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Überlastschutz für potentialgetrennten DC/DC-Wandler

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018458D
Original Publication Date: 2002-Sep-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 541K

Publishing Venue

Siemens

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Roland Körber: AUTHOR

Abstract

Die Schaltung eines potentialtrennenden DC/DC- Wandlers bietet bisher einen gewissen Schutz gegen Überlast. Der Regler N4 erkennt eine Überlast am Ausgang über die Source-Widerstände des primär- seitigen Schalters V2. Durch die Überlast an der Sekundärwicklung wird die Spannung an der Hilfs- wicklung, die N4 versorgt, angehoben, wobei der Widerstand R27 benötigt wird, um die Spannung an N4 zu begrenzen. Durch diese Maßnahmen entsteht auch im Normalbetrieb eine größere Wärmebelas- tung der Schaltung und der Wirkungsgrad der Ge- samtschaltung sinkt erheblich. Ein ausgangsseitiger Kurzschluss wird von dieser Schaltung nicht erkannt, da am Ausgang eine kleinere Leistung verbraucht wird, als bei maximaler Last. Bei einem Sperrwand- ler steigt der Primärstrom nicht zwangsläufig pro- portional mit dem Laststrom, so dass die Source- Widerstände nicht begrenzend wirken können. Da- durch kann die Diode V18 zerstört werden, was dazu führt, dass die Rückkopplung (hier der Optokoppler U2) nach wie vor die fehlende Spannung erkennt. Der Regler N4 wirkt dem entgegen; die in den Über- trager T1 eingebrachte Leistung führt zu einer Über- höhung der Spannung an der Hilfswicklung, was die Zerstörung von N4 und V2 zur Folge haben kann. Deshalb wird vorgeschlagen, einen Widerstand R317 entsprechend Abbildung 1 zu verwenden, durch den abhängig von der Hilfsspannung über R39 eine Vor- spannung am Stromüberwachungseingang von N4 entsteht. So wird der Strom durch V2 bei Überlast vorzeitig begrenzt. Bei einem ausgangsseitigen Kurzschluss spricht die Sicherung Si an. Die Begren- zung durch den Widerstand R317 allein reicht aber nicht für die Begrenzung aller Überlastfälle aus. Über R401, D400, R402, C400, T400 und R400 wird der Überlastschutz vervollständigt. Die Hilfsspan- nung steigt bis D400 leitend wird und damit T400 den Stromüberwachungseingang von N4 so weit anhebt, dass die Einschaltzeit von V2 minimiert wird. Somit ist ein Schutz für jeden Belastungsfall möglich.

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Bauelemente

Überlastschutz für potentialge-trennten DC/DC-Wandler

Idee: Roland Körber, Karlsruhe

Die� Schaltung� eines� potentialtrennenden� DC/DC-Wandlers bietet bisher einen gewissen Schutz gegenÜberlast. Der Regler N4 erkennt eine Überlast amAusgang über die� Source-Widerstände� des� primär-seitigen� Schalters� V2.� Durch� die� Überlast� an derSekundärwicklung wird die Spannung an der Hilfs-wicklung,� die� N4� versorgt,� angehoben,� wobei derWiderstand R27 benötigt wird, um die Spannung anN4 zu begrenzen. Durch diese Maßnahmen entstehtauch im Normalbetrieb� eine� größere� Wärmebelas-tung der Schaltung und der Wirkungsgrad der Ge-samtschaltung sinkt erheblich. Ein ausgangsseitigerKurzschluss wird von dieser Schaltung nicht erkannt,da� am� Ausgang� eine � kleinere Leistung verbrauchtwird, als bei maximaler Last. Bei einem Sperrwand-ler steigt der� Primärstrom� nicht� zwangsläufig� pro-portional� mit� dem� Laststrom,� so� dass die Source-Widerstände nicht begrenzend wirken können. Da-durch kann die Diode V18 zerstört werden, was dazuführt, dass die Rückkopplung (hier der OptokopplerU2) nach wie vor die fehlende Spannung erkennt.Der Regler N4 wirkt dem entgegen; die in den Über-trager T1 eingebrachte Leistung führt zu einer Über-höhung der Spannung an der Hilfswicklung, was dieZerstörung von N4 und V2 zur Folge haben kann.

Deshalb wird vorgeschlagen, einen Widerstand R317entsprechend Abbildung 1 zu verwenden, durch denabhängig von der Hilfsspannung...