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Aktiver Burstmode fuer Schaltnetzteile mit ICE1QS01

IP.com Disclosure Number: IPCOM000032844D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 12 (2004-12-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Dec-25
Document File: 5 page(s) / 123K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei Schaltnetzteilen, die sich im Standby-Burst-Mode befinden, kann das Problem auftreten, dass die Spannungseinbrueche der belasteten sekundaeren Ausgangsspannung bei steigender Last groesser werden. Dies ist in der Regel beim Uebergang vom Standby-Burst-Mode in den Normalbetrieb der Fall. Derzeit wird das Problem entweder durch eine entsprechend hohe Burstfrequenz (z.B. 100Hz) oder durch entsprechend gross bemessene Kondensatoren am belasteten Ausgang geloest. Beide Massnahmen fuehren zu geringerer Welligkeit der Ausgangsspannung. Die Welligkeit ist jedoch stets lastabhaengig. Vorgeschlagen wird daher, dass ein Zweipunktregler dafuer sorgt, dass die positiven und negativen Spitzenwerte der belasteten Ausgangsspannung stets gleich gross und unabhaengig vom Laststrom sind. Ferner ermoeglicht eine spezielle Schaltung fuer die VCC-Versorgung, dass auch innerhalb einer Burstpause das Netzteil bei Lastanstieg aktiviert werden kann. Der Kern des Vorschlags ist eine Schaltung, die den Sollwert der Ausgangsspannung jeweils beim Wechsel zwischen Burst und Burstpause umschaltet. Hierbei gilt waehrend des Bursts ein hoeherer Sollwert, in den Burstpausen ein niedrigerer Sollwert. Beide Sollwerte koennen unabhaengig voneinander eingestellt werden. Der Zustand des Controllers wechselt in den Burstpausen zwischen dem passiven und dem aktiven Zustand mit hoher Frequenz, so dass ein staendiges Abfuehlen der Regelspannung erreicht wird, um im Bedarfsfall einschalten zu koennen. Der mittlere Stromverbrauch ist niedrig.

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Aktiver Burstmode fuer Schaltnetzteile mit ICE1QS01

Idee: Peter Preller, DE-Muenchen

Bei Schaltnetzteilen, die sich im Standby-Burst-Mode befinden, kann das Problem auftreten, dass die Spannungseinbrueche der belasteten sekundaeren Ausgangsspannung bei steigender Last groesser werden. Dies ist in der Regel beim Uebergang vom Standby-Burst-Mode in den Normalbetrieb der Fall.

Derzeit wird das Problem entweder durch eine entsprechend hohe Burstfrequenz (z.B. 100Hz) oder durch entsprechend gross bemessene Kondensatoren am belasteten Ausgang geloest. Beide Massnahmen fuehren zu geringerer Welligkeit der Ausgangsspannung. Die Welligkeit ist jedoch stets lastabhaengig.

Vorgeschlagen wird daher, dass ein Zweipunktregler dafuer sorgt, dass die positiven und negativen Spitzenwerte der belasteten Ausgangsspannung stets gleich gross und unabhaengig vom Laststrom sind. Ferner ermoeglicht eine spezielle Schaltung fuer die VCC-Versorgung, dass auch innerhalb einer Burstpause das Netzteil bei Lastanstieg aktiviert werden kann.

Der Kern des Vorschlags ist eine Schaltung, die den Sollwert der Ausgangsspannung jeweils beim Wechsel zwischen Burst und Burstpause umschaltet. Hierbei gilt waehrend des Bursts ein hoeherer Sollwert, in den Burstpausen ein niedrigerer Sollwert. Beide Sollwerte koennen unabhaengig voneinander eingestellt werden. Der Zustand des Controllers wechselt in den Burstpausen zwischen dem passiven und dem aktiven Zustand mit hoher Frequenz, so dass ein staendiges Abfuehlen der Regelspannung erreicht wird, um im Bedarfsfall einschalten zu koennen. Der mittlere Stromverbrauch ist niedrig.

Die Abbildung 1 zeigt die Schaltung des gesamten Netzteiles, bestehend aus der Filterschaltung, dem Bruecken-Gleichrichter D01-D04, dem Schalttransistor T01, dem Ansteuerbaustein IC01 (ICE1QS01) mit externer Beschaltung, dem Transformator TR1 mit Sekundaerausgaengen V1 und V2 und der Regelschaltung mit Optokoppler (IC02 und D60 mit externer Beschaltung). Im Normalbetrieb wird die Ausgangsspannung V1 ueber den Spannungsteiler R65, R60, dem Referenzbaustein D60 mit Rueckkopplung C62, R63 und C61, dem Serienwiderstand R61, dem Parallelwiderstand R62 und dem Optokoppler IC02, dessen Ausgang an das Pin SRC(4) und den Filterkondensator C28 angeschlossen ist, geregelt.

Im Standby Betrieb wird ebenfalls der Ausgang V1 geregelt, aber im gezeigten Beispiel mit einem etwa um den Faktor 4 erniedrigten Wert. V1 ist im Normalbetrieb auf 24V eingestellt, im Standby Betrieb dagegen hat V1 nur etwa 6V. Zur Spannungsabsenkung wird der mit "H" bezeichnete Teil der Regelschaltung durch Einschalten des Schalters S1 aktiviert. S1 ist im gezeigten Demoboard ein Hardware-Schalter, kann aber in einer Anwendungsschaltung durch einen Schalttransistor ersetzt werden. Die Schaltung H stellt einen Bypass zur Referenzdiode D60 dar. Nach Schliessen von S1 fliesst ein zusaetzlicher Strom durch den Optokoppler, und zwar vom Ausgang V1 ueber die Zenerdiode D61, die Sendediode des Op...