungsblock gibt am Ausgang eine von der Temperatur und dem Belastungsstrom des Stabilisators abhaengige Spannung ab. Dem Summenverstaerker werden die Spannung aus dem Generator fuer periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs und die Ausgangsspannung aus dem Block zugefuehrt. Der Ausgang des Summenverstaerkers ist mit dem Eingang (-) des als Komparator arbeitenden Differentialverstaerkers verbunden.

Description

. 2 1 7 2 8 2 ""^- Berlin, den 7. 3. 1980

GZ 56 273 17

Rückkopplungsschaltung, insbesondere für Impulsspannungswandler

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Rückkopplungsschaltung, insbesondere für Impulsspannungswandler, die eine einwandfreie Arbeit des Stabilisators im Bereich der Stabilisierung der Ausgangsspannung und auch im Bereich der Wirkung von Überstrom- und Temperatursicherungen gewährleistet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die aus der polnischen Patentschrift Nr. 98 775 bekannte Rückkopplungsschaltung besteht aus einem über einen Widerstand mit negativer Rückkopplung erfaßten Differential-Vorverstärker, dessen die Phasen nicht umkehrender Eingang mit dem Ausgang des Stabilisators über einen Widerstand und dessen Ausgang über einen Widerstand mit dem die Phase umkehrenden Eingang des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers verbunden sind. Zusätzlich wird an denselben Eingang des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers über einen Widerstand aus einem Generator für periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs eine Spannung zugeführt. Die erste Bezugsspannungsquelle ist über einen Widerstand mit dem die Phase umkehrenden Eingang des Differential-Vorverstärkers, die Bezugsspannungsquelle hingegen über einen Widerstand mit dem die Phase nicht umkehrenden Eingang des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers verbunden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung ist wie folgt:

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Die Differenz zwischen der Spannung aus der ersten Bezugsspannungsquelle und der Ausgangsspannung des Stabilisators wird in dem Differential-Vorverstärker verstärkt und nachher mit der Spannung aus dem Generator für periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs am die Phase umkehrenden Eingang des als Komparator arbeitenden Verstärkers addiert. Im Zeitpunkt, in dem die summierten Spannungen am die Phase umkehrenden Eingang gleich der dem die Phase nicht umkehrenden Eingang des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers zugeführten Spannung sind, entsteht durch die Verwendung der positivenRückkopplung eine große Spannungsänderung am Ausgang dieses Verstärkers· Die Spannung am Ausgang des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers kehrt am Anfang jeder Verlaufsperiode aus dem Generator für periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs zu dem vorherigen Zustand zurück. Die Impulsbreite am Ausgang dieses Verstärkers ist proportional zur Ausgangsspannung des Stabilisators.

Ziel aer Erfindung

Ziel aer Erfindung ist es, die Abhängigkeit der Ausgangsspannung des Stabilisators vom Temperaturverhalten der Bauelemente zu vermeiden«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Auslegung der Rückkopplungsschaltung, insbesondere für Impulsspannungswandler, zu entwickeln, welche eine einwandfreie Arbeit des Stabilisators im Bereich der Ausgangsspannungsstabilisierung

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und auch im Bereich der Wirkung der Oberstrom-, und Temperatursicherungen zuläßt.

Diese Aufgabe wurde durch eine Rückkopplungsschaltung erzielt, welche einen Differentialverstärker in einer die Phase nicht umkehrenden Konfiguration enthält, der den Vergleich der Ausgangsspannung des Stabilisators mit der Spannung der ersten Bezugsspannungsquelle realisiert, und einen als Komparator arbeitenden Differentialverstärker, der mit seinem-Ausgang mit dem Stabilisatoreingang verbunden ist, und die darüber hinaus den Generator für periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs und einen dem Stabilisator angeschlossenen Sicherungsblock, dessen Ausgangsspannung von der Temperatur und dem Belastungsstrom des Stabilisators abhängig ist, aufweist, wobei zwischen den Ausgang des Differential-Vorverstärkers und den Eingang (-) des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers ein Block gestellt ist, der von den Spannungen aus dem Ausgang des Differential-Vorverstärkers und des Sicherungsblocks den maximalen Wert des Zeitverlaufs wählt sowie ein Summenverstärker der Spannung aus dem Generator für periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs und der Ausgangsspannung des Blocks,

Die erfindungsgemäße Schaltung gestattet einen automatischen Obergang aus dem Bereich der Spannungsstabilisierung in den Bereich der Stromstabilisierung und die Realisierung eines Schutzes vor übermäßiger Steigerung der Temperatur in Abhängigkeit davon, ob der Differential-Vorverstärker oder der Sicherungsblock höhere Spannung abgibt.

Darüber hinaus kennzeichnet sich die Erfindung durch die

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Unabhängigkeit der Ausgangsspannung des Stabilisators von den Temperaturschwankungen der Bauelemente des Blocks, welcher in der Schleife der negativen Spannungsrückkopplung angeordnet ist, und durch die Möglichkeit, den Block mittels einfachster Mittel (Dioden-Schwellenschaltung) zu realisieren, was bei anderer Lokalisierung kompliziertere Mittel erforderlich machen würde.

Ausführunqsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Obersiehts-Blockschaltbild.

Zwischen den Differential-Vorverstärker W und den Summenverstärker S ist der Block M eingeschaltet, der zusätzlich mit dem Sicherungsblock CT verbunden ist.

Der Differential-Vorverstärker VY. ist in einer die Phase nicht umkehrenden Konfiguration geschaltet, wobei in die Rückkopplung des Differential-Vorverstärkers W der Widerstand R₃ eingeschaltet ist, und an den die Phase umkehrenden Eingang über den Widerstand R„ die Spannung aus der ersten Bezugsspannungsquelle Z. zugeführt wird. An den die Phase nicht umkehrenden Eingang wird über den Widerstand R₁ die Ausgangsspannung des Stabilisators P zugeführt.

Wenn am Ausgang des Sicherungsblocks CT eine niedrige Spannung auftritt, was dem Belastungsstrom und der Temperatur unterhalb der Grenzwerte entspricht, ist die Ausgangsspannung des Differential-Vorverstärkers W der Ausgangsspannung des Blocks M gleich. Das entspricht einem Betrieb innerhalb

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des Bereiches der Stabilisierung der Ausgangsspannung des Stabilisators P. Wenn die Spannung aus dem Sicherungsblock CT den Wert der Ausgangsspannung des Differential-Vorverstärkers W überschreitet, tritt am Ausgang des Blocks M die höhere Spannung aus dem Sicherungsblock CT auf. Dieser Zustand entspricht einer Unterbrechung der negativen Rückkopplungsschleife für die Spannungsstabilisierung und dem Schließen der negativen Rückkopplungsschleife für die Stromstabilisierung« Der Summenverstärker soll die algebraische Summe der Spannungen aus dem Block M und dem Generator für periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs G bilden.

Der Ausgang des Summenverstärkers S ist an den die Phase umkehrenden Eingang des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers VV„ angeschlossen. An den die Phase nicht umkehrenden Eingang des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers W wird über den Widerstand R. die Spannung aus der Bezugsspannungsquelle Z₂ zugeführt.

Eine angemessene Flankensteilheit der Impulse am Ausgang des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers W 'wird durch den Widerstand R₅ als positive Rückkopplung realisiert.

VergleichsaufStellung der Kennwerte von gewählten/ auf dem Prinzip der Umschaltung arbeitenden Speisegeräten · ·

Pos. Kennwert

EZP- EZP- EZI- MG-5-20 IJS-U- 63//5C

-5V/2OA -12V/10A -5V/12A 5V/10A -5-OV 5V/22A

5V/.2OA

MERA-ZAP MERA-ZAP MERA-ZAP GOULD- LAMBDA HEWLETT-

-ADVANCE -PACKARD

Stabilisierung U bei ^J -

nom

Temperaturkoeffizient (Schwankungen) nach 2 h - U

odr

wy

Stabilisierung von den NetzspannungsSchwankungen 220 V t]g I

0,1

— U.

:.ou

wy

0,1

0,05

0,1

0,4

0,01

^(Uwe⁼ =13+15 V)

0,05 0,1

0,4

0,1

± 0,06 ± 0,07 ± 0,02 ± 0,1 + 0,03 ± 0,015

0,02

1 2 3 4 . . 5 6 '. " 7 8

4 . Brummspannungen U.

(Effektivwert) (mV) 8 8 6 10 10 9

5. Nadelimpulse U (mV) < 50 < 50 < 15 . 50 50 50

6. Übersteuerungsamplitude im Bereiche 0 ... I (mV) CD

im Bereiche . < 150 < 100 < 100 350 —- ^

7. Übersteuerungszeit (ms) 1 11 4 1 J₃

8. Wirkungsgrad für

Nennbedingungen (%) 70 70 65 70 70 70

9. Spezifischer Leistungs-

faktor .: (W/kg) 38,6 37,0 50 31,2 32

10. Spezifischer Leistungs-.

faktor (W/dm³) 40,9 39,3 66 33,3 40,2 f*

Claims (1)

1. Rückkopplungsschaltung, insbesondere für Impulsspannungswandler, die einen Differential-Vorverstärker in einer die Phase nicht umkehrenden Konfiguration enthält, der den Vergleich des Ausgangssignals des Stabilisators mit dem Signal aus der ersten Bezugsspannungsquelle realisiert, und einen als Komparator arbeitenden Differentialverstärker, dessen die Phasen nicht umkehrender Eingang über einen Widerstand mit der Bezugsspannungsquelle und dessen Ausgang mit dem Stabilisatoreingang verbunden ist, und überdies einen ,Generator für periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs sowie einen mit dem Stabilisator verbundenen Sicherungsblock, dessen Ausgangsspannung von der Temperatur und dem Belastungsstrom des Stabilisators abhängig ist, und auch einen Block, der an seinem Ausgang eine Spannung abgibt, die gleich der höheren seiner Eingangsspannung ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingänge des Blocks (M) mit dem Ausgang des Differential-Vorverstärkers (W₁) und dem Ausgang des Sicherungsblocks (CT) und der Ausgang des Blocks (M) und der Ausgang des Generators für periodische Intervalle gleichbleibenden Verlaufs (G) mit dem Eingang eines Summenverstärkers (8) , dessen Ausgang dem Eingang (-) des als Komparator arbeitenden Differentialverstärkers (VV ) angeschlossen ist, verbunden sind»

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