DE102004017514A1 - Überstromschutzschaltung für geschaltete Stromversorgung - Google Patents

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Abstract

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.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung, die beispielsweise in einem Laserdrucker eingesetzt werden soll, und mehrere Spannungsversorgungsabschnitte aufweist.
  • Einige bekannte Überstromschutzschaltungen für geschaltete Stromversorgungen weisen mehrere Ausgänge zum Betrieb in einer Vorwärtsbetriebsart auf (vgl. beispielsweise die japanische offengelegte Patentveröffentlichung 2000-322133, Absätze 0007 bis 0013 und 0022, Figur 1). Diese Patentveröffentlichung beschreibt eine geschaltete Stromversorgungsschaltung mit mehreren Ausgängen, bei welcher ein Transformator zur Durchführung des Schaltbetriebs zur Abgabe an seine Sekundärseite einen Versorgungsabschnitt mit einer niedrigen Spannung von 3,3 V und einen Versorgungsabschnitt mit einer höheren Spannung von 5 V aufweist. Bei dieser geschalteten Stromversorgungsschaltung wird der Wert des elektrischen Stroms, der durch einen Widerstand fließt, der in einer Ausgangsleitung an der Sekundärseite jedes Spannungsversorgungsabschnitts vorgesehen ist, durch einen Komparator zur Überstromerfassung (für Überstromschutz) erfasst. Wenn der Komparator feststellt, dass der elektrische Strom einen Überstromerfassungswert erreicht, wird durch das erfasste Ausgangssignal ein Photokoppler eingeschaltet, wodurch das Tastverhältnis eines Leistungsschaltelements an der Primärseite des Transformators so gesteuert wird, dass die gesamte Schaltung abgeschaltet wird.
  • Eine geschaltete Stromversorgungsschaltung mit derartigen Versorgungsabschnitten zur Ausgabe mehrerer Spannungen hat jedoch folgende, unerwünschte Eigenschaften. Wenn beispielsweise die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungsabschnitts für 3,3 V innerhalb eines Sollbereichs erhalten wird, während die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungsabschnitts für 5 V abnimmt, dann wird der Spannungsversorgungsabschnitt für 5 V überlastet, so dass seine Spannung allmählich weiter abnimmt. Wenn die Ausgangsspannung des Spannungsversorgungsabschnitts für 5 V auf unterhalb von etwa 3,3 V absinkt, was zu einer Umkehr der Höhe der beiden Ausgangsspannungen führt, besteht die Möglichkeit, das elektronische Bauelemente, beispielsweise ICs, welche die beiden Spannungsversorgungsabschnitte enthalten, zerstört werden können, beispielsweise infolge eines Latch-Up-Effekts. Zur Lösung derartiger Probleme wird gemäß der voranstehend angeführten japanischen Veröffentlichung eines offengelegten Patents 2000-322133 die gesamte Stromversorgung abgeschaltet, wenn die Spannung des Versorgungsabschnitts für die höhere Spannung auf annähernd die Spannung des Versorgungsabschnitts für die niedrigere Spannung absinkt.
  • Andererseits ist es bei einer geschalteten Stromversorgungsschaltung, die einen Versorgungsabschnitt zur Abgabe einer einzelnen, anstelle von mehreren, Ausgangsspannung aufweist, bekannt, eine Überstromschutzschaltung bereitzustellen, damit die geschaltete Stromversorgung gegen einen zu hohen Strom geschützt ist, der die Steuergrenze einer Steuerschaltung an der Primärseite überschreitet (vgl. beispielsweise die japanische Veröffentlichung eines offengelegten Patents Hei-5-211715, Absatz 0012, Figur 1). Bei dieser Überstromschutzschaltung wird eine Abnahme der Ausgangsspannung erfasst, wobei diese Abnahme hervorgerufen wird, wenn an der Sekundärseite eines Transformators ein Kurzschlußzustand oder nahezu ein Kurzschlußzustand auftritt. Ein derartiges Messsignal wird über einen Photokoppler der primärseitigen Steuerschaltung zugeführt, die eine Impulsbreitenodulation zum Steuern eines Schaltelements durchführt, wobei versucht wird, die Ausgangsspannung der geschalteten Stromversorgung auf einem konstanten Wert zu halten. Hierbei nimmt die Einschaltzeit des Schaltelements zu, was dazu führt, dass ein zu hoher Strom fließt. Die Spannung, die durch den zu hohen Strom erzeugt wird, zwischen den beiden Enden eines Überstromdetektorwiderstands, der an der Primärseite des Transformators vorgesehen ist, wird geteilt und an die primärseitige Steuerschaltung angelegt, um einen Überstromschutz durch Verengung der Impulsbreite durchzuführen.
  • Weiterhin ist es bei der geschalteten Stromversorgung bekannt, bei welcher ein Überspannungsschutzsignal und ein Rückkopplungssignal von einer Ausgangsspannung der Sekundärseite eines Transformators einander überlagert werden, und an die Primärseite des Transformators unter Verwendung eines Photokopplers übertragen werden, eine Anordnung vorzusehen, die es ermöglicht, den Betrieb der Stromversorgung zu unterbrechen, wenn ein Störzustand wie beispielsweise ein Ausfall des Photokopplers auftritt (vgl. beispielsweise die japanische Veröffentlichung eines offengelegten Patents 2000-156972, Absatz 0021, Figur 1). Bei dieser Stromversorgung ist die Primärseite des Transformators mit einer Detektorvorrichtung zur Erfassung des über den Photokoppler übertragenen Rückkopplungssignals versehen, wobei das Rückkopplungssignal auf mehrere Pegel für die Messung heruntergeteilt wird.
  • Bei den herkömmlichen Vorgehensweisen, die voranstehend beschrieben wurden, weist die geschaltete Stromversorgungsschaltung mit Versorgungsabschnitten für mehrere Ausgangsspannungen gemäß der voranstehend erwähnten japanischen Veröffentlichung eines offengelegten Patents 2000-322133 folgende Nachteile auf. Obwohl die gesamte Stromversorgung abgeschaltet werden kann, wenn die Spannung des Versorgungsabschnitts für die höhere Spannung auf annähernd die Spannung des Versorgungsabschnitts für die niedrigere Spannung absinkt, wird ein gesamter, zu hoher Strom an der Primärseite des Transformators nicht erfasst, um die gesamte Stromversorgung abzuschalten. Daher ist es erforderlich, eine Überstromdetektorschaltung in jedem Spannungsversorgungsabschnitt der Sekundärseite des Transformators vorzusehen. Darüber hinaus wird bei der Schaltung ein Komparator eingesetzt, was die Kosten für die Schaltung erhöht. Es wird darauf hingewiesen, dass die japanische Veröffentlichung eines offengelegten Patents 2000-322133 nicht das Konzept offenbart, das die Erfassung eines Überstroms in einem Niederspannungsversorgungsabschnitt in einer Schaltung mit Versorgungsabschnitten für mehrere Ausgangsspannungen eine Gegenmaßnahme gegen eine Überlastung in Wicklungen eines Transformators ermöglicht, um beispielsweise einen Ausfall der Isolierung zu verhindern.
  • Andererseits weist die Überstromschutzschaltung, die in der japanischen Veröffentlichung eines offengelegten Patents Hei-5-211715 beschrieben wird, nicht Versorgungsabschnitte für mehrere Ausgangsspannungen auf, und stellt nicht einen zu hohen Strom an der Sekundärseite des Transformators zum Zwecke des Schutzes fest, obwohl die Ausgangsspannung der Sekundärseite des Transformators erfasst wird.
  • Entsprechend stellt auch die geschaltete Stromversorgung, die in der japanischen Veröffentlichung eines offengelegten Patents 2000-156972 beschrieben wird, ebenfalls nicht einen zu hohen Strom an der Sekundärseite des Transformators für Schutzzwecke fest.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer derartigen Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung, die Versorgungsabschnitte für mehrere Ausgangsspannungen aufweist, die es ermöglicht, Gegenmaßnahmen gegen eine Überlastung in Transformatorwicklungen zur Erhöhung der Sicherheit der Stromversorgung durchzuführen, unter Verwendung einer einfachen und kostengünstigen Schaltungskonstruktion, durch Erfassung zumindest eines zu hohen Stroms in einem Niederspannungsversorgungsabschnitt.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung, bei welcher vorgesehen sind:
    ein Transformator mit einer Primärseite, die eine Primärwicklung aufweist, und einer Sekundärseite, die mehrere Sekundärwicklungen aufweist, wobei der Primärwicklung ein Gleichstrom zugeführt wird;
    ein Leistungsschaltelement, zum Ein- und Ausschalten des Gleichstroms in der Primärwicklung, um mehrere Ströme in den mehreren Sekundärwicklungen zu induzieren, wobei diese Ströme gleichgerichtet und geglättet werden, um mehrere Gleichspannungen an der Sekundärseite zur Verfügung zu stellen, wodurch Versorgungsabschnitte für mehrere Spannungen zur Ausgabe der mehreren Gleichspannungen an der Sekundärseite ausgebildet werden;
    ein Stromdetektorwiderstand zur Erfassung des in der Sekundärseite fließenden Stroms;
    ein Schaltelement, das eingeschaltet wird, wenn eine Spannung zwischen den beiden Enden des Stromdetektorwiderstands einen vorgegebenen Spannungswert überschreitet;
    ein Photokoppler, der abhängig vom Zustand des Schaltelements ein- und ausgeschaltet wird; und
    eine Schaltsteuerschaltung zum Steuern des Tastverhältnisses des Leistungschaltelements in Reaktion auf das Ein- und Ausschalten des Photokopplers,
    wobei der Stromdetektorwiderstand in zumindest einer Leitung einer der mehreren Sekundärwicklungen vorgesehen ist, die unter den Versorgungsabschnitten für die mehreren Spannungen zu einem Versorgungsabschnitt für eine niedrigere Ausgangsspannung gehört.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Ausgangsstrom der Sekundärseite des Transformators zu hoch wird, dies durch den Stromdetektorwiderstand erfasst, der an der Sekundärseite des Transformators vorgesehen ist, so dass das Schaltelement eingeschaltet wird, wodurch der Photokoppler eingeschaltet wird. Auf Grundlage des Rückkopplungssignals von dem Photokoppler führt die Schaltsteuerschaltung eine solche Steuerung durch, dass das Tastverhältnis des Leistungsschaltelements an der Primärseite des Transformators verringert wird, wodurch der zu hohe Strom beseitigt wird. Ein Merkmal einer derartigen Konstruktion besteht darin, dass der Stromdetektorwiderstand an der Sekundärseite des Transformators den Strom erfasst, der durch eine Sekundärwicklung des Transformators fließt, die eine niedrigere Spannung abgibt, so dass der Stromdetektorwiderstand individuell den durch die Sekundärwicklung fließenden Strom begrenzen kann.
  • Üblicherweise weist eine Sekundärwicklung eines Transformators zur Ausgabe einer niedrigeren Spannung einen Drahtdurchmesser auf, der kleiner ist als jener eines Drahtes zur Ausgabe einer hohen Spannung, was das Problem hervorruft, dass ein Zusammenbruch der Isolierung im erstgenannten Fall wahrscheinlicher ist als im letztgenannten Fall. Infolge des voranstehend angegebenen Merkmals kann jedoch ein derartiges Problem gelöst werden, was die Sicherheit der Stromversorgung erhöht.
  • Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass kein Komparator für eine Überstromdetektorschaltung an der Sekundärseite des Transformators benötigt wird, was zu einer einfachen Konstruktion und einer kostengünstigen Schaltung führt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen dazu dienen, das technische Konzept der vorliegenden Erfindung oder von deren Ausführungsformen zu erläutern. Es zeigt:
  • 1 ein schematisches Schaltbild einer Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 ein schematisches Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs der Überstromschutzschaltung.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 1 zeigt ein Schaltbild einer Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgungsschaltung, die für elektronische Geräte wie beispielsweise einen Laserdrucker gedacht ist. Diese geschaltete Stromversorgung ist von jener Art, die Versorgungsabschnitte für mehrere Ausgangsspannungen aufweist, die hier als Ausgangsspannungen von 24 V und 5 V angenommen werden. Wechselstrom von einer Netzwechselstromquelle 1 wird in 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 des Transformators 4 übertragen (nachstehend einfach als Sekundärseite bezeichnet).
  • Eine Steuerung für die geschaltete Stromversorgung (Schaltsteuerschaltung) 7 steuert das Tastverhältnis des Leistungs-MOSFET 6 auf Grundlage einer Spannung, die von einem Widerstand (Stromdetektorwiderstand) 8 zum Erfassen des in der Primärseite des Transformators fließenden Stroms (nachstehend einfach als Primärseite bezeichnet) erfasst wird, und auf der Grundlage von Rückkopplungssignalen für nachstehend erläuterte Photokoppler 40 und 50. Eine Dämpferschaltung 5 setzt den Transformator 4 zurück. Bei dieser geschalteten Stromversorgungsschaltung werden Ausgangsspannungen (Spannungsversorgungsabschnitte für 24 V und 5 V) zu Ausgangsklemmen 25 und 34 der geschalteten Stromversorgung auf konstante Werte geregelt. Bei der vorliegenden Erfindung schwingt die Steuerung 7 für die geschaltete Stromversorgung mit konstanter Frequenz, und führt eine Tastverhältnissteuerung durch.
  • Wenn die Steuerung 7 für die geschaltete Stromversorgung zu schwingen beginnt, wird ein in einer Hilfswicklung des Transformators 4 induzierter Strom an beide Enden eines Kondensators 10 über eine Diode 9 geliefert, wodurch die Spannung zwischen beiden Enden des Kondensators 10 als Stromversorgung dient. Es wird darauf hingewiesen, dass Einzelheiten einer Einschaltstromversorgung für die Steuerung 7 der geschalteten Stromversorgung in der Zeichnung weggelassen ist.
  • An der Sekundärseite des Versorgungsabschnitts für eine Ausgangsspannung von 24 V des Transformators 4 wird intermittierend Strom, der in einer Sekundärwicklung 20 erzeugt wird, gleichgerichtet und geglättet durch eine Diode 21 und einen Kondensator 22, und als Gleichstrom an die Ausgangsklemme 24 über eine Drossel 23 ausgegeben. Entsprechend wird an der Sekundärseite des Versorgungsabschnitts für eine Ausgangsspannung von 5 V des Transformators 4 intermittierend Strom, der in einer Sekundärwicklung 30 erzeugt wird, gleichgerichtet und geglättet durch eine Diode 31 und einen Kondensator 32, und als Gleichstrom an die Ausgangsklemme 34 ausgegeben.
  • Die Überstromschutzschaltung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist als Überstromschutzschaltung 101 (umgeben von einer gepunktet-gestrichelten Linie) ausgebildet, um einen zu hohen Strom an der Sekundärseite zu erfassen, um einzeln den in der Sekundärseite fließenden Strom zu begrenzen, auf einen maximal zulässigen Stromwert. Die Überstromschutzschaltung kann weiterhin eine Spannungsdetektorschaltung 102 (umgeben von einer gestrichelten Linie) aufweisen, um eine Spannung an der Sekundärseite zu erfassen, damit eine Abnahme der sekundärseitigen Spannung unterhalb eines vorgegebenen Spannungswerts erfasst wird, beispielsweise dann, wenn an der Sekundärseite ein Kurzschlußzustand oder der Zustand eines annähernden Kurzschlusses hervorgerufen wird. Die Überstromschutzschaltung weist weiterhin die Steuerung 7 für die geschaltete Stromversorgung auf, die in Reaktion auf die Ausgangssignale der Photokoppler 50 und 40 der Überstromdetektorschaltung 101 bzw. der Spannungsdetektorschaltung 102 arbeitet, und weist darüber hinaus den Leistungs-MOSFET 6 auf, der in Reaktion auf das Ausgangssignal der Steuerung 7 für die geschaltete Stromversorgung arbeitet.
  • Zuerst wird die Überstromschutzschaltung 101 zur Erfassung eines zu hohen Stroms an der Sekundärseite beschrieben. Ein Stromdetektorwiderstand 33 an der Sekundärseite ist nur in der Leitung der Sekundärwicklung 30 vorgesehen, die unter den mehreren Spannungsversorgungsabschnitten zu dem Versorgungsabschnitt für die niedrigere Spannung zur Ausgabe von 5 V gehört. Ein Transistor (erstes Schaltelement) 53 wird eingeschaltet, wenn die Spannung zwischen den beiden Enden des Stromdetektorwiderstands 33 an der Sekundärseite einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Transistor 53 weist auf:
    einen Emitter, der an ein Ende, an der Wicklungsseite, des Stromdetektorwiderstands 33 angeschlossen ist; eine Basis, die über einen Widerstand 54 und eine Temperaturkompensationsdiode 55 an das andere Ende des Stromdetektorwiderstands 33 angeschlossen ist, welches die Ausgangsklemme 34 bildet; und einen Kollektor, der an einen nachstehend erläuterten Transistor 52 über einen Widerstand 55 angeschlossen ist. Der Widerstandswert des Stromdetektorwiderstands 33 kann so gewählt sein, dass beispielsweise dann, wenn der Messpegel an der Sekundärseite zu 10 Ampere angenommen wird, ein Widerstandswert von 0,1 Ω dazu verwendet wird, den Transistor 53 einzuschalten, wenn eine Spannungsdifferenz von 1 V zwischen beiden Enden des Stromdetektorwiderstands 33 erzeugt wird.
  • Der Transistor (zweites Schaltelement) 52 wird eingeschaltet, wenn der Transistor 53 eingeschaltet wird. Der Transistor 52 weist einen Kollektor auf, der an die Kathode eines lichtemittierenden Elements des Photokopplers 50 angeschlossen ist, und einen Emitter, der an GND (Masse) gelegt ist. Zwischen die Basis des Transistors 52 und GND sind ein Entladungswiderstand 57 und ein Kondensator 58 zum Verhindern einer Störung zum Zeitpunkt des Einschaltens der Stromversorgung parallel geschaltet. Abhängig vom Zustand des Transistors 52 wird der Photokoppler (erster Photokoppler) 50 ein- und ausgeschaltet, bei welchem der Emitter seines lichtemittierenden Elements über einen Widerstand 51 mit dem Ende des Stromdetektorwiderstands 33 an der Wicklungsseite verbunden ist.
  • Als nächstes wird die Spannungsdetektorschaltung 102 zur Erfassung der Spannung an der Sekundärseite beschrieben.
  • Diese Spannungsdetektorschaltung ist in dem Versorgungsabschnitt für eine niedrige Spannung zur Ausgabe von 5 V vorgesehen, und arbeitet so, dass sie eine Abnahme der sekundärseitigen Spannung unter einen vorgegebenen Spannungswert erfasst. Spannungsdetektorwiderstände 43 und 44 sind in Reihe zwischen die Ausgangsklemme 34 und GND geschaltet. Ein Schaltelement (drittes Schaltelement) 42 arbeitet in Reaktion auf die Spannung, die an einem Spannungsteilerpunkt zwischen den Spannungsdetektorwiderständen 43 und 44 erfasst wird, und wird eingeschaltet, wenn die Ausgangsspannung unter einen vorgegebenen Spannungswert absinkt. Abhängig vom Zustand des Schaltelements 42 wird der Photokoppler (zweiter Photokoppler) 40 ein- und ausgeschaltet, bei welchem der Emitter seines lichtemittierenden Elements über einen Widerstand 41 mit dem Ende des Stromdetektorwiderstands 33 an der Wicklungsseite verbunden ist.
  • Als nächstes wird der Betrieb der voranstehend geschilderten Überstromschutzschaltung unter Bezugnahme auf ein in 2 gezeigtes Flußdiagramm beschrieben, welches den Betrieb der Schaltung erläutert. Wenn die Stromversorgungsquelle eingeschaltet wird (#1), wird der Betriebszustand der Schaltung zu einem Sollstrombelastungszustand (#2) im Normalbetrieb. Wenn aus irgendeinem Grund beim Spannungsversorgungsabschnitt der Sekundärseite zur Ausgabe von 5 V eine Überlastung auftritt, 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). Dies führt dazu, dass der Transistor 52 eingeschaltet wird (#5), wodurch der Photokoppler 50 eingeschaltet wird (#6). In Reaktion auf das Rückkopplungssignal von dem Photokoppler 50 führt die Steuerung 7 der geschalteten Stromversorgung eine solche Steuerung durch, dass das Tastverhältnis des Leistungs-MOSFET 6 an der Primärseite verringert wird, wodurch die gesamte Schaltung abgeschaltet wird (#7). Auf diese Weise wird der zu hohe Strom beseitigt. Es wird darauf hingewiesen, dass 2 nur jenen Fall erläutert, in welchem der Spannungsversorgungsabschnitt der Sekundärseite zur Abgabe von 5 V einen Überlastungszustand aufweist.
  • Nachstehend wird jener Fall geschildert, in welchem der Spannungsversorgungsabschnitt der Sekundärseite zur Ausgabe von 5 V in einen Kurzschlußzustand oder den Zustand eines annähernden Kurzschlusses versetzt wird. In diesem Fall sinkt die Spannung der Sekundärseite unter einen vorgegebenen Spannungswert ab, was dann von den Spannungsdetektorwiderständen 43 und 44 festgestellt wird, wodurch das Schaltelement 42 eingeschaltet wird, so dass der Photokoppler 40 eingeschaltet wird. Dann arbeitet die Steuerung 7 der geschalteten Stromversorgung auf ähnliche Weise wie voranstehend beschrieben, um die gesamte Schaltung abzuschalten, wodurch der zu hohe Strom ausgeschaltet wird.
  • Andererseits wird, wenn ein zu hoher Strom in dem Spannungsversorgungsabschnitt der Sekundärseite zur Ausgabe von 24 V auftritt, dies von dem Stromdetektorwiderstand 8 als gesamter, zu hoher Strom an der Primärseite festgestellt. Dies liegt daran, dass die Stärke eines derartigen, zu hohen Stroms in diesem Fall größer ist als im Falle des voranstehend geschilderten Versorgungsabschnitts für eine Spannung von 5 V, so dass in diesem Fall die gesamte Stromversorgungsschaltung durch den zu hohen Strom stärker beeinflusst wird.
  • Wie voranstehend geschildert führt auf Grundlage der Rückkopplungssignale von den Photokopplern 50 und 40 und des erfassten, zu hohen Strom an der Primärseite die Steuerung 7 für die geschaltete Stromversorgung eine solche Steuerung durch, dass das Tastverhältnis des Leistungs-MOSFET 6 an der Primärseite verringert wird, um die gesamte Schaltung abzuschalten, wodurch der zu hohe Strom ausgeschaltet wird.
  • Bei der Stromerfassung, die an der Sekundärseite bei der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, wie voranstehend geschildert, wird der durch eine Sekundärwicklung 30 zur Abgabe einer niedrigen Spannung fließende Strom erfasst. Daher kann der durch die Sekundärwicklung 30 fließende Strom einzeln begrenzt werden. Im allgemeinen weist eine Sekundärwicklung eines Transformators zur Ausgabe einer niedrigen Versorgungsspannung einen Drahtdurchmesser auf, der kleiner ist als jener zur Ausgabe einer hohen Versorgungsspannung, was zu dem Problem führt, dass infolge der durch den zu hohen Strom erzeugten Wärme ein Ausfall der Isolierung im erstgenannten Fall wahrscheinlicher ist als im letztgenannten Fall. Durch die Stromerfassung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch ein derartiges Problem überwunden werden, wodurch die Sicherheit der Stromversorgung verbessert wird. Da kein Komparator zur Erfassung des zu hohen Stroms an der Sekundärseite benötigt wird, lassen sich darüber hinaus eine einfache Konstruktion und eine kostengünstige Schaltung erreichen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die voranstehende, spezielle Ausführungsform beschränkt ist, und sich verschiedene Abänderungen vornehmen lassen. So ist es beispielsweise möglich, die Rückkopplung durch den Photokoppler 40 der Spannungserfassung an der Sekundärseite zur Primärseite wegzulassen, und auch die Schaltsteuerung auf Grundlage der Ergebnisse der Erfassung des Stroms an der Primärseite wegzulassen. Dies liegt daran, dass der gewünschte Effekt dadurch erzielt werden kann, dass zumindest jene Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, bei welcher der festgestellte, zu hohe Strom in der Sekundärwicklung zur Ausgabe der niedrigen Spannung durch den Photokoppler 50 auf die Primärseite rückgekoppelt wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde voranstehend unter Einsatz momentan bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, jedoch sollte diese Beschreibung nicht so interpretiert werden, dass hierdurch die vorliegende Erfindung eingeschränkt wird. Fachleute auf diesem Gebiet, welche die Beschreibung gelesen haben, werden verschiedene Abänderungen erkennen, oder hieraus ableiten. Daher sollen die beigefügten Patentansprüche so verstanden werden, dass sie alle Modifikationen und Abänderungen abdecken, die vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sind, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben.

Claims (4)

  1. Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung, bei welcher vorgesehen sind: ein Transformator mit einer Primärseite, die eine Primärwicklung aufweist, und einer Sekundärseite, die mehrere Sekundärwicklungen aufweist, wobei die Primärwicklung mit einem Gleichstrom versorgt wird; ein Leistungsschaltelement zum Ein- und Ausschalten des Gleichstroms in der Primärwicklung, um mehrere Ströme in den mehreren Sekundärwicklungen zu induzieren, wobei die Ströme gleichgerichtet und geglättet werden, um mehrere Gleichspannungen an der Sekundärseite zur Verfügung zu stellen, wodurch Versorgungsabschnitte für mehrere Spannungen zur Ausgabe der mehreren Gleichspannungen an der Sekundärseite ausgebildet werden; ein Stromdetektorwiderstand zur Erfassung des in der Sekundärseite fließenden Stroms; ein Schaltelement, das eingeschaltet wird, wenn die Spannung zwischen beiden Enden des Stromdetektorwiderstands einen vorgegebenen Spannungswert überschreitet; ein Photokoppler, der in Abhängigkeit vom Zustand des Schaltelements ein- und ausgeschaltet wird; und eine Schaltsteuerschaltung zum Steuern des Tastverhältnisses des Leistungsschaltelements in Reaktion auf das Ein- und Ausschalten des Photokopplers, wobei der Stromdetektorwiderstand zumindest in einer Leitung einer der mehreren Sekundärwicklungen vorgesehen ist, welche unter den Versorgungsabschnitten für mehrere Spannungen zu einem Versorgungsabschnitt für eine niedrigere Ausgangsspannung gehört.
  2. Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltsteuerschaltung das Tastverhältnis des Leistungsschaltelements in Reaktion auch auf einen an der Primärseite erfassten Stromwert steuert.
  3. Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung, wobei vorgesehen sind: ein Transformator mit einer Primärseite, die eine Primärwicklung aufweist, und einer Sekundärseite, die mehrere Sekundärwicklungen aufweist, wobei der Primärwicklung ein Gleichstrom zugeführt wird; ein Leistungsschaltelement zum Ein- und Ausschalten des Gleichstroms in der Primärwicklung, um mehrere Ströme in den mehreren Sekundärwicklungen zu induzieren, wobei die Ströme gleichgerichtet und geglättet werden, um mehrere Gleichspannungen an der Sekundärseite bereitzustellen, wodurch Versorgungsabschnitte für mehrere Spannungen zur Ausgabe der mehreren Gleichspannungen an der Sekundärseite ausgebildet werden; Stromdetektorwiderstände zum jeweiligen Feststellen des Stroms an der Primärseite und der Sekundärseite; ein erstes Schaltelement, das eingeschaltet wird, wenn die Spannung zwischen den beiden Enden des Stromdetektorwiderstands an der Sekundärseite einen vorgegebenen Spannungswert überschreitet; ein zweites Schaltelement, das eingeschaltet wird, wenn das erste Schaltelement eingeschaltet wird; ein erster Photokoppler, der in Abhängigkeit vom Zustand des zweiten Schaltelements ein- und ausgeschaltet wird; ein Spannungsdetektorwiderstand zur Feststellung einer Abnahme der Spannung an der Sekundärseite unter einen vorgegebenen Spannungswert; ein drittes Schaltelement, dessen Ein- und Ausschaltzustand in Reaktion auf die von dem Spannungsdetektorwiderstand erfasste Spannung geändert wird; ein zweiter Photokoppler, der abhängig vom Zustand des dritten Schaltelements ein- und ausgeschaltet wird; und eine Schaltsteuerschaltung zum Steuern des Tastverhältnisses des Leistungsschaltelements in Reaktion auf das Ein- und Ausschalten des ersten und des zweiten Photokopplers, und auch in Reaktion auf einen an der Primärseite festgestellten Stromwert, wobei der Stromdetektorwiderstand an der Sekundärseite nur in einer Leitung einer der mehreren Sekundärwicklungen vorgesehen ist, die unter den Versorgungsabschnitten für die mehreren Spannungen zu einem Versorgungsabschnitt für eine niedrigere Ausgangsspannung gehört, um individuell den Strom, der durch die Sekundärwicklung fließt, auf einen maximal zulässigen Stromwert zu begrenzen.
  4. Überstromschutzschaltung für eine geschaltete Stromversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geschaltete Stromversorgung bei einem Laserdrucker eingesetzt werden soll, wobei die Versorgungsabschnitte für mehrere Spannungen einen Versorgungsabschnitt für eine höhere Spannung zur Ausgabe von 24 V und einen Versorgungsabschnitt für eine niedrigere Spannung zur Ausgabe von 5 V umfassen.
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