• 专利附录
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    • 专利摘要:

    公开号:WO1986007214A1
    申请号:PCT/EP1986/000276
    申请日:1986-05-10
    公开日:1986-12-04
    发明作者:Erich Geiger；Uwe Hartmann
    申请人:Deutsche Thomson-Brandt Gmbh；
    IPC主号:H02M3-00
    专利说明:
    [0001] Patentanmeldung
    [0002] Schutzschaltung für ein Schaltnetzteil
    [0003] Die Erfindung geht aus von einer Schutzschaltung für ein als Sperrwandler arbeitendes Schaltnetzteil zur Speisung elektronischer Geräte mit einem Transformator, dessen Pri¬ märwicklung von einer Treiberstufe lastabhängig durch einen in ihrer Breite modulierte Impulse gesteuerten elektro¬ nischen Schalter während einer Ladephase an eine unge¬ regelte Gleichspannung anschaltbar ist, wobei eine die Treiberstufe ansteuernde Regelschaltung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Belastung des Schaltnetzteils und der ungeregelten Spannung das Tastverhälnis der Impulse ändert und den elektronischen Schalter während einer Ent¬ ladephase sperrt.
    [0004] Es ist eine Schutzschaltung bekannt, bei welcher in Ver¬ bindung mit einer Horizontalablenkschaltung mit einem Zeilentransformator in einem Fernsehempfangsgerät von einer Wicklung des Zeilentransformators eine Informa¬ tionsspannung abgegriffen wird, die in einem Schwellwert¬ schalter mit einer Referenzspannung verglichen wird, bei deren Überschreiten eine monostabile Kippstufe eingeschal¬ tet wird. Die Kippstufe schaltet die Treiberstufe ab, die άan den Ablenkstrom liefernden Endtransistor sperrt, so daß dieser vor zu großem Strom gescnützt wird. (DE-PS 27 50 213). Nach der durch die monostabile Kippstufe vorgegebenen Zeitkonstante tritt die Horizontal¬ ablenkschaltung wieder in Funktion und wird wieder abge¬ schaltet, wenn die Störinformation noch vorhanden ist. Dieser Vorgang wiederholt sich intermittierend bis nach einer Anzahl von Abschaltungen das gesamte Fernsehemp¬ fangsgerät abgeschaltet wird.
    [0005] Es ist auch bekannt, für die Stromversorgung von elektro¬ nischen Geräten, insbesondere für die Stromversorgung von Fernsehempfangsgeräten Schaltnetzteile zu verwenden. Diese arbeiten als Sperrwandler, d.h. bei gesperrtem zumeist mit zeilenfrequenten Impulsen angesteuerten elektronischen Schalter, der in der im Oberbegriff des Patentanspruchs bezeichneten Art eingeschaltet ist, wird die Energie auf die Sekundärseite des Transformators übertragen. Auch derartig aufgebaute Schaltnetzteile sind mit einer Schutz¬ schaltung versehen, die bei zu großem Strom im elektro¬ nischen Schalter in der zuvor beschriebenen V/eise abge¬ schaltet werden..
    [0006] Bei der Anwendung von Schaltnetzteilen in Fensehempfangs- geräten sind die Anforderungen besonders hoch. Sie sollen zunächst einen möglichst hohen Regelbereich besitzen, d.h. sie sollen Netzspannungen von 90V bis 264V ausregeln. Die Regelung erfolgt durch Änderung des Tastverhältnisses der zeilenfrequenten Ansteuerimpulse. Diese Schaltnetzteile sind großen LastSchwankungen ausgesetzt, die durch die großen Strahlstromschwankungen und in Abhängigkeit von der abgegebenen niederfrequenten Leistung hervorgerufen werden. Bei der zukünftigen Anwendung in Verbindung mit Kameras, Bildschirmtextdecodern und anderen Peripheriegeräten ergeben sich zusätzliche Belastungen des Schaltnetzteils. Bei einem Schaltnetzteil nach dem Sperrwandlerprinzip ist sowohl der Scheitelwert des Ladestroms, der durch den ein¬ geschalteten elektronischen Schalter und durch die Primärwicklung des Transformators fliesst sowie die Ent- ladezeit, v/ährend der die gespeicherte Energie an die Sekundärseite des Transformators abgegeben wird, proportio¬ nal der entnommenen Leistung. Die Ladezeit dagegen ist abhängig von der angelegten ungeregelten Betriebsspannung und der entnommenen Leistung. Der Transformator soll dabei so dimensioniert sein, daß bei maximal abgenommener Leistung und minimaler Spannung die Entladezeit und die Ladezeit des Schaltnetzteils gleich groß sind und damit eine höchstmögliche Aussteuerung erreicht wird und daß sich bei dieser Leistung die Entladephase und die Aufladephase zeitlich gerade nicht überschneiden. Bei minimaler entnommer Leistung und maximaler ungeregelter Betriebsspannung soll die kleinstmögliche Ladezeit keine . größere Ladung als Entladung zur Folge haben. Bei einem Fernsehgerät sind diese Forderungen sehr schwer zu erfüllen. Die LastSchwankungen können bei einem Fernseh¬ empfänger durch die starken StrahlStromschwankungen sehr groß sein, zumal bei großformatigen Bildröhren der Kontras-c sehr hoch eingestellt wird. Trotz Vorkehrungen gegen zu hohe Strahlströme mit Hilfe von Schaltungen zur Strahlstrombegrenzung kann der Strahlstrom für kurze Dauer z.B. für die Dauer eines oder mehrerer Halbbilder um das Sechs- bis Siebenfache überschritten werden. Sowohl die Zeilenendstufe als auch das Netzteil müssen diese Überlast ohne Schaden zu erleiden verarbeiten können. Diese Überlast ist umso größer, je kleiner der Innenwider¬ stand der Zeilenendstufe ist. Diese zusätzliche aufzu¬ bringende Leistung wirkt auf das Netzteil zurück und dieses müßte für die Absicherung gegen diese kurzzeitigen Über¬ lastungen überdimensioniert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben der statischen Schutzschaltung zusätzlich eine dynamische Schutzschaltung vorzusehen, die das Schaltnetzteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art auch gegen kurzzeitige Überlastungen schützt. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst.
    [0007] Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbei - spiel eines Schaltnetzteil beschrieben.
    [0008] Figur 1 zeigt ein Schaltnetztzeil mit der angemeldeten Schaltungsmaßnahme;
    [0009] Figur 2 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Figur 1.
    [0010] In Figur 1 ist ein bekanntes Sperrwandlerschaltnetzteil dargestellt, welches aus der mit Hilfe des Gleichrichters 1 aus der Netzspannung UN gleichgerichteten ungeregelten Gleichspannung ÜB die stabilen Betriebsspannungen Ul bis Un für den Fernsehempfänger erzeugt. Das Schaltnetz¬ teil besteht aus einem Transformator 2 dessen Primär¬ wicklung 3 in Serie zum elektronischen Schalter 4 liegt, der mit i pulsbreiten-modulierten Impulsen über den Transistor 5 und die Gegentakttreiberstufe 6 ange¬ steuert wird. An den Sekundärv/icklungen 7 werden die Be¬ triebsspannungen Ul bis Un abgenommen. In Abhängigkeit von der Belastung des Schaltnetzteils sorgt eine Regelschaltung 8 für eine Änderung des Tastverhältnisses der Ansteuer- impulse. Zum Schutz vor Dauerüberlastung wird am Emitter des elektronischen Schalters 4 eine Spannung abgenommen, die eine mono≤tabile Kippschaltung 9 derart umschaltet, daß die Ansteuerimpulse für eine gewisse Zeit abgeschalter •Λerden. Wie oben bereits erwähnt, ist die Entladezeit des Transformators allein von der Belastung des Schaltnetz¬ teils abhängig und vergrößert sich mit dieser. Wird die Entladezeit bei Überlastung so groß, daß der elektronische Schalter 4 durch die Regelschaltung 8 vor Abklingen des Entladestroms IE bereits wieder eingeschaltet wird, startet der Ladestrom IL nicht mit dem Wert Null sondern besitzt schon einen Anfangswert. Dies is in Figur 2b dargestellt. Figur 2a zeigt den Fall des Normalbetriebes bei extremert Bedingungen für das Schaltnetzteil, d.h. für den Fall der niedrigsten unstabilisierten Betriebsspannung ÜB bei maxi¬ mal entnommener Leistung Pmax. In Figur 2b tritt zum Zeit- punkt to der Überlastfall ein. Durch die Verlängerung der Entladezeit, d.h. durch die Verkleinerung des di/dt wird der Ladestrom IL zum Zeitpunkt tl bereits wieder einge¬ schaltet, so daß nach fortdauernder Überlast nach einigen Zyklen die Sollspannung US überschritten wird und der elektronische Schalter 4 in die Sättigung kommt und zerstört werden kann. Erst nach Entfernen der Überlast zum Zeitpunkt t2 pendelt sich der Lade- und Entladevorgang wieder auf normale Werte ein (Figur 2b). Ist die Überlast jedoch von längerer Dauer, ist leicht einzusehen, daß der elektronische Schalter dadurch zerstört wird.
    [0011] Die angemeldete Schaltungsmaßnahme verhindert nun einen Ladevorgang durch den Ladestrom IL zwangsläufig solange noch ein Entladestrom IE fließt, d.h. im geschilderten Extremfall wird der elektronische Schalter 4 nicht eher wieder einschaltbar, bis der Entladestrom IE verschwindet. Dazu wird die Tatsache ausgenutzt, daß, solange der Entladestrom IE fließt, an einem Ende einer Primärwicklung des Transformators ein positives Potential vorhanden ist. Diese Information gelangt über die Dioden 10 und 11 und den Widerstand 12 an den Transistor 5, der auch die An- steuerimpulse UT erhält, die damit teilweise umwirksam v/erden, indem trotz Ansteuerung mit den Impulsen UT (Figur 2d) während der Zeit Δ kein Aufladestrom fHessen kann, sondern der Transformator erst vollkommen entladen wird, was in Figur 2c mit der unterbrochenen Linie ange¬ deutet ist.
    [0012] Es wird hier das Schaltnetzteil nicht vollkommen abge¬ schaltet, sondern es wird nur die Regelung auf die konstante Ausgangsspannung für die Dauer der Überlastung außer Funktion gebracht. Solange über den" Widerstand 12 die Information' anliegt, ist der elektronische Schalter" 4 zwangsläufig gesperrt und nicht einschaltbar. Es wird dann zwar nicht der Endwert des • Ladestroms IL erreicht, so daß während der Überlast die Sollspannung US nicht er¬ reicht wird und etwas zurückgeht, jedoch ist für den Be¬ nutzer des Fernsehgerätes ein kurzzeitiges Absinken dieser nicht mehr geregelten Sollspannung nicht erkennbar. Es wird mit der Schaltungsmaßnahme erreicht, daß für die Absicherung gegen kurzzeitige Überlastung das Schalt¬ netzteil nicht überdimensioniert zu werden braucht.
    [0013] Bezugszeichenliste
    [0014] Gleichrichter Transformator Primärwicklung elektronischer Schalter Transistor Gegentakttreiberstufe Sekundärwicklungen Regelschaltung monostabile Kippstufe Diode Diode Widerstand
    权利要求:
    Claims

    Patentansprüche
    Schutzschaltung für ein als Sperrv/andler arbeitendes Schaltnetzteil zur Speisung elektronischer Geräte mit einem Transformator, dessen Primärwicklung von einer Trei¬ berstufe last- und spannungsabhängig über einen durch in ihrer Breite modulierte Impulse gesteuerten elektronischen Schalter während einer Ladephase an eine ungeregelte Gleichspannung anschaltbar ist, wobei eine die Treiber¬ stufe ansteuernde Regelschaltung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Belastung des Schaltnetzteils und ungeregelter Spannung das Tastverhältnis der Impulse ändert und den elektronischen Schalter während einer Ent¬ ladephase sperrt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß ein S-teuerkreis vorgesehen ist, der während der Entladephase des Sperrwandlernetzteils den elektro¬ nischen Schalter zwangsläufig unabhängig von dem von der Regelschaltung erzeugten Signal in gesperrtem Zustand hält.
    Schutzschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Steuerkreis an das Ende einer Wicklung des Transformators des Schaltnetzteils angeschlossen ist, die während der Ent¬ ladephase eine positive Spannung über eine Diode und einen Widersrand an die Treiberschaltung liefert, die den den Basisstrom für den elektronischen Schalter liefernden Transistor soerrt.
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    同族专利:
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    引用文献:
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    法律状态:
    1986-12-04| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP |
    1986-12-04| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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