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Title:
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING A BLOCKING OSCILLATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/034908
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a circuit arrangement (1) for controlling a step-up switching regulator or a blocking oscillator (10) which comprises a controllable semiconductor switch element (11) whose gate terminal can be impinged upon by a control circuit (20) with a control signal generated by said control circuit. The circuit arrangement is provided with a signal generation circuit (30) coupled with the control circuit (20), which influences the control signal generated by the control circuit (20) in such a manner that the semiconductor switch element (11) of the blocking oscillator (10) is switched when there is no voltage applied to its load path. For this purpose, the signal generation circuit (30) is directly connected to the semiconductor switch element (11).

Inventors:
DRECHSLER EBERHARD (DE)
KOMMA THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/053766
Publication Date:
April 06, 2006
Filing Date:
August 02, 2005
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
DRECHSLER EBERHARD (DE)
KOMMA THOMAS (DE)
International Classes:
H02M3/156
Foreign References:
US20020191418A12002-12-19
US6614288B12003-09-02
US5349514A1994-09-20
Other References:
KREIN P T: "TRICKS OF THE TRADE: THE AUTOMATIC RESONANT SWITCH" IEEE POWER ELECTRONICS SOCIETY NEWSLETTER, Juli 2001 (2001-07), Seite 1, XP001032687
WOFFORD L: "UC1860-new IC controls resonant mode power circuits" CONFERENCE PROCEEDINGS - APEC '88: THIRD ANNUAL IEEE APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION, 1. Februar 1988 (1988-02-01), Seiten 299-307, XP010070099 New Orleans, LA, USA
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
200412856Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung (1) zum Ansteuern eines Hochsetzstel lers oder eines Sperrwandlers (10), der ein steuerbares HaIb leiterschaltelement (11) aufweist, dessen Steueranschluss von einer Steuerschaltung (20) mit einem von dieser erzeugten Steuersignal beaufschlagbar ist, wobei eine mit der Steuerschaltung (20) gekoppelte Signaler¬ zeugungsschaltung (30) vorgesehen ist, die das von der Steuerschaltung (20) erzeugte Steuersignal derart beein flusst, dass ein Schaltvorgang des Halbleiterschaltele¬ ments (11) des Sperrwandlers (10) erfolgt, wenn über dessen Laststrecke keine Spannung anliegt, und die Signalerzeugungsschaltung (30) direkt mit dem HaIb leiterschaltelement (11) verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungsschaltung (30) DetektionsMittel (35) zum Detektieren einer an der Laststrecke des Halbleiterschaltele¬ ments (11) anliegenden Spannung aufweist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungsschaltung (30) AddierMittel (31) zum Er¬ zeugen eines AdditionsSignals aufweist, die dieses in Abhän¬ gigkeit eines detektierten SpannungsNulldurchgangs an der Laststrecke des Halbleiterschaltelements (11) erzeugen.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungsschaltung (30) ÜberlagerungsMittel (40,41) aufweist, die das AdditionsSignal dem von der Steu¬ erschaltung (20) erzeugten Steuersignal überlagern.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, 200412856 dadurch gekennzeichnet, dass das von der Steuerschaltung (20) erzeugte Steuersignal ein Sägezahnsignal ist und das von der Signalerzeugungsschaltung (30) erzeugte AdditionsSignal eine Spannungsflanke ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (20) einen Eingang (23) aufweist, an dem eine Referenzspannung zur Einstellung der Frequenz des Säge¬ zahnsignals anliegt, wobei der Eingang (23) mit dem Ausgang (46) der Signalerzeugungsschaltung (30) verbunden ist, an dem das AdditionsSignal abgreifbar ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das AddierMittel (31) mit einem Widerstand (41) gekoppelt ist, der einen Spannungshub des von dem AddierMittel erzeug¬ ten AdditionsSignals bewirkt.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (46) der Signalerzeugungsschaltung (30) mit einem Widerstand (40) gekoppelt ist, um eine Addition des von der Signalerzeugungsschaltung (30) erzeugten AdditionsSignals und dem von der Steuerschaltung (20) erzeugten Signal zu be¬ wirken.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das AddierMittel (31) mit dem DetektionsMittel (35) über eine Serienschaltung einer Zenerdiode und eines Widerstand miteinander gekoppelt ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass 200412856 das von der Steuerschaltung (20) erzeugte Steuersignal ein Einschaltet des Halbleiterschaltelements (11) des Sperrwand¬ lers (10) bewirkt, wenn über dessen Laststrecke keine Span¬ nung anliegt.
11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass das DetektionsMittel (35) zum Detektieren der Spannung an der Laststrecke des Halbleiterschaltelements (11) die Span¬ nung auf eine abfallende Spannungsflanke hin überwacht.
12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrwandler ein Hochsetzsteller (Boost Converter) , ein FlybackConverter, ein FlybackConverter mit angezapfter Drossel oder ein FlybackConverter mit auf Betriebsspannung aufgesetzter Sekundärwicklung ist.
Description:
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Beschreibung

Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Sperrwandlers

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Hochsetzstellers oder eines Sperrwandlers, der ein steuerbares Halbleiterschaltelement aufweist, dessen Steuer- anschluss von einer Steuerschaltung mit einem von dieser er¬ zeugten Steuersignal beaufschlagbar ist.

Aus dem Stand der Technik bekannte Spannungswandler wie z.B. Hochsetzsteller (Boost Converter) oder Flyback-Konverter, die in Stromversorgungsanordnungen (Schaltnetzteile) eingesetzt werden, werden häufig hart schaltetd betrieben. Dies hat zur Folge, dass die Spannungswandler Schaltverluste aufweisen.

Schaltverluste resultieren daher, dass das in dem Spannungs ¬ wandler vorgesehene Halbleiterschaltelement zu einem Zeit ¬ punkt leitend geschaltet wird, zu dem über seiner Laststrecke noch oder bereits wieder eine Spannung anliegt.

Um Stromversorgungsanordnungen mit möglichst geringen Abmaßen realisieren zu können, muss deren Betriebsfrequenz erhöht werden. Bei einem Sperrwandler, der mit fester Frequenz be¬ trieben wird, führt dies zu erhöhten Schaltverlusten. Die Schaltverluste können nur durch so genanntes "weiches Schal ¬ tet" vermieden werden, wobei die Schaltungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass das (Ein-) Schaltet des Halbleiter ¬ schaltelements des Sperrwandlers im Spannungsnulldurchgang folgt. Als Spannungsnulldurchgang wird dabei derjenige Be- triebszustand des Halbleiterschaltelements bezeichnet, bei dem über dessen Laststrecke keine Spannung anliegt.

Aus dem Stand der Technik sind hierzu Steuerschaltungen be¬ kannt, die über einen separaten Messeingang verfügen, mit welchem eine Hilfswicklung auf der Drossel des Sperrwandlers verbunden ist. Mit der Hilfswicklung kann der Stromnulldurch¬ gang detektiert werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Schalt-

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transistor wieder eingeschaltet werden. Die Betriebsart der ¬ artiger Steuerschaltungen wird in der Fachliteratur als "cri- tical conduction mode" bezeichnet.

Das Vorsehen einer zusätzlichen Hilfswicklung - sei es auf der Drossel eines Hochsetzstellers oder auf dem Transformator eines Sperrwandlers - ermöglicht zwar das Erhöhen der Be ¬ triebsfrequenz des Sperrwandlers und damit die Reduktion der Größe der Stromversorgungs-Schaltungsanordnung. Andererseits wird ein Teil des eingesparten Bau-Volumens durch den benö ¬ tigten Platz der Hilfswicklung wieder aufgezehrt. Darüber hinaus schlägt sich das Vorsehen einer Hilfswicklung auf die Kosten des Wickelguts negativ nieder.

Es wäre deshalb wünschenswert, eine Schaltungsanordnung an ¬ zugeben, welche ein verlustarmes bzw. verlustfreies Schaltet des Halbleiterschaltelements eines Spannungswandlers ermög ¬ licht und die gleichzeitig den Verzicht auf eine Hilfswick- lung möglich macht.

Diese Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausges ¬ taltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Hochsetzstellers oder eines Sperrwandlers, der ein steuerba ¬ res Halbleiterschaltelement aufweist, dessen Steueranschluss von einer Steuerschaltung mit einem von dieser erzeugten Steuersignal beaufschlagbar ist, enthält eine mit der Steuer- Schaltung gekoppelte Signalerzeugungsschaltung, die das von der Steuerschaltung erzeugte Steuersignal derart beeinflusst, dass ein Schaltvorgang des Halbleiterschaltelements des Sperrwandlers erfolgt, wenn über dessen Laststrecke keine Spannung anliegt. Hierbei ist die Signalerzeugungsschaltung direkt mit dem Halbleiterschaltelement verbunden.

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Gegenüber bekannten Anordnungen weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung den Vorteil auf, dass diese ein verlust ¬ freies Betreiben des Sperrwandlers ermöglicht, dabei jedoch einen lediglich geringen Platzbedarf benötigt, da sämtliche hierzu notwendigen Bauelemente in integrierter Form vorgese¬ hen werden können. Diese sind in der Signalerzeugungsschal ¬ tung vorgesehen, welche zusammen oder getrennt mit der Steu¬ erschaltung in einem einzigen Chip oder auf einer Leiterplat¬ te angeordnet sein kann. Der Verzicht auf eine Hilfswicklung als externes Bauelement wird dadurch möglich, dass die erfin ¬ dungsgemäße Signalerzeugungsschaltung nicht mehr den in der Drossel bzw. dem Transformator des Spannungswandlers fließen¬ den Strom überwacht, sondern eine direkte Verbindung mit dem Halbleiterschaltelement des Sperrwandlers aufweist, um dessen Spannung zu überwachen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Signalerzeu¬ gungsschaltung Detektions-Mittel zum Detektieren einer an der Laststrecke des Halbleiterschaltelements anliegenden Spannung auf. Um den Spannungs-Nulldurchgang der über der Laststrecke des Halbleiterschaltelements anliegenden Spannung zu detek ¬ tieren, wird nunmehr gemäß dem Vorschlag der Erfindung eine Spannungsflanke direkt am Halbleiterschaltelement detektiert. Die Detektion eines Stromnulldurchgangs mit einer separaten Hilfswicklung kann dadurch entfallen.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist die Signalerzeugungsschaltung Addier-Mittel zum Erzeugen eines Additions-Signals auf, die dieses in Abhängigkeit eines de- tektierten Spannungs-Nulldurchgangs an der Laststrecke des Halbleitersehaltelements erzeugen.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Signalerzeu¬ gungsschaltung Überlagerungs-Mittel aufweist, die das Additi- ons-Signal dem von der Steuerschaltung erzeugten Steuersignal überlagern. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei Detektion eines Spannungs-Nulldurchgangs das Einschaltet des

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Halbleiterschaltelements durch ein entsprechendes Steuersig ¬ nal der Steuerschaltung bewerkstelligt werden kann.

Das von der Steuerschaltung erzeugte Steuersignal ist ein Sä- gezahnsignal und das von der Signalerzeugungsschaltung er¬ zeugte Additions-Signal eine Spannungsflanke. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Steuerschaltung herkömmlicher Art ist, wobei durch einen Vergleich des Sägezahnsignals mit einem Referenzsignal ein Steuersignal für das Halbleiter- schaltelement erzeugt wird. Das Ansprechen des Halbleiter ¬ schaltelements kann dann durch eine Beeinflussung des Säge ¬ zahnsignals variiert werden. Durch geeignetes Überlagern des Additions-Signals kann somit das Schaltverhalten des Halblei ¬ terschaltelements derart beeinflusst werden, dass ein Ein- schaltet im Spannungs-Nulldurchgang erfolgt.

In einer Weiterbildung weist die Steuerschaltung einen Ein¬ gang auf, an dem eine Referenzspannung zur Einstellung der Frequenz des Sägezahnsignals anliegt, wobei der Eingang mit dem Ausgang der Signalerzeugungsschaltung verbunden ist, an dem das Additions-Signal abgreifbar ist. Eine Überlagerung, d.h. eine Addition, des Additions-Signals mit der Referenz ¬ spannung zur Generierung des (modifizierten) Sägezahnsignals findet somit unmittelbar am Eingang einer konventionellen Steuerschaltung statt. Der Vorteil dieses Vorgehens besteht darin, dass herkömmliche Steuerschaltungen verwendet werden können, da sämtliche zur Beeinflussung des Schaltverhaltens des Halbleiterschaltelements des Sperrwandlers notwendigen Bauelemente in einer davon separaten Schaltung, der Signaler- zeugungsschaltung integriert werden können. Das Zusammen¬ schaltet zu einer Schaltungsanordnung kann dabei durch Auf¬ bringen der Steuerschaltung, der Signalerzeugungsschaltung sowie gegebenenfalls weiterer notwendiger externer Bauelemen¬ te auf einer Leiterplatte erfolgen. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache und kostengünstige Weise ein Verzicht auf eine separate Hilfswicklung realisieren.

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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Addier-Mittel mit einem Widerstand gekoppelt, der den Spannungshub des von dem Addier-Mittel erzeugten Additions-Signals bewirkt.

In einer anderen Weiterbildung ist der Ausgang der Signaler¬ zeugungsschaltung mit einem Widerstand gekoppelt, um eine Ad ¬ dition des von der Signalerzeugungsschaltung erzeugten Addi¬ tions-Signals und dem von der Steuerschaltung erzeugten Sig¬ nal zu bewirken.

In einer nächsten Weiterbildung ist das Addier-Mittel mit dem Detektions-Mittel über eine Serienschaltung mit einer Schott- ky-Diode und eines Widerstands miteinander gekoppelt. Der sich hieraus ergebende Vorteil besteht in der Beschleunigung des Abschaltvorganges des Addier-Mittels .

Bevorzugt bewirkt das von der Steuerschaltung erzeugte Steu ¬ ersignal ein Einschaltet des Halbleiterschaltelements des Sperrwandlers, wenn über dessen Laststrecke keine Spannung anliegt. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Halbleiter ¬ schaltelement verlustfrei schaltet, unabhängig von der ge ¬ wählten Betriebsfrequenz des Sperrwandlers.

In einer Weiterbildung ist das Detektions-Mittel zum Detek- tieren der Spannung an der Laststrecke des Halbleiterschalt ¬ elements derart ausgebildet, dass dieses die Spannung auf ei ¬ ne abfallende Spannungsflanke hin überwacht. Hierdurch ist sichergestellt, dass ohne zeitliche Verzögerung ein Einschal ¬ tet des Halbleiterschaltelements erfolgen kann, wodurch die Verluste minimiert sind.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung lässt sich in Ver¬ bindung mit sämtlichen Hochsetzsteller- und Sperrwandler- Topologien einsetzen. Insbesondere kann der Sperrwandler als Hochsetzsteller (Boost Converter) , als Flyback-Converter mit angezapfter Drossel oder als Flyback-Converter mit auf Be-

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triebsspannung aufgesetzter Sekundärwicklung ausgebildet sein.

Die Erfindung und deren Vorteile werden nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, welche einen als Hochsetz- steller ausgebildeten Spannungswandler ansteu- ert,

Fig. 2 ein Spannungszeitdiagramm, in welches die Span¬ nungsverläufe verschiedener Bauelemente der Schaltungsanordnung zum besseren Verständnis dargestellt sind, und

Fig. 3a-3d verschiedene Sperrwandler-Topologien, welche mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung be¬ trieben werden können.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1 zum Ansteuern eines Hochsetzstellers 10. Dieser weist ein Halb ¬ leiterschaltelement 11 auf, dessen Laststrecke eine Reihen ¬ schaltung aus einer Diode 13 und einem Ladungsspeicher 14 pa- rallel geschaltet ist. Über dem Ladungsspeicher 14 liegt eine Ausgangsspannung Vout an. Ein weiterer Ladungsspeicher 15 ist der Laststrecke des Halbleiterschaltelements 11 parallel ge ¬ schaltet. Über einem mit Versorgungspotentialanschlüssen 24, 27 verbundenen Ladungsspeicher 16 liegt eine Eingangsspannung Vin an. Dem Ladungsspeicher 16 ist eine Serienschaltung aus einer Drossel 12 und der Laststrecke des Halbleiterschaltele ¬ ments 11 parallel geschaltet.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Energieversor- gung des Hochsetzstellers 10 durch eine Stromversorgungsein¬ heit 18 und die Ansteuerung des Halbleiterschaltelementes 11 durch eine Steuerschaltung 20 vorgenommen. Während an dem

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Versorgungspotentialanschluss 24 ein Versorgungspotential an ¬ liegt, liegt der Versorgungspotentialanschluss 27 auf einem Bezugspotential. Ein Eingang 23 der Steuerschaltung 20 ist mit einem Knotenpunkt aus einer Reihenschaltung aus einem Wi- derstand 21 und einem Ladungsspeicher 22 verbunden. Der Ein¬ gang 23, der auch als "Timing-Eingang" bezeichnet wird, dient dazu, die Frequenz einzustellen, mit welcher das Halbleiter¬ schaltelement 11 des Hochsetzstellers betrieben werden soll. Der andere Anschluss des Widerstandes 21 ist mit einem Refe- renzspannungsanschluss 26 verbunden, an welchem eine Refe ¬ renzspannung Vref anlegbar ist. Eine Steuerschaltung 20 mit einem derart beschalteten Eingang 23 ist dazu ausgelegt, den Hochsetzsteller 10 mit fester Frequenz, d.h. unter Inkaufnah¬ me von Schaltverlusten, zu betreiben.

Im Rahmen der weiteren Beschreibung wird davon ausgegangen, dass von der Steuerschaltung 20 ein Sägezahnsignal erzeugt wird. Dieses wird in der Steuerschaltung 20 mit einer Refe ¬ renzspannung verglichen, wodurch der Einschaltzeitpunkt des Halbleiterschaltelementes 11 festgelegt wird. Das Schaltver ¬ halten des Halbleiterschaltelements 11 wird somit im wesent ¬ lichen durch die Höhe der Referenzspannung (im Inneren der Steuerschaltung 20) sowie die Form, insbesondere die An ¬ stiegsgeschwindigkeit, des Sägezahnsignals festgelegt.

Um den Hochsetzsteller 10 ohne Schaltverluste betreiben zu können, ist eine Signalerzeugungsschaltung 30 vorgesehen, die eingangsseitig mit dem Drain-Anschluss des Halbleiterschalt ¬ elements 11 des Hochsetzstellers und ausgangsseitig mit dem Ladungsspeicher 22 verbunden ist. Die Signalerzeugungsschal ¬ tung 30 überwacht die über der Laststrecke anliegende Span ¬ nung VDS des Halbleiterschaltelementes 11 auf eine fallende Spannungsflanke, um bei Detektion derselben einen Spannungs ¬ impuls zu erzeugen und an ihrem Ausgang 46 zur Verfügung zu stellen. Dieser als Additions-Signal bezeichnete Spannungsim ¬ puls wird dem am Eingang 23 anliegenden Referenzsignal über¬ lagert. Im Ergebnis hat dies zur Folge, dass auf die aufstei-

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gende Flanke des Sägezahnsignals eine Spannungsflanke mit we ¬ sentlich größerer Steigung aufaddiert wird, so dass die Schwelle zum Einschaltet des Halbleiterschaltelements 11 ge ¬ nau in dem Moment erreicht wird, wenn der Spannungs- Nulldurchgang über der Laststrecke des Halbleiterschaltele ¬ ments 11 gegeben ist.

Der Aufbau und die Funktionsweise der Signalerzeugungsschal ¬ tung 30 wird nachfolgend näher erläutert.

Zwischen einem Versorgungspotentialanschluss 25, an dem eine Versorgungsspannung Vcc anliegt und dem Ausgang 46 der Sig¬ nalerzeugungsschaltung 30 ist ein Addier-Mittel 31 verschal ¬ tet. Dieses weist ein Halbleiterschaltelement 42, vorliegend ein Bipolar-Transistor, sowie einen Widerstand 43 und einen damit in Reihe verschalteten Ladungsspeicher 44 auf. Der E- mitter des Bipolar-Transistors 42 ist mit dem Versorgungspo ¬ tentialanschluss 25 verschaltet. Die Reihenschaltung aus dem Widerstand 43 und dem Ladungsspeicher 44 ist zwischen dem Kollektor des Bipolar-Transistors 42 und dem Ausgang 46 der Signalerzeugungsschaltung 30 verschaltet. Ein zwischen dem Addier-Mittel 31 und dem Bezugspotentialanschluss 27 ver- schalteter Widerstand 41 sorgt für einen Spannungshub der von dem Addier-Mittel erzeugten Spannungsflanke. Die Spannungs- flanke wird dabei genauer durch den Ladungsspeicher 44 her¬ vorgerufen.

Das Addier-Mittel 31, genauer der Knotenpunkt zwischen dem Kollektor des Bipolar-Transistors 42 und dem Widerstand 43, ist über eine Serienschaltung aus einer Diode 32 und einem Widerstand 33 mit einem Detektions-Mittel 35 verbunden. Das Detektions-Mittel 35 weist einen als Differenzierglied wir ¬ kenden Ladungsspeicher 38 und einen damit verbundenen Wider¬ stand 36 auf. Die durch eine fallende Spannungsflanke an der Laststrecke des Halbleiterschaltelements 11 hervorgerufenen

Spannungsverhältnisse am Ladungsspeicher 38 bewirken ein Ein¬ schaltet des Addier-Mittels, genauer des Bipolar-Transistors

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42, um dadurch bedingt am Ausgang 46 ein Signal bereitstellen zu können, welches dem am Eingang 23 der Steuerschaltung 20 anliegenden Signal überlagert wird. Der Widerstand 36 bildet in Verbindung mit einem dazu in Serie verschalteten Ladungs- Speicher 37 einen Tiefpass. Dieser wird mit der über der

Laststrecke des Halbleiterschaltelements 11 abfallenden Span ¬ nung VDS beaufschlagt. Der Tiefpass aus dem Widerstand 36 und dem Ladungsspeicher 37 wird auch als "Klingel-Dämpfung" be¬ zeichnet.

Der Knotenpunkt zwischen der Diode 32 und dem Widerstand 33 ist mit dem Basis-Anschluss des Bipolar-Transistors 42 ver ¬ bunden. Die Anode der Diode 32 ist mit dem Kollektor des Bi¬ polar-Transistors verbunden. Die Diode stellt eine Entsätti- gungsdiode dar, um den Ausschaltvorgang des Bipolar- Transistors zu beschleunigen. Der Widerstand 33 dient zur Einstellung des Basisstroms des Bipolar-Transistors im Falle des Leitendschaltets desselben. Zwischen dem Basis-Anschluss und dem Emitter-Anschluss des Bipolar-Transistors 42 ist wei- terhin ein Widerstand 34 vorgesehen, welcher eine Dämpfung bewirkt, um ein Ansprechen des Bipolar-Transistors 42 bei kleinen Spannungsänderungen zu verhindern.

Während der als Differenzier-Glied wirkende Ladungsspeicher 38 zum Einschaltet des Bipolar-Transistors 42 dient, ist eine zwischen dem Bezugspotentialanschluss 27 und dem Ladungsspei ¬ cher 38 verschaltete Zenerdiode 39 für das Ausschaltet des Addier-Mittels, insbesondere des Bipolar-Transistors 42, ver ¬ antwortlich. Das Ausschalten des Transistors 42 erfolgt zum Zeitpunkt tl durch Aufladung des Ladungsspeichers 38 während des Spannungsanstieges an der Laststrecke des Halbleiter ¬ schaltelementes 11, infolgedessen die Spannung V39 über der Zenerdiode 39 über den Wert der Betriebsspannung Vcc an dem Knoten 25 steigt. Aufgrund der zwischen Basis und Kollektor verschalteten Diode 32 wird ein schnelleres Sperren des Tran¬ sistors 42 erreicht.

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Eine zwischen dem Ausgang des Addier-Mittels 31 und dem Be- zugspotentialanschluss 27 verschaltete Diode 45 stellt eine Schutzdiode dar, deren Dimensionierung von der Ausgestaltung der Steuerschaltung 20 abhängt. Um eine Überlagerung bzw. Ad- dition der von dem Addier-Mittel erzeugten Spannungsflanke mit dem in der Steuerschaltung 20 erzeugten Sägezahnsignals zu erzielen ist ferner ein zwischen dem Ausgang 46 und dem Bezugspotentialanschluss 27 verschalteter Widerstand 40 vor ¬ gesehen.

Zum sicheren Sperren des Transistors 42 nach Abschalten der Zenerdiode 39 kann optional ein zwischen dem Versorgungsan- schluss 25 und dem Ladungsspeicher 38 verschalteter Wider¬ stand 47 angeschlossen sein.

Das Verhalten der Signalerzeugungsschaltung 30 wird besser anhand des Spannungs-Zeit-Diagramms aus Fig. 2 ersichtlich. In diesem Diagramm sind der über der Laststrecke des Halblei ¬ terschaltelements 11 anliegende Spannungsverlauf VDS, der ü- ber der Zenerdiode 39 anliegende Spannungsverlauf V39, der über dem Widerstand 41 anliegende Spannungsverlauf V41 sowie der am Eingang 23 der Steuerschaltung 20 anliegende Span¬ nungsverlauf V20 dargestellt. Anhand des Spannungsverlaufs von VDS kann ersehen werden, dass das Halbleiterschaltelement zum Zeitpunkt tl von einem leitenden in einen nicht-leitenden Zustand geschaltet wird. Bis zum Zeitpunkt tl wird somit die Drossel 12 geladen. Nach dem Ausschaltet des Halbleiter¬ schaltelements 11 zum Zeitpunkt tl beginnt die über der Last ¬ strecke anliegende Spannung VDS zu steigen. In dieser Phase wird der der Laststrecke des Halbleiterschaltelements paral ¬ lel geschaltete Ladungsspeicher 15 geladen. Nachdem zum Zeit¬ punkt t2 über der Laststrecke die Ausgangsspannung Vout an¬ liegt, beginnt sich die Drossel 12 über die Diode 13 langsam zu entladen, wodurch der durch die Drossel fließende Strom abnimmt. Im Stromnulldurchgang zum Zeitpunkt t3 wird die Dio ¬ de 13 gesperrt, so dass sich nunmehr der der Laststrecke pa ¬ rallel geschaltete Ladungsspeicher 15 zu entladen beginnt,

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wobei gleichzeitig die über der Laststrecke anliegende Span ¬ nung abnimmt.

Während bis zu diesem Zeitpunkt t3 ein statischer Spannungs- zustand an dem Ladungsspeicher 38 herrschte, beginnt sich dieser nun aufgrund der abfallenden Spannung am Drain-An- schluss des Halbleiterschaltelementes 11 zu entladen. Damit geht ein Spannungsabfall über der Zenerdiode 39 einher. Schließlich findet ein allmähliches Aufsteuern des Bipolar- Transistors 42 über dessen Emitter zur Basis über den Wider¬ stand 33 statt. Infolgedessen fängt am Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 41 und dem Kollektor des Bipolar-Transistors 42 die Spannung zu steigen an, bis der Knotenpunkt in etwa die Versorgungsspannung Vcc erreicht hat. Der in dem Addier- Mittel 31 vorgesehene Ladungsspeicher 44 sorgt schließlich dafür, dass am Ausgang 46 der Signalerzeugungsschaltung 30 eine (steile) Spannungsflanke anliegt. Bedingt durch den Wi ¬ derstand 40 wird diese Spannungsflanke dem am Eingang 23 zu ¬ geführten Signal überlagert, wodurch der in Fig. 2 gezeigte, am Eingang 23 anliegende, Spannungsverlauf V20 entsteht, der einem überlagerten Sägezahnsignal entspricht. Der Schwellen¬ wert zum Einschaltet des Halbleiterschaltelementes 11 wird aufgrund der überlagerten Spannungsflanke zu einem sehr viel früheren Zeitpunkt erreicht, als dies ohne die überlagerte Spannungsflanke der Fall wäre. Im Ergebnis wird ein Einschal ¬ tet des Halbleiterschaltelements 11 zum Zeitpunkt des Span- nungs-Nulldurchganges erzielt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung lässt sich mit allen Sperrwandler- und Hochsetzsteller-Topologien kombinieren. Die am häufigsten eingesetzten Topologien sind in den Figuren 3a bis 3d dargestellt, wobei Fig. 3a den in Verbindung mit Fig. 1 bereits beschriebenen Hochsetzsteller darstellt. In Fig. 3b ist ein Flyback-Converter dargestellt, welcher eine weitere Drossel 17 aufweist, die mit der Drossel 12 in Wirkverbindung steht. Die Figuren 3c und 3d zeigen ebenfalls Flyback-Con ¬ verter, wobei Fig. 3c einen Hochsetzsteller mit angezapfter

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Wicklung und Fig. 3d einen Flyback-Converter mit auf Be ¬ triebsspannung aufgesetzter Sekundärwicklung offenbart. Da diese Topologien einem Fachmann grundsätzlich geläufig sind, wird auf eine nähere Beschreibung verzichtet.