Dettmer, Heinz (Landweg 11, Ditzingen, 71254, DE)
| 1. | Schaltnetzteil zur Stromversorgung von Niederspannungsverbrauchern aus einer Netzspannungsquelle, mit einem getakteten Gleichspannungs 6leichspannungsWandler (6) zur galvanischen Trennung der Netzseite von der Niederspannungsseite, wobei der Wandler (6) einen Transformator (7) mit einer Primärwicklung (8) und einer Sekundärwicklung (9) aufweist, wobei zwischen der Primärwicklung (8) und der Sekundärwicklung (9) eine elektri sche Isolationsschicht (16) angeordnet ist, wobei die Primärwicklung (8) im Stromkreis einer Eingangsspannungsquelle (1) mit einem taktgesteuerten Halbleiterschalter (V1) in Reihe geschaltet ist, und wobei die Sekundärwick lung (9) über eine Gleichrichterschaltung mit Anschlüssen (12a, 12b) für den Niederspannungsverbraucher verbunden ist dadurch gekennzeichnet dass die Isolationsschicht (16) zur kapazitiven Entkopplung von Primärwicklung (8) und Sekundärwicklung (9) eine Dicke (d) von mindestens 0,2 Millimeter auf weist, und dass der Wandler (6) als Resonanzsperrwandler ausgebildet ist. |
| 2. | Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Isolationsschicht (16) mindestens 0,3 Millimeter, bevorzugt mindestens 0,35 Millimeter und insbesondere mindestens 0,4 Millimeter beträgt. |
| 3. | Netzteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Isolationsschicht (16) mindestens 0,5 Millimeter, gegebenenfalls mindes tens 0, 6 Millimeter und eventuell mindestens 0,7 Millimeter beträgt. |
| 4. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung (9) am Außenumfang der Primärwicklung (8) angeordnet ist. |
| 5. | Schaltnetzteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär wicklung (8) mit ihrem einen Ende mit einem Pol (4a) der Eingangsspan nungsquelle (1) und mit ihrem anderen Ende mit dem Halbleiterschalter (V1) verbunden ist, dass die Primärwicklung (8) mehrere Wicklungslagen aufweist und dass die Wicklungslage, deren Ende (18) mit dem Halbleiterschalter (V1) verbunden ist, einem weichmagnetischen und/oder ferritischen Transforma torKern (11) und die Wicklungslage, deren Ende (19) mit dem Pol (4a) der Eingangsspannungsquelle (1) verbunden ist, der Sekundärwicklung (9) zu gewandt ist. |
| 6. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung (9) die Primärwicklung (8) nur teilweise überdeckt und dass zwischen der Sekundärwicktung (9) und der Stirnseite der Primär wicklung (8), an der das mit dem Halbleiterschalter (V1) verbundene Ende der Primärwicklung (8) angeordnet ist, ein Abstand (a) vorgesehen ist. |
| 7. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass die Primärwicklung (8) und die Sekundärwicklung (9) auf einem weich magnetischen und/oder ferritischen Kern (11) in Axialrichtung nebeneinan der angeordnet sind und dass die Isolationsschicht (16) in einer etwa recht winklig zur Axialrichtung verlaufenden Ebene zwischen der Primärwicklung (8) und der Sekundärwicklung (9) angeordnet ist. |
| 8. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet dass die Sekundärwicklung (9) mehrere aufeinanderliegende Wicklungsla gen aufweist, und dass die radiale Abmessung oder Dicke des durch diese Wicklungslagen gebildeten Wicklungskörpers größer ist als dessen axiale Abmessung oder Länge. |
| 9. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Primärwicklung (8) und der Sekundärwicklung (9) eine Hilfsspannungswicklung (10) angeordnet ist, die derart mit einer Ansteuer elektronik für den Halbleiterschalter (V1) verbunden ist, dass sie als Stromver sorgung für die Ansteuerelektronik nutzbar ist. |
| 10. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass die Anschlüsse (12a, 12b) für den Niederspannungsverbraucher mit Messsignaleingängen einer Spannungsmesseinrichtung verbunden sind, deren Messsignalausgang mit einer eine Referenzspannungsquelle aufwei senden Vergleichseinrichtung verbunden ist, und dass die Vergleichseinrich tung zur Bildung eines geschlossenen Regelkreises über einen Regler mit der Ansteuerelektronik verbunden ist, wobei zwischen dem Regler und der An steuerelektronik vorzugsweise ein Optokoppler (01) angeordnet ist. |
| 11. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfrequenz des Wandlers (6) größer als 25 kHz ist. |
| 12. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterschalter (vol), die Ansteuerschaltung und die Eingangs spannungsquelle (1) auf der einen Seite des Transformators (7) und die Gleichrichterschaltung und gegebenenfalls die Messeinrichtung und der Regelkreis auf der gegenüberliegenden anderen Seite des Transformators (7) angeordnet sind. |
| 13. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse aufweist in dessen Innenhöhlung die Eingangsspan nungsquelle, und der Wandler (6) angeordnet sind, und dass das gehäuse elektrisch leitend mit einem der Anschlüsse (12a, 12b) für den Niederspan nungsverbraucher verbunden ist. |
| 14. | Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das 6ehäuse vorzugsweise röhrenförmig ausgebildet ist, und dass die durch die Eingangsspannungsquelle (1) und den Wandler (6) gebildete e lektrische Schaltung und der Niederspannungsverbraucher in Axialrichtung des Gehäuses in dessen Innenhöhlung hintereinander angeordnet und vor zugsweise durch einen Zwischenraum voneinander beabstandet sind. |
Ein derartiges Schaltnetzteil ist aus der Praxis bekannt. Es weist eine Eingangsspan- nungsquelle auf, die einen Brückengleichrichter hat, der mit seinen Eingangsan- schlüssen mit der Netzspannung des öffentlichen Wechselspannungsnetzes verbindbar ist. Mit seinen Ausgangsanschlüssen ist der Brückengleichrichter an einem Elektrolytkondensator angeschlossen ist, der die pulsierende Ausgangs- gleichspannung des Brückengleichrichters glättet. Die Eingangsspannungsquelle ist über einen Halbleiterschalter mit einer Primärwicklung eines Transformators zu einem Stromkreis verbunden. Der Halbleiterschalter weist einen Steuereingang auf, der zum periodischen Unterbrechen des Stromkreises mit einer Ansteuereinrichtung verbunden ist Über die Ansteuereinrichtung wird an den Steuereingang eine etwa rechteckförmige Steuerspannung angelegt. Durch das periodische Unterbrechen des Stromkreises wird in der Sekundärwicklung des Transformators eine elektrische Spannung erzeugt, die mit Hilfe einer Gleichrichterschaltung gleichgerichtet und elektrischen Anschlüssen zugeführt wird, die mit einem Niederspannungsverbrau- cher verbindbar sind. Die Schaltfrequenz ist größer als die Netzfrequenz, wodurch der Transformator im Vergleich zu einem mit Netzfrequenz betriebenen Transforma- tor gleicher Leistung relativ kleine Abmessungen aufweist.
Um eine sichere galvanische Trennung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung zu ermöglichen und insbesondere beim Auftreten einer Über- spannung im Wechselspannungsnetz einen Durchschlag der Wechselspannung von der Primärwicklung auf die Sekundärwicklung zu verhindern, ist zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung eine elektrische Papier-lsolstionsschicht angeordnet, die eine Dicke von etwa 0,1 Millimetern aufweiset Bei der Konstruktion des Transformators wird unter Berücksichtigung der geforderten Überspannungsfes- tigkeit des Transformators eine möglichst geringe Dicke der Isolationsschicht angestrebt, um ein gute magnetische Kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung, eine geringe Streuinduktivität und eine niedrige Bauele- mentbelastung und somit eine geringe Verlustleistung zu erreichen.
Zur Einhaltung gesetzlich vorgeschriebener Funkstörspannungsgrenzwerte ist der Primärkreis über einen Funk-Entstörkondensator mit der Sekundärwicklung verbun- den. Das Schaltnetzteil ist in einem geerdeten metallischen Gehäuse untere- bracht. Zwischen dem Gehäuse und dem Schaltnetzteil ist eine Koppeikapazität gebildet Ein derartiges Schaltnetzteil muss bestimmte Anforderungen für Anwendungen der Schutzklasse 1 an die Störfrequenzaussendung und an die Störfestigkeit erfüllen, die den Burstspannungsdurchgriff auf die galvanisch zur Netzseite getrennte Nieder- spannungsseite betrifft. Wenn das Gehäuse des Schaltnetzteils auf einer elektrisch isolierten Unterlage angeordnet ist, können statische Entladungen (durch Berüh- rung) Ableitströme über das Gehäuse, die l<oppelkapazität, den Niederspannungs- verbraucher und den Funk-Entstörkondensator zum Netz erzeugen. Die kann einerseits für den Benutzer des Schaltnetzteils unangenehm sein, wenn er den Ableitstrom als Stromschlag empfindet. Andererseits kann durch einen derartigen Ableitstrom aber auch ein an dem Schaltnetzteil angeschlossener empfindlicher Niederspannungsverbraucher, wie z. B. eine Laserdiode, beschädigt oder sogar zerstört werden, wenn der Ableitstrom auf den Niederspannungsverbraucher durchgreift. Ein weiterer Nachteil des bekannten Schaltnetzteils besteht darin, dass es noch verhältnismäßig große Abmessungen aufweist.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Schaltnetzteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei kompakten Abmessungen einen geringen Ableitstrom und eine niedrige Störaussendung bei gleichzeitig hoher Störfestigkeit (Burst, Surge, HF-Feld, HF-Einströmung) ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Isolationsschicht zur kapazitiven Entkopplung von Primärwicklung und Sekundärwicklung eine Dicke von mindes- tens 0,2 Millimeter aufweist, und dass der Wandler als Resonanzsperrwandier ausgebildet ist.
In überraschender Weise ist also die Dicke der zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung angeordneten Isolationsschicht größer gewählt als dies für die Erfüllung der Überspannungsfestiglseit des Transformators eigentlich erforderlich wäre. In vorteilhafter Weise wird durch diese Maßnahme ein sehr geringe Koppel- kapazität zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung erreicht, so dass sich der Ableitstrom entsprechend reduziert. Die damit einhergehende Reduzierung der magnetischen Kopplung zwischen der Primärwicklung und der SeIsundärwick- lung, die zu einer größeren Verlustleistung in dem Transformator führt, wird bewusst in Kauf genommen. Durch den als Resonanzsperrwandler ausgebildeten Wandler ergibt sich ein sinusartiger Verlauf des Ansteuersignals für den Halbleiterschalter, wodurch die Steilheit der geschalteten Transformotorströme im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Schaltnetzteil, bei dem der Halbleiterschal- ter mit einem rechteckförmigen Ansteuersignal angesteuert wird, so stark abnimmt, dass auf einen die Primärwicklung mit der Sekundärwicklung verbindenden Entstör- Kondensator verzichtet werden kann. Dadurch wird die elektrische Kapazität zwischen der Primär-und der Sekundärseite des Schaltnetzteils zusätzlich um einen Faktor K = CK/ (CK + C reduziert, wobei C, die der Koppeikapazität zwischen der Primär-und der Sekundärseite des Schaltnetzteils und CE die der Kapazität des Entstör-Kondensators bedeuten. Durch diese Maßnahmen sind der Ableitstrom und der Burstspannungsdurchgriffvon der Primärseite auf die Sekundärseite auf einen Wert reduziert, durch den empfindliche Verbraucher so gut wie gar nicht beeinflusst werden. Dennoch ist die Abstrahlung von Störfrequenzen aufgrund der geringen Steilheit der Transformatorströme äußerst gering, so dass das Umfeld des Schalt- netzteils kaum gestört wird. Wegen des niedrigen Ableitstroms ist das Schaltnetzteil vor allem als Stromversorgung für Laserdioden geeignet. Auch in medizinischen Geräten, die mit Patienten in Berührung kommen, kann das Schaltnetzteil vorteilhaft zur Anwendung kommen. Da ein Entstör-Kondensator eingespart wird, ermöglicht das Schaltnetzteil kompakte Abmessungen. In vorteilhafter Weise kann das Schaltnetzteil auch zum Betreiben eines Mobiltelefons verwendet werden. Dabei wird durch den geringen Ableitstrom vermieden, dass der Benutzer des Mobiltele- fons beim Telefonieren ein störendes Kribbeln am Ohr spürt, wenn das Mobiitelefon am Schaltnetzteil angeschlossen ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Dicke der Isolations- schicht mindestens 0,3 Millimeter, bevorzugt mindestens 0,35 Millimeter und insbesondere mindestens 0,4 Millimeter. Das Schaltnetzteil ermöglicht dadurch einen noch kleineren Ableitstrom, der in Pikoamperebereich liegen kann.
Ein noch größerer Abstand zwischen Primär-und Sekundärwicklung und somit ein noch geringerer Ableitstrom kann dadurch erreicht werden, dass die Dicke der Isolationsschicht mindestens 0,5 Millimeter, gegebenenfalls mindestens 0,6 Millime- ter und eventuell mindestens 0, 7 Millimeter beträgt. Eine derartige Wandstärke der Isolationsschicht istvor allem bei größeren Schaltnetzteilen zweckmäßig.
Vorteilhaft ist, wenn die Sekundärwicklung am Außenumfang der Primärwicklung angeordnet ist. Dadurch wird eine noch geringere Störfrequenz-Abstrahlung ermöglicht, Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Primärwicklung und die Sekundärwicklung in Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind und dass die Isolationsschicht in einer etwa rechtwinklig zur Axialrichtung verlaufenden Ebene zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung angeordnet ist.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsfbrm der Erfindung ist die Primärwicklung mit ihrem einen Ende mit einem Pol der Eingangsspannungsquelle und mit ihrem anderen Ende mit dem Halbleiterschalter verbunden ist, wobei die Primärwicklung mehrere Wicklungslagen aufweist und wobei die Wicklungslage, deren Ende mit dem Halbleiterschalter verbunden ist, einem weichmagnetischen und/oder ferritischen Transformator-Kern und die Wicklungslage, deren Ende mit dem Pol der Eingangsspannungsquelle verbunden ist, der Sekundärwicklung zugewandt ist. Die Seite der Primärwicklung, die mit dem Halbleiterschalter verbunden ist und an der beim Schalten die Potentialschwankungen auftreten, ist also von der Sekundärwick- lung entfernt angeordnet, so dass die beim Schalten des Primärstroms auffreten- den Störungen nicht oder nur in sehr geringem Umfang auf die Sekundärwicklung übertragen werden.
Eine gute Abschirmung der Sekundärwicklung gegen die an der Primärwicklung auftretenden Störspannungen kann auch dadurch erreicht werden, dass die Sekundärwicklung die Primärwicklung nur teilweise überdeckt, und dass zwischen der Sekundärwicklung und der Stirnseite der Primärwicklung, an der das mit dem Halbleiterschalter verbundene Ende der Primärwicklung angeordnet ist, ein Abstand vorgesehen ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Seite der Primär- wicklung, an der beim Schalten die Potentialschwanlaungen auftreten, von der Sekundärwicklung entfernt angeordnet.
Wenn die Sel<undärwicklung eine größere Anzahl Windungen aufweist, ist es vorteilhaft wenn die Sekundärwicklung mehrere aufeinanderliegende Wiclsfungs- lagen hat, und wenn die radiale Abmessung oder Dicke des durch diese Wick- lungslagen gebildeten Wiclalungslsörpers größer ist als dessen axiale Abmessung oder Länge. Die Wicklung der Niederspannungsseite ist also als schmale Hoch- kantv\/iclslung ausgebildet, so dass zwischen der Stirnseite der Sekundärwicklung, an dem das mit dem Halbleiterschalter verbundene Ende der Primärwiclslung angeordnet ist und der Sekundärwicklung ein entsprechend großer Abstand vorhanden sein kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung eine Hilfsspannungswicklung angeordnet, die derart mit einer Ansteuereiektronik für den Halbleiterschalter verbunden ist, dass sie als Stromversorgung für die Ansteuereiektronik nutzbar ist. Dadurch kann die Ansteuer- elektronik verlustarm mit einer gegenüber der Netzspannung reduzierten Betriebs- spannung versorgt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Anschlüsse für den Niederspan- nungsverbraucher mit Messsignaleingängen einer Spannungsmesseinrichtung verbunden, deren Messsignalausgang an einer eine Referenzspannungsquelle aufweisenden Vergleichseinrichtung angeschlossen ist, wobei die Vergleichsein- richtung zur Bildung eines geschlossenen Regelkreises über einen Regler mit der Ansteuerelektronik verbunden ist, und wobei zwischen dem Regler und der Ansteuerelektronik vorzugsweise ein Optokoppler angeordnet ist. Die an der Selsundärwicklung anliegende elektrische Spannung wird also geregelt, indem sie gemessen und mit einer Referenzspannung verglichen wird, und indem beim Auftreten einer Regelabweichung das Ansteuersignal für den Halbleiterschalter derart verändert wird, dass die Regelabweichung reduziert oder beseitigt wird.
Dabei wird durch den Optokoppler die galvanische Trennung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung ermöglicht.
Die Taktfrequenz des Wandlers ist vorzugsweise größer als 25 kHz. Der Transforma- tor kann dann sehr kompakte Abmessungen aufweisen.
Vorteilhaft ist, wenn der Halbleiterschalter, die Ansteuerschaltung und die Eingangs- spannungsquelle auf der einen Seite des Transformators und die Gleichrichter- schaltung und gegebenenfalls die Messeinrichtung und der Regelkreis auf der gegenüberliegenden anderen Seite des Transformators angeordnet sind. Die Sekundärseite des Schaltnetzteils ist dann noch besser gegen elektromagnetische Störungen, die auf der Primärseite auftreten, abgeschirmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Schaltnetzteil ein Gehäuse auf, in dessen Innenhöhlung die Eingangsspannungsquelle, und der Wandler angeordnet sind, wobei das Gehäuse elektrisch leitend mit einem der Anschlüsse für den Niederspannungsverbraucher verbunden ist. Das Schaltnetzteil erfillt dann noch höhere Anforderungen an die Funkentstörung. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus Metall. Es kann aber auch aus einem elektrisch isolieren- den Werkstoff wie zum Beispiel aus Kunststoff bestehen, der mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen ist.
Das Gehäuse ist vorzugsweise röhrenförmig ausgebildet, wobei die durch die Eingangsspannungsquelle sowie den Wandler gebildete elektrische Schaltung und der Niederspannungsverbraucher in Axialrichtung des Gehäuses in dessen lnnenhöhlung hintereinander angeordnet und vorzugsweise durch einen Zwi- schenraum voneinander beabstandet sind. Dabei ist das Schaltnetzteil bevorzugt mit seiner Sekundärseite dem Niederspannungsverbraucher zugewandt.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 ein Schaltbild eines einen Resonanzsperrwandler und einen Transforma- tor aufweisenden Schaltnetzteils, und Fig. 2 einen Querschnitt durch den Transformator des Schaltnetzteils.
Ein Schaltnetzteil zur Stromversorgung von Niederspannungsverbrauchern aus einer Netzspannungsquelle, nämlich dem öffentlichen Wechselspannungsnetz, weist eine in Fig. 1 im Ganzen mit 1 bezeichnete Eingangsspannungsquelle oder Eingangsstufe auf Diese hat einen Brückengleichrichter 2, der mit seinen Eingangs- anschlüssen 3a, 3b über eine Schmelzsicherung F1 mit der Netzspannungsquelle verbindbar ist. Die Ausgangsanschlüsse oder Pole 4a, 4b des Brückengleichrichters 2 sind über einen EMV-Filter 5 mit einem ersten Eielstrolyt-Kondensator C4 verbun- den, der zur Glättung der von dem Brückengleichrichter 2 gleichgerichteten Netz- Wechselspannung dient.
Die Eingangsspannungsquelle 1 speist einen in Fig. 1 im Ganzen mit 6 bezeichne- ten getakteten 6leichspannungs-6leichspannungs-Wandler, der zur galvanischen Trennung der Netzseite von der Niederspannungsseite einen Transformator 7 mit einer Primärwicklung 8, einer Sekundärwicklung 9 und einer Hilfsspannungswick- lung 10 hat, die auf einem als Blechpaket ausgebildeten weichmagnetischen Kern 11 angeordnet sind. Anstelle des Blechpakets kann auch ein Kern 11 aus Ferritma- terial vorgesehen sein. In dem Kern 11 ist ein geschlossener magnetischer Kreis gebildet, der die Primärwicklung 8, die Sekundärwicklung 9 und die Hilfsspan- nungswicklung 10 durchsetzt. Die Primärwicklung 8 des Transformators 7 ist mit ihrem einen Wicklungsanschluss mit einem ersten Pol 4a der Eingangsspannungs- quelle 1 und mit ihrem anderen Wicklungsanschluss mit einem Drain-Anschluss eines als Feldeffekttransistor ausgebildeten taktgesteuerten Haibieiterschaiters VI verbunden. Der Source-Anschluss des Halbleiterschalters V1 ist über einen ersten ohmschen Widerstand R9 an einem zweiten Pol 4b der Eingangsspannungsquelle 1 oder Eingangsstufe angeschlossen.
Die Sekundärwicklung 9 des Transformators 7 ist mit ihrem einen Wiclslungsan- schluss über einen Gleichrichter D1 mit einem ersten Anschluss 12a und mit ihrem anderen Wicklungsanschluss mit einem zweiten Anschluss 12b für den Nieder- spannungsverbraucher verbunden. Parallel zu den Anschlüssen 12a, 12b ist ein zweiter Eiektroiyt-Kondensator C3 geschaltet, der als Pufler und zur Siebung dient.
Der Gleichspannungs-leichspannungs-Wandler 6 ist als Resonanzsperrwandler ausgebildet und weist einen ersten Kondensator C5 auf, der mit der Primärwicklung 8 einen Reihenschwingkreis bildet. Der Kondensator C5 ist dazu mit seinem einen Pol an dem an dem Drain-Anschluss des Halbleiterschalters V1 angeschlossenen Wicklungsanschluss der Primärwicklung 8 und mit seinem anderen Pol mit einem ersten Knotenpunkt 13 verbunden, der über einen zweiten Widerstand R8 an dem zweiten Pol 4b der Eingangsspannungsquelle angeschlossen ist. Der erste Knoten- punkt 13 ist außerdem an der Basis eines ersten Transistors V2 einer Ansteuerelekt- ronik für den Halbleiterschalter V1 angeschlossenen. Der Kollektor des Transistors V2 ist mit einem zweiten Kontenpunlst 14 verbunden, der einerseits über eine Diode D7 an dem 6ate-Anschluss des Halbleiterschalters V1 und andererseits am I<ollektor eines zweiten Transistors V3 der Ansteuerelektronik angeschlossen ist. Die Emitter der Transistoren V2, V3 sind mit am zweiten Pol 4b der Eingangsspannungsquelle 1 angeschlossen. Die Basis des zweiten Transistors V3 ist über einen dritten Wider- stand R12 am Source-Anschluss des Halbleiterschalters V1 und über einen vierten Widerstand R11 an einem Spannungsteileranschluss eines den ersten Pol 4a mit dem zweiten Pol 4b der Eingangsspannungsquelle 1 verbindenden Spannungstei- lers R4, R10, R7 angeschlossen. Ein weiterer Spannungsteileranschluss der Span- nungsteilers R4, R10, R7 ist über einen Widerstand R6 mit dem Gate-Anschluss des Halbleiterschalters VI verbunden. Dieser Spannungsteileranschluss ist außerdem über einen zweiten Kondensator C1 an einem ersten Anschluss der Hilfsspan- nungswicklung 10 angeschlossen. Ein zweiter Anschluss der Hilfsspannungswicklung 10 ist mit dem zweiten Pol 4b der Eingangsspannungsquelle verbunden. Über die Hilfsspannungswicklung 10 wird die Ansteuerelektronik verlustarm mit einer Be- triebsspannung versorgt, die kleiner ist als die Netzspannung. Die an der Hilfsspan- nungswicklung 10 anliegende Spannung ist so dimensioniert, dass eine magneti- sche Sättigung des weichmagnetischen Werkstoffs des Transformator-Kerns 11 vermieden wird. Durch den aus der Primärwicklung 8 und dem Kondensator C5 gebildeten Resonanzkreis ergibt sich in dem Primärkreis eine sinusartiger Stromver- lauf mit geringer Steilheit. Dadurch kann ein Entstör-Kondensator zwischen der Primärwicklung 8 und der Sekundärwicklung 9 eingespart werden, wodurch die Koppelkapazität zwischen der Primärwicklung 8 und der Sekundärwicklung 9 entsprechend reduziert ist. Dennoch weist das Schaltnetzteil auch ohne einen Entstör-Kondensator nur eine sehr geringe Störsignalsausendung auf.
In Fig. 2 ist erkennbar, dass die Primärwicklung 8 mehrere Wicklungslagen aufweist und dass die Hilfsspannungswicklung 10 am Außenumfang der Primärwicklung 8 angeordnet ist. Ferner ist erkennbar, dass die Sekundärwicklung 9 auf der Hilfs- spannungswicklung 10 angeordnet ist. Zwischen der Primärwicklung 8 und der Hilfsspannungswicklung 10 ist ein erste elektrische Isolationsschicht 15 angeordnet, deren Dicke in radialer Richtung etwa 0,1 Millimeter beträgt. Zwischen der Hiifs- spannungswicklung 10 und der Sekundärwicklung 9 ist ein zweite elektrische Isolationsschicht 16 angeordnet, deren Dicke d in radialer Richtung etwa 0,35 Millimeter beträgt. An ihrem Außenumfang ist die Sekundärwicklung 9 durch eine dritte elektrische Isolationsschicht 19 abgedeckt, die als Decklage dient. Vor allem durch die zweite Isolationsschicht 16 sind die Primärwicklung und Sekundärwick- lung weitestgehend kapazitiv entkoppelt. Durch diese Maßnahme wird in Kombi- nation mit dem fehlenden Entstör-Kondensator zwischen der Primärwicklung 8 und der Sekundärwicklung 9 eine sehr geringe Koppelkapazität zwischen der Primärsei- te und der Sekundärseite des Transformators 7 und somit ein entsprechend geringer Ableitstrom erreicht, der typischerweise kleiner als 1 Mikroampere ist. Die Koppelkopazitbt ist typischerweise kleiner als 25 Pikofarad.
Um den Burstspannungsdurchgriff von der Primärseite auf die Sekundärseite des Transformators zu reduzieren, ist die Wicklungslage der Primärwicklung, deren Ende 18 mit dem Halbleiterschalter VI verbunden ist, dem weichmagnetischen Trans- formator-Kern 11 und die Wicklungsisge, deren Ende 19 mit dem ersten Pol 4a der Eingangsspannungsquelle 1 verbunden ist, der Hitfsspannungswicktung 10 und der Sekundärwicklung 9 zugewandt. In Fig. 2 ist ferner erkennbar, dass die Sekundär- wicklung 9 die Hilfsspannungswicklung 9 und die Primärwicklung 8 nur teilweise überdeckt, und dass zwischen der Sekundärwicklung 9 und der Stirnseite der Primärwicklung 8, an der das mit dem Halbleiterschalter VI verbundene Ende 18 der Primärwicklung 8 angeordnet ist, ein Abstand a vorgesehen ist.
In Fig. 1 ist erleennbar, dass die Anschlüsse 12a, 12b für den Niederspannungs- verbraucher mit einer integrierten Schaltung D4 verbunden ist, die eine Referenz- spannungsquelle und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der zwischen den Anschlüsse 12a, 12b anliegenden Ausgangsspannung mit einer Referenz- spannung aufweist. Die integrierte Schaltung D4 enthält außerdem einen Regler, der eine von der Abweichung zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Referenzspannung abhängige Steuerspannung generiert, weiche eine Leuchtdiode eines Optokopplers 01 speist. Eine im Abstrahlbereich der Leuchtdio- de angeordnete Photozelle des Optokopplers 01 ist zur Regelung der zwischen den Anschlüsse 12a, 12b anliegenden Ausgangsspannung mit einem Stelleingang der Ansteuere ! ektronik verbunden.
Das Netzteil zur Stromversorgung von Niederspannungsverbrauchern aus dem öffentlichen Netz weist einen Transformator 7, einen getakteten Wandler 6 zur galvanischen Trennung der Netzseite und der Niederspannungsseite und ein geerdetes Gehäuse auf Die Koppelkapazität zwischen den Wicklungen des Transformators 7 ist durch einen speziellen Wicklungslagenaufbau verringert. Für den getakteten Wandler 6 ist ein Schaltverfahren gewählt, bei dem die Steilheiten der geschalteten Transformatorströme gering sind. Die Taktfrequenz des Wandlers 6 ist größer als 25lSHz gewählt.