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    • 专利摘要:
    Bei einer Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung, die Versorgungsabschnitte für mehrere Spannungen aufweist, wird ein zu hoher Strom in einem Versorgungsabschnitt für eine niedrige Spannung erfasst, um es zu ermöglichen, eine Gegenmaßnahme gegen eine Überlastung in einer Transformatorwicklung durchzuführen, unter Einsatz einer einfachen und kostengünstigen Schaltungskonstruktion. Die Schaltung weist auf: einen Stromdetektorwiderstand zur Erfassung eines Stroms an der Sekundärseite des Transformators; Transistoren, die durch den erfassten Strom eingeschaltet werden; einen Photokoppler, der durch die Transistoren ein- und ausgeschaltet wird; und eine Steuerung für die geschaltete Stromversorgung zum Steuern des Tastverhältnisses eines Leistungs-MOSFETs zum Ausschalten des zu hohen Stroms. Der Stromdetektorwiderstand ist in der Leitung einer Sekundärwicklung vorgesehen, damit individuell der Strom begrenzt werden kann, der durch die Sekundärwicklung fließt.
    公开号:DE102004017514A1
    申请号:DE200410017514
    申请日:2004-04-08
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Katsuyuki Daito Yoshida
    申请人:Funai Electric Co Ltd；
    IPC主号:H02M3-28
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Überstromschutzschaltung für eine geschalteteStromversorgung, die beispielsweise in einem Laserdrucker eingesetztwerden soll, und mehrere Spannungsversorgungsabschnitte aufweist.
    [0002] Einigebekannte Überstromschutzschaltungenfür geschalteteStromversorgungen weisen mehrere Ausgänge zum Betrieb in einer Vorwärtsbetriebsartauf (vgl. beispielsweise die japanische offengelegte Patentveröffentlichung2000-322133, Absätze0007 bis 0013 und 0022, Figur 1). Diese Patentveröffentlichungbeschreibt eine geschaltete Stromversorgungsschaltung mit mehrerenAusgängen,bei welcher ein Transformator zur Durchführung des Schaltbetriebs zurAbgabe an seine Sekundärseite einenVersorgungsabschnitt mit einer niedrigen Spannung von 3,3 V undeinen Versorgungsabschnitt mit einer höheren Spannung von 5 V aufweist.Bei dieser geschalteten Stromversorgungsschaltung wird der Wertdes elektrischen Stroms, der durch einen Widerstand fließt, derin einer Ausgangsleitung an der Sekundärseite jedes Spannungsversorgungsabschnittsvorgesehen ist, durch einen Komparator zur Überstromerfassung (für Überstromschutz)erfasst. Wenn der Komparator feststellt, dass der elektrische Stromeinen Überstromerfassungswerterreicht, wird durch das erfasste Ausgangssignal ein Photokopplereingeschaltet, wodurch das Tastverhältnis eines Leistungsschaltelementsan der Primärseitedes Transformators so gesteuert wird, dass die gesamte Schaltungabgeschaltet wird.
    [0003] Einegeschaltete Stromversorgungsschaltung mit derartigen Versorgungsabschnittenzur Ausgabe mehrerer Spannungen hat jedoch folgende, unerwünschte Eigenschaften.Wenn beispielsweise die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungsabschnittsfür 3,3V innerhalb eines Sollbereichs erhalten wird, während die Ausgangsspannungdes Spannungsversorgungsabschnitts für 5 V abnimmt, dann wird derSpannungsversorgungsabschnitt für5 V überlastet,so dass seine Spannung allmählichweiter abnimmt. Wenn die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungsabschnittsfür 5 Vauf unterhalb von etwa 3,3 V absinkt, was zu einer Umkehr der Höhe der beidenAusgangsspannungen führt,besteht die Möglichkeit,das elektronische Bauelemente, beispielsweise ICs, welche die beidenSpannungsversorgungsabschnitte enthalten, zerstört werden können, beispielsweise infolgeeines Latch-Up-Effekts. Zur Lösungderartiger Probleme wird gemäß der voranstehendangeführtenjapanischen Veröffentlichungeines offengelegten Patents 2000-322133 die gesamte Stromversorgungabgeschaltet, wenn die Spannung des Versorgungsabschnitts für die höhere Spannungauf annähernddie Spannung des Versorgungsabschnitts für die niedrigere Spannung absinkt.
    [0004] Andererseitsist es bei einer geschalteten Stromversorgungsschaltung, die einenVersorgungsabschnitt zur Abgabe einer einzelnen, anstelle von mehreren, Ausgangsspannungaufweist, bekannt, eine Überstromschutzschaltungbereitzustellen, damit die geschaltete Stromversorgung gegen einenzu hohen Strom geschütztist, der die Steuergrenze einer Steuerschaltung an der Primärseite überschreitet (vgl.beispielsweise die japanische Veröffentlichung eines offengelegtenPatents Hei-5-211715, Absatz 0012, Figur 1). Bei dieser Überstromschutzschaltung wirdeine Abnahme der Ausgangsspannung erfasst, wobei diese Abnahme hervorgerufenwird, wenn an der Sekundärseiteeines Transformators ein Kurzschlußzustand oder nahezu ein Kurzschlußzustand auftritt.Ein derartiges Messsignal wird übereinen Photokoppler der primärseitigenSteuerschaltung zugeführt,die eine Impulsbreitenodulation zum Steuern eines Schaltelementsdurchführt,wobei versucht wird, die Ausgangsspannung der geschalteten Stromversorgungauf einem konstanten Wert zu halten. Hierbei nimmt die Einschaltzeitdes Schaltelements zu, was dazu führt, dass ein zu hoher Strom fließt. DieSpannung, die durch den zu hohen Strom erzeugt wird, zwischen denbeiden Enden eines Überstromdetektorwiderstands,der an der Primärseitedes Transformators vorgesehen ist, wird geteilt und an die primärseitigeSteuerschaltung angelegt, um einen Überstromschutz durch Verengungder Impulsbreite durchzuführen.
    [0005] Weiterhinist es bei der geschalteten Stromversorgung bekannt, bei welcherein Überspannungsschutzsignalund ein Rückkopplungssignalvon einer Ausgangsspannung der Sekundärseite eines Transformatorseinander überlagertwerden, und an die Primärseitedes Transformators unter Verwendung eines Photokopplers übertragenwerden, eine Anordnung vorzusehen, die es ermöglicht, den Betrieb der Stromversorgungzu unterbrechen, wenn ein Störzustandwie beispielsweise ein Ausfall des Photokopplers auftritt (vgl. beispielsweisedie japanische Veröffentlichungeines offengelegten Patents 2000-156972, Absatz 0021, Figur 1).Bei dieser Stromversorgung ist die Primärseite des Transformators miteiner Detektorvorrichtung zur Erfassung des über den Photokoppler übertragenenRückkopplungssignalsversehen, wobei das Rückkopplungssignalauf mehrere Pegel fürdie Messung heruntergeteilt wird.
    [0006] Beiden herkömmlichenVorgehensweisen, die voranstehend beschrieben wurden, weist diegeschaltete Stromversorgungsschaltung mit Versorgungsabschnittenfür mehrereAusgangsspannungen gemäß der voranstehenderwähntenjapanischen Veröffentlichungeines offengelegten Patents 2000-322133 folgende Nachteile auf.Obwohl die gesamte Stromversorgung abgeschaltet werden kann, wenndie Spannung des Versorgungsabschnitts für die höhere Spannung auf annähernd dieSpannung des Versorgungsabschnitts für die niedrigere Spannung absinkt,wird ein gesamter, zu hoher Strom an der Primärseite des Transformators nichterfasst, um die gesamte Stromversorgung abzuschalten. Daher istes erforderlich, eine Überstromdetektorschaltung injedem Spannungsversorgungsabschnitt der Sekundärseite des Transformators vorzusehen.Darüberhinaus wird bei der Schaltung ein Komparator eingesetzt, was dieKosten fürdie Schaltung erhöht. Eswird darauf hingewiesen, dass die japanische Veröffentlichung eines offengelegtenPatents 2000-322133 nicht das Konzept offenbart, das die Erfassungeines Überstromsin einem Niederspannungsversorgungsabschnitt in einer Schaltungmit Versorgungsabschnitten fürmehrere Ausgangsspannungen eine Gegenmaßnahme gegen eine Überlastungin Wicklungen eines Transformators ermöglicht, um beispielsweise einenAusfall der Isolierung zu verhindern.
    [0007] Andererseitsweist die Überstromschutzschaltung,die in der japanischen Veröffentlichungeines offengelegten Patents Hei-5-211715 beschrieben wird, nichtVersorgungsabschnitte fürmehrere Ausgangsspannungen auf, und stellt nicht einen zu hohenStrom an der Sekundärseitedes Transformators zum Zwecke des Schutzes fest, obwohl die Ausgangsspannungder Sekundärseitedes Transformators erfasst wird.
    [0008] Entsprechendstellt auch die geschaltete Stromversorgung, die in der japanischenVeröffentlichungeines offengelegten Patents 2000-156972 beschrieben wird, ebenfallsnicht einen zu hohen Strom an der Sekundärseite des Transformators für Schutzzweckefest.
    [0009] EinVorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellungeiner derartigen Überstromschutzschaltungfür einegeschaltete Stromversorgung, die Versorgungsabschnitte für mehrere Ausgangsspannungenaufweist, die es ermöglicht, Gegenmaßnahmengegen eine Überlastungin Transformatorwicklungen zur Erhöhung der Sicherheit der Stromversorgungdurchzuführen,unter Verwendung einer einfachen und kostengünstigen Schaltungskonstruktion,durch Erfassung zumindest eines zu hohen Stroms in einem Niederspannungsversorgungsabschnitt.
    [0010] EinVorteil der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellungeiner Überstromschutzschaltungfür einegeschaltete Stromversorgung, bei welcher vorgesehen sind: einTransformator mit einer Primärseite,die eine Primärwicklungaufweist, und einer Sekundärseite,die mehrere Sekundärwicklungenaufweist, wobei der Primärwicklungein Gleichstrom zugeführtwird; ein Leistungsschaltelement, zum Ein- und Ausschaltendes Gleichstroms in der Primärwicklung,um mehrere Strömein den mehreren Sekundärwicklungen zuinduzieren, wobei diese Strömegleichgerichtet und geglättetwerden, um mehrere Gleichspannungen an der Sekundärseite zurVerfügungzu stellen, wodurch Versorgungsabschnitte für mehrere Spannungen zur Ausgabeder mehreren Gleichspannungen an der Sekundärseite ausgebildet werden; einStromdetektorwiderstand zur Erfassung des in der Sekundärseite fließenden Stroms; einSchaltelement, das eingeschaltet wird, wenn eine Spannung zwischenden beiden Enden des Stromdetektorwiderstands einen vorgegebenenSpannungswert überschreitet; einPhotokoppler, der abhängigvom Zustand des Schaltelements ein- und ausgeschaltet wird; und eineSchaltsteuerschaltung zum Steuern des Tastverhältnisses des Leistungschaltelementsin Reaktion auf das Ein- und Ausschalten des Photokopplers, wobeider Stromdetektorwiderstand in zumindest einer Leitung einer dermehreren Sekundärwicklungen vorgesehenist, die unter den Versorgungsabschnitten für die mehreren Spannungen zueinem Versorgungsabschnitt füreine niedrigere Ausgangsspannung gehört.
    [0011] Gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Ausgangsstrom derSekundärseitedes Transformators zu hoch wird, dies durch den Stromdetektorwiderstanderfasst, der an der Sekundärseitedes Transformators vorgesehen ist, so dass das Schaltelement eingeschaltetwird, wodurch der Photokoppler eingeschaltet wird. Auf Grundlage desRückkopplungssignalsvon dem Photokoppler führtdie Schaltsteuerschaltung eine solche Steuerung durch, dass dasTastverhältnisdes Leistungsschaltelements an der Primärseite des Transformators verringertwird, wodurch der zu hohe Strom beseitigt wird. Ein Merkmal einerderartigen Konstruktion besteht darin, dass der Stromdetektorwiderstand ander Sekundärseitedes Transformators den Strom erfasst, der durch eine Sekundärwicklungdes Transformators fließt,die eine niedrigere Spannung abgibt, so dass der Stromdetektorwiderstandindividuell den durch die SekundärwicklungfließendenStrom begrenzen kann.
    [0012] Üblicherweiseweist eine Sekundärwicklung einesTransformators zur Ausgabe einer niedrigeren Spannung einen Drahtdurchmesserauf, der kleiner ist als jener eines Drahtes zur Ausgabe einer hohen Spannung,was das Problem hervorruft, dass ein Zusammenbruch der Isolierungim erstgenannten Fall wahrscheinlicher ist als im letztgenanntenFall. Infolge des voranstehend angegebenen Merkmals kann jedochein derartiges Problem gelöstwerden, was die Sicherheit der Stromversorgung erhöht.
    [0013] Einweiteres Merkmal besteht darin, dass kein Komparator für eine Überstromdetektorschaltungan der Sekundärseitedes Transformators benötigtwird, was zu einer einfachen Konstruktion und einer kostengünstigenSchaltung führt.
    [0014] DieErfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispielenäher erläutert, auswelchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es wird daraufhingewiesen, dass die Zeichnungen dazu dienen, das technische Konzeptder vorliegenden Erfindung oder von deren Ausführungsformen zu erläutern. Eszeigt:
    [0015] 1 ein schematisches Schaltbildeiner Überstromschutzschaltungfür einegeschaltete Stromversorgung gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung; und
    [0016] 2 ein schematisches Flußdiagrammzur Erläuterungdes Betriebsablaufs der Überstromschutzschaltung.
    [0017] Nachstehendwird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Überstromschutzschaltung für eine geschalteteStromversorgung gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung beschrieben.
    [0018] 1 zeigt ein Schaltbild einer Überstromschutzschaltungfür einegeschaltete Stromversorgungsschaltung, die für elektronische Geräte wie beispielsweiseeinen Laserdrucker gedacht ist. Diese geschaltete Stromversorgungist von jener Art, die Versorgungsabschnitte für mehrere Ausgangsspannungenaufweist, die hier als Ausgangsspannungen von 24 V und 5 V angenommenwerden. Wechselstrom von einer Netzwechselstromquelle 1 wirdin Gleichstrom durch eine Diodenbrücke 2 und einem Kondensator 3 umgewandelt.Dieser Gleichstrom wird intermittierend, durch einen Leistungs-MOSFET 6 (Leistungsschaltelement)und einen Transformator 4, an eine Sekundärseite desTransformators 4 übertragen(nachstehend einfach als Sekundärseitebezeichnet).
    [0019] EineSteuerung fürdie geschaltete Stromversorgung (Schaltsteuerschaltung) 7 steuertdas Tastverhältnisdes Leistungs-MOSFET 6 auf Grundlage einer Spannung, dievon einem Widerstand (Stromdetektorwiderstand) 8 zum Erfassendes in der Primärseitedes Transformators fließenden Stroms(nachstehend einfach als Primärseitebezeichnet) erfasst wird, und auf der Grundlage von Rückkopplungssignalenfür nachstehenderläuterte Photokoppler 40 und 50.Eine Dämpferschaltung 5 setztden Transformator 4 zurück.Bei dieser geschalteten Stromversorgungsschaltung werden Ausgangsspannungen(Spannungsversorgungsabschnitte für 24 V und 5 V) zu Ausgangsklemmen 25 und 34 dergeschalteten Stromversorgung auf konstante Werte geregelt. Bei dervorliegenden Erfindung schwingt die Steuerung 7 für die geschaltete Stromversorgungmit konstanter Frequenz, und führt eineTastverhältnissteuerungdurch.
    [0020] Wenndie Steuerung 7 fürdie geschaltete Stromversorgung zu schwingen beginnt, wird ein in einerHilfswicklung des Transformators 4 induzierter Strom anbeide Enden eines Kondensators 10 über eine Diode 9 geliefert,wodurch die Spannung zwischen beiden Enden des Kondensators 10 alsStromversorgung dient. Es wird darauf hingewiesen, dass Einzelheiteneiner Einschaltstromversorgung fürdie Steuerung 7 der geschalteten Stromversorgung in derZeichnung weggelassen ist.
    [0021] Ander Sekundärseitedes Versorgungsabschnitts füreine Ausgangsspannung von 24 V des Transformators 4 wirdintermittierend Strom, der in einer Sekundärwicklung 20 erzeugtwird, gleichgerichtet und geglättetdurch eine Diode 21 und einen Kondensator 22,und als Gleichstrom an die Ausgangsklemme 24 über eineDrossel 23 ausgegeben. Entsprechend wird an der Sekundärseite desVersorgungsabschnitts füreine Ausgangsspannung von 5 V des Transformators 4 intermittierendStrom, der in einer Sekundärwicklung 30 erzeugtwird, gleichgerichtet und geglättetdurch eine Diode 31 und einen Kondensator 32,und als Gleichstrom an die Ausgangsklemme 34 ausgegeben.
    [0022] Die Überstromschutzschaltunggemäß der vorliegendenAusführungsformist als Überstromschutzschaltung 101 (umgebenvon einer gepunktet-gestrichelten Linie) ausgebildet, um einen zuhohen Strom an der Sekundärseitezu erfassen, um einzeln den in der Sekundärseite fließenden Strom zu begrenzen,auf einen maximal zulässigenStromwert. Die Überstromschutzschaltungkann weiterhin eine Spannungsdetektorschaltung 102 (umgebenvon einer gestrichelten Linie) aufweisen, um eine Spannung an derSekundärseitezu erfassen, damit eine Abnahme der sekundärseitigen Spannung unterhalb einesvorgegebenen Spannungswerts erfasst wird, beispielsweise dann, wennan der Sekundärseiteein Kurzschlußzustandoder der Zustand eines annäherndenKurzschlusses hervorgerufen wird. Die Überstromschutzschaltung weistweiterhin die Steuerung 7 für die geschaltete Stromversorgungauf, die in Reaktion auf die Ausgangssignale der Photokoppler 50 und 40 der Überstromdetektorschaltung 101 bzw.der Spannungsdetektorschaltung 102 arbeitet, und weistdarüberhinaus den Leistungs-MOSFET 6 auf, der in Reaktion aufdas Ausgangssignal der Steuerung 7 für die geschaltete Stromversorgungarbeitet.
    [0023] Zuerstwird die Überstromschutzschaltung 101 zurErfassung eines zu hohen Stroms an der Sekundärseite beschrieben. Ein Stromdetektorwiderstand 33 ander Sekundärseiteist nur in der Leitung der Sekundärwicklung 30 vorgesehen,die unter den mehreren Spannungsversorgungsabschnitten zu dem Versorgungsabschnittfür dieniedrigere Spannung zur Ausgabe von 5 V gehört. Ein Transistor (erstesSchaltelement) 53 wird eingeschaltet, wenn die Spannungzwischen den beiden Enden des Stromdetektorwiderstands 33 ander Sekundärseite einenvorgegebenen Wert überschreitet.Der Transistor 53 weist auf: einen Emitter, der anein Ende, an der Wicklungsseite, des Stromdetektorwiderstands 33 angeschlossen ist;eine Basis, die übereinen Widerstand 54 und eine Temperaturkompensationsdiode 55 andas andere Ende des Stromdetektorwiderstands 33 angeschlossenist, welches die Ausgangsklemme 34 bildet; und einen Kollektor,der an einen nachstehend erläutertenTransistor 52 übereinen Widerstand 55 angeschlossen ist. Der Widerstandswert des Stromdetektorwiderstands 33 kannso gewähltsein, dass beispielsweise dann, wenn der Messpegel an der Sekundärseite zu10 Ampere angenommen wird, ein Widerstandswert von 0,1 Ω dazu verwendetwird, den Transistor 53 einzuschalten, wenn eine Spannungsdifferenzvon 1 V zwischen beiden Enden des Stromdetektorwiderstands 33 erzeugtwird.
    [0024] DerTransistor (zweites Schaltelement) 52 wird eingeschaltet,wenn der Transistor 53 eingeschaltet wird. Der Transistor 52 weisteinen Kollektor auf, der an die Kathode eines lichtemittierendenElements des Photokopplers 50 angeschlossen ist, und einenEmitter, der an GND (Masse) gelegt ist. Zwischen die Basis des Transistors 52 undGND sind ein Entladungswiderstand 57 und ein Kondensator 58 zumVerhindern einer Störungzum Zeitpunkt des Einschaltens der Stromversorgung parallel geschaltet.Abhängigvom Zustand des Transistors 52 wird der Photokoppler (ersterPhotokoppler) 50 ein- und ausgeschaltet, bei welchem derEmitter seines lichtemittierenden Elements über einen Widerstand 51 mit demEnde des Stromdetektorwiderstands 33 an der Wicklungsseiteverbunden ist.
    [0025] Alsnächsteswird die Spannungsdetektorschaltung 102 zur Erfassung derSpannung an der Sekundärseitebeschrieben.
    [0026] DieseSpannungsdetektorschaltung ist in dem Versorgungsabschnitt für eine niedrigeSpannung zur Ausgabe von 5 V vorgesehen, und arbeitet so, dass sieeine Abnahme der sekundärseitigen Spannungunter einen vorgegebenen Spannungswert erfasst. Spannungsdetektorwiderstände 43 und 44 sindin Reihe zwischen die Ausgangsklemme 34 und GND geschaltet.Ein Schaltelement (drittes Schaltelement) 42 arbeitet inReaktion auf die Spannung, die an einem Spannungsteilerpunkt zwischen denSpannungsdetektorwiderständen 43 und 44 erfasstwird, und wird eingeschaltet, wenn die Ausgangsspannung unter einenvorgegebenen Spannungswert absinkt. Abhängig vom Zustand des Schaltelements 42 wirdder Photokoppler (zweiter Photokoppler) 40 ein- und ausgeschaltet,bei welchem der Emitter seines lichtemittierenden Elements über einenWiderstand 41 mit dem Ende des Stromdetektorwiderstands 33 ander Wicklungsseite verbunden ist.
    [0027] Alsnächsteswird der Betrieb der voranstehend geschilderten Überstromschutzschaltung unter Bezugnahmeauf ein in 2 gezeigtesFlußdiagrammbeschrieben, welches den Betrieb der Schaltung erläutert. Wenndie Stromversorgungsquelle eingeschaltet wird (#1), wird der Betriebszustandder Schaltung zu einem Sollstrombelastungszustand (#2) im Normalbetrieb.Wenn aus irgendeinem Grund beim Spannungsversorgungsabschnitt derSekundärseitezur Ausgabe von 5 V eine Überlastungauftritt, was zu einem zu hohen Strom am Ausgang führt (#3),dann wird der zu hohe Strom durch den Stromdetektorwiderstand 33 festgestellt,wodurch der Transistor 53 eingeschaltet wird (#4). Diesführt dazu, dassder Transistor 52 eingeschaltet wird (#5), wodurch derPhotokoppler 50 eingeschaltet wird (#6). In Reaktion aufdas Rückkopplungssignalvon dem Photokoppler 50 führt die Steuerung 7 dergeschalteten Stromversorgung eine solche Steuerung durch, dass dasTastverhältnisdes Leistungs-MOSFET 6 an der Primärseite verringert wird, wodurchdie gesamte Schaltung abgeschaltet wird (#7). Auf diese Weise wirdder zu hohe Strom beseitigt. Es wird darauf hingewiesen, dass 2 nur jenen Fall erläutert, inwelchem der Spannungsversorgungsabschnitt der Sekundärseite zurAbgabe von 5 V einen Überlastungszustandaufweist.
    [0028] Nachstehendwird jener Fall geschildert, in welchem der Spannungsversorgungsabschnittder Sekundärseitezur Ausgabe von 5 V in einen Kurzschlußzustand oder den Zustand einesannähernden Kurzschlussesversetzt wird. In diesem Fall sinkt die Spannung der Sekundärseite untereinen vorgegebenen Spannungswert ab, was dann von den Spannungsdetektorwiderständen 43 und 44 festgestellt wird,wodurch das Schaltelement 42 eingeschaltet wird, so dassder Photokoppler 40 eingeschaltet wird. Dann arbeitet dieSteuerung 7 der geschalteten Stromversorgung auf ähnlicheWeise wie voranstehend beschrieben, um die gesamte Schaltung abzuschalten,wodurch der zu hohe Strom ausgeschaltet wird.
    [0029] Andererseitswird, wenn ein zu hoher Strom in dem Spannungsversorgungsabschnittder Sekundärseitezur Ausgabe von 24 V auftritt, dies von dem Stromdetektorwiderstand 8 alsgesamter, zu hoher Strom an der Primärseite festgestellt. Dies liegtdaran, dass die Stärkeeines derartigen, zu hohen Stroms in diesem Fall größer istals im Falle des voranstehend geschilderten Versorgungsabschnittsfür eineSpannung von 5 V, so dass in diesem Fall die gesamte Stromversorgungsschaltungdurch den zu hohen Strom stärkerbeeinflusst wird.
    [0030] Wievoranstehend geschildert führtauf Grundlage der Rückkopplungssignalevon den Photokopplern 50 und 40 und des erfassten,zu hohen Strom an der Primärseitedie Steuerung 7 fürdie geschaltete Stromversorgung eine solche Steuerung durch, dassdas Tastverhältnisdes Leistungs-MOSFET 6 an der Primärseite verringert wird, umdie gesamte Schaltung abzuschalten, wodurch der zu hohe Strom ausgeschaltetwird.
    [0031] Beider Stromerfassung, die an der Sekundärseite bei der vorliegendenAusführungsform durchgeführt wird,wie voranstehend geschildert, wird der durch eine Sekundärwicklung 30 zurAbgabe einer niedrigen Spannung fließende Strom erfasst. Daherkann der durch die Sekundärwicklung 30 fließende Stromeinzeln begrenzt werden. Im allgemeinen weist eine Sekundärwicklungeines Transformators zur Ausgabe einer niedrigen Versorgungsspannungeinen Drahtdurchmesser auf, der kleiner ist als jener zur Ausgabeeiner hohen Versorgungsspannung, was zu dem Problem führt, dassinfolge der durch den zu hohen Strom erzeugten Wärme ein Ausfall der Isolierungim erstgenannten Fall wahrscheinlicher ist als im letztgenanntenFall. Durch die Stromerfassung gemäß der vorliegenden Ausführungsformkann jedoch ein derartiges Problem überwunden werden, wodurch dieSicherheit der Stromversorgung verbessert wird. Da kein Komparatorzur Erfassung des zu hohen Stroms an der Sekundärseite benötigt wird, lassen sich darüber hinauseine einfache Konstruktion und eine kostengünstige Schaltung erreichen.
    [0032] Eswird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht aufdie voranstehende, spezielle Ausführungsform beschränkt ist,und sich verschiedene Abänderungenvornehmen lassen. So ist es beispielsweise möglich, die Rückkopplungdurch den Photokoppler 40 der Spannungserfassung an derSekundärseitezur Primärseitewegzulassen, und auch die Schaltsteuerung auf Grundlage der Ergebnisseder Erfassung des Stroms an der Primärseite wegzulassen. Dies liegtdaran, dass der gewünschte Effektdadurch erzielt werden kann, dass zumindest jene Rückkopplungssteuerungdurchgeführtwird, bei welcher der festgestellte, zu hohe Strom in der Sekundärwicklungzur Ausgabe der niedrigen Spannung durch den Photokoppler 50 aufdie Primärseite rückgekoppeltwird.
    [0033] Dievorliegende Erfindung wurde voranstehend unter Einsatz momentanbevorzugter Ausführungsformenbeschrieben, jedoch sollte diese Beschreibung nicht so interpretiertwerden, dass hierdurch die vorliegende Erfindung eingeschränkt wird. Fachleuteauf diesem Gebiet, welche die Beschreibung gelesen haben, werdenverschiedene Abänderungenerkennen, oder hieraus ableiten. Daher sollen die beigefügten Patentansprüche so verstandenwerden, dass sie alle Modifikationen und Abänderungen abdecken, die vomWesen und Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sind, die sichaus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben.
    权利要求:
    Claims (4)
    [1] Überstromschutzschaltungfür einegeschaltete Stromversorgung, bei welcher vorgesehen sind: einTransformator mit einer Primärseite,die eine Primärwicklungaufweist, und einer Sekundärseite,die mehrere Sekundärwicklungenaufweist, wobei die Primärwicklungmit einem Gleichstrom versorgt wird; ein Leistungsschaltelementzum Ein- und Ausschalten des Gleichstroms in der Primärwicklung,um mehrere Strömein den mehreren Sekundärwicklungen zuinduzieren, wobei die Strömegleichgerichtet und geglättetwerden, um mehrere Gleichspannungen an der Sekundärseite zurVerfügungzu stellen, wodurch Versorgungsabschnitte für mehrere Spannungen zur Ausgabeder mehreren Gleichspannungen an der Sekundärseite ausgebildet werden; einStromdetektorwiderstand zur Erfassung des in der Sekundärseite fließenden Stroms; einSchaltelement, das eingeschaltet wird, wenn die Spannung zwischenbeiden Enden des Stromdetektorwiderstands einen vorgegebenen Spannungswert überschreitet; einPhotokoppler, der in Abhängigkeitvom Zustand des Schaltelements ein- und ausgeschaltet wird; und eineSchaltsteuerschaltung zum Steuern des Tastverhältnisses des Leistungsschaltelementsin Reaktion auf das Ein- und Ausschalten des Photokopplers, wobeider Stromdetektorwiderstand zumindest in einer Leitung einer dermehreren Sekundärwicklungen vorgesehenist, welche unter den Versorgungsabschnitten für mehrere Spannungen zu einemVersorgungsabschnitt füreine niedrigere Ausgangsspannung gehört.
    [2] Überstromschutzschaltungfür einegeschaltete Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Schaltsteuerschaltung das Tastverhältnis des Leistungsschaltelementsin Reaktion auch auf einen an der Primärseite erfassten Stromwertsteuert.
    [3] Überstromschutzschaltungfür einegeschaltete Stromversorgung, wobei vorgesehen sind: ein Transformatormit einer Primärseite,die eine Primärwicklungaufweist, und einer Sekundärseite,die mehrere Sekundärwicklungenaufweist, wobei der Primärwicklungein Gleichstrom zugeführtwird; ein Leistungsschaltelement zum Ein- und Ausschalten desGleichstroms in der Primärwicklung,um mehrere Strömein den mehreren Sekundärwicklungen zuinduzieren, wobei die Strömegleichgerichtet und geglättetwerden, um mehrere Gleichspannungen an der Sekundärseite bereitzustellen,wodurch Versorgungsabschnitte fürmehrere Spannungen zur Ausgabe der mehreren Gleichspannungen ander Sekundärseiteausgebildet werden; Stromdetektorwiderstände zum jeweiligen Feststellendes Stroms an der Primärseiteund der Sekundärseite; einerstes Schaltelement, das eingeschaltet wird, wenn die Spannungzwischen den beiden Enden des Stromdetektorwiderstands an der Sekundärseite einenvorgegebenen Spannungswert überschreitet; einzweites Schaltelement, das eingeschaltet wird, wenn das erste Schaltelementeingeschaltet wird; ein erster Photokoppler, der in Abhängigkeitvom Zustand des zweiten Schaltelements ein- und ausgeschaltet wird; einSpannungsdetektorwiderstand zur Feststellung einer Abnahme der Spannungan der Sekundärseite untereinen vorgegebenen Spannungswert; ein drittes Schaltelement,dessen Ein- und Ausschaltzustand in Reaktion auf die von dem Spannungsdetektorwiderstanderfasste Spannung geändertwird; ein zweiter Photokoppler, der abhängig vom Zustand des drittenSchaltelements ein- und ausgeschaltet wird; und eine Schaltsteuerschaltungzum Steuern des Tastverhältnissesdes Leistungsschaltelements in Reaktion auf das Ein- und Ausschaltendes ersten und des zweiten Photokopplers, und auch in Reaktion aufeinen an der Primärseitefestgestellten Stromwert, wobei der Stromdetektorwiderstandan der Sekundärseitenur in einer Leitung einer der mehreren Sekundärwicklungen vorgesehen ist,die unter den Versorgungsabschnitten für die mehreren Spannungen zu einemVersorgungsabschnitt füreine niedrigere Ausgangsspannung gehört, um individuell den Strom,der durch die Sekundärwicklungfließt,auf einen maximal zulässigenStromwert zu begrenzen.
    [4] Überstromschutzschaltungfür einegeschaltete Stromversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass die geschaltete Stromversorgung bei einem Laserdrucker eingesetztwerden soll, wobei die Versorgungsabschnitte für mehrere Spannungen einenVersorgungsabschnitt füreine höhere Spannungzur Ausgabe von 24 V und einen Versorgungsabschnitt für eine niedrigereSpannung zur Ausgabe von 5 V umfassen.
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    US20030169606A1|2003-09-11|Start-up circuit for switched mode power supply
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2004312901A|2004-11-04|
    US7161783B2|2007-01-09|
    US20040201937A1|2004-10-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-05-20| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2013-02-07| R016| Response to examination communication|
    2013-03-04| R002| Refusal decision in examination/registration proceedings|
    2013-09-26| R003| Refusal decision now final|Effective date: 20130412 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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