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DE1638310A1 - DC voltage forward converter - Google Patents

DC voltage forward converter

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Publication number
DE1638310A1
DE1638310A1 DE19681638310 DE1638310A DE1638310A1 DE 1638310 A1 DE1638310 A1 DE 1638310A1 DE 19681638310 DE19681638310 DE 19681638310 DE 1638310 A DE1638310 A DE 1638310A DE 1638310 A1 DE1638310 A1 DE 1638310A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
forward converter
converter according
capacitor
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19681638310
Other languages
German (de)
Other versions
DE1638310B2 (en
Inventor
Heinz Baumann
Guenther Dr-Ing Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wandel and Golterman GmbH and Co
Original Assignee
Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wandel and Golterman GmbH and Co filed Critical Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority to GB6081/69A priority Critical patent/GB1246860A/en
Priority to FR6903205A priority patent/FR2001712A1/fr
Priority to US798026A priority patent/US3582754A/en
Publication of DE1638310A1 publication Critical patent/DE1638310A1/en
Publication of DE1638310B2 publication Critical patent/DE1638310B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/338Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
    • H02M3/3382Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement in a push-pull circuit arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

GleiaheRanaMga-DurchtluBwandler Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungs-Durchflugwandler unter Verwendung von zwei Schalttransistoren, die den HauptUbertrager abwechselnd mit dem positiven und dem negativen Pol der Speisespannung verbinden.The invention relates to a DC voltage fly-through converter using two switching transistors that alternate the main transformer connect to the positive and negative pole of the supply voltage.

Bei bekannten Durchfluß-Wandlern wird mit Hilfe von zwei Transistoren die Eingangsgleichspannung in eine rechteektörtnige Wechselsparnung umgeformt, die üblicherweise direkt dem Haupttransformator zugefUhrt wird. Die rechteckförmige Sekundärspannung wird wieder gleichgerichteIG. Die RUckkopplung erfolgt entweder über zusätzliche Rdokkoppelungswicklungen des Haupttranstormators (bekannt z.B. aus "Ionen und Elektronen" 1959 " Hefte 8 u. Aufsatz GERLACH u. KELIER mGegentakt-Spannungseandler mit Tranalstoren* z.B. Abb. 12a bzw. Abb. 13 und Abb. 12e bzw. Abb. 18) oder Uber einen dem Haupttranstormator parallel geschalteten Steuertraneformator (Eleetriaal Design News, Apr11 1957r 3.28). AusflIhrungsformen mit mittelangezaptem Tr=aA"ormator imterschei- den sich von solchen mit nicht angezapftem Tranzforünator - wie die entsprechenden im wezentlIahen nur dadurch# daß ihre Schalttren21storen r-,L"-,2b halben utur doppe.1.- ten Strömen ai,#beiten. Dle Pieureu 1 Ms 3 zeigen 2rInzipechalt- bild2r dreier bekanntsr Fig. 2 einen. und Fig. 3 einen Gegentaktdurchflußwandier mit nicht angezapfter PrimärKleklung 31 und einen Gleichstrom-Trennkondensator 31, dessen Widerstand bei der BetrIebsfrequenz wesentlich geringer Ist als ein Streuwiderstand der Primärwicklung 30, so daß er fUr die Detriebetrequenz nicht In Erscheinung tritt.In known forward converters, the input DC voltage is converted into a right-ectortnige alternating saving with the aid of two transistors, which is usually fed directly to the main transformer. The square-wave secondary voltage is rectified again. The feedback takes place either via additional coupling windings of the main transformer (known e.g. from "Ions and Electrons" 1959 " Issues 8 and Essay GERLACH and KELIER m counter-clock voltage converter with tranal blinds * e.g. Fig. 12a or Fig. 13 and Fig. 12e or Fig. 18) or via one connected in parallel to the main transformer Control transformer (Eleetriaal Design News, Apr11 1957r 3.28). Versions with centralized Tr = aA "ormator in the middle which differs from those with an untapped tranzforunator - such as the corresponding in percent only by # that your switching door 21storen r-, L "-, 2b half utur double. th streams ai, # work. Dle Pieureu 1 Ms 3 show 2rInzipechalt- bild2r three knownsr Fig. 2 a. and 3 shows a push-pull flow converter with a non-tapped primary terminal 31 and a direct current isolating capacitor 31, the resistance of which at the operating frequency is significantly lower than a stray resistance of the primary winding 30, so that it does not appear for the drive frequency.

Die bekannten Durchflußwandler können bei relativ geringem Auf- wand hohe Uistungen Ubertragen, die SpannungsUbernetzung Ist weitgehend unabhängig von der Sekundärbelastung und taut-ausschließlich durch das Übersetzungsverhältnis festgelegt. Daraus ergeben sich aber für verschiedene Anwendungen folgende entscheidende Nachteile: Bei Durchflußwandlern besteht keine Überlastungs- bzw. Kurzschluß-Sicherheit und keine Regelbarkeit der Spannungsübersetzung. Bei Ihnen verursachen die Speichereigen3chatten der Halbleiter sowie die Ubertrager-Kapazitäten und Streuinduktivitäten bei jeder Umschaltung eine zusätzliche Spannungs- und Strombelastung sowie Verluste, was sich umso nachteiliger auswirkt, je höher d16 Frequenz des Wandlers gewählt wird. Im Gegensatz zu den Durchflußwandlern ßind die bekannten Sperr- wandler kurzschlußtent und durch geeigAnete Beeinflussung der In Ihrer 3zarnungsUbernetzung regelbar. Sie woisen fjüCzctt als Nechtelle besenders hohe Transistor-Be- lastungen und- -Verluste---- auf2 "fell 1,tiel# der Translator jeweils im AuZeiiblick- e#eg,:, ebkeacheltet wird und Infolge c'er der debel theoretisch ?tuftretende Wert der weit, Ubern-chritten verden kann. Gefab#r f'üz, einen Trilrehbruch den Schalt- transistors ist deshalb beim Sperrwandler in besonderem Maße gegeben, weshalb er tUr hohe Leistungen und Frequenzen wenig geeignet ist. Die Erfindung bezweckt, die Vorteile beider Wandiertypen (hohe Durchgangsleistung sowie Regel- und Kurzi3ohluiRMhigkeit).zu vereinigen und deren Nachteile bezUglich der Umschaltverluste und der erhöhten Anforderungen bzw. Gefahren berUglich einen Sekundärdurchbruches der Transistoren zu vermeiden. Die Erfindung vermeidet die zuletzt genannten Nachteile dadurch» daß zwischen den Transistor-Umschalter und den HauptUbertrager ein auf die Umschaltfrequenz abgestimmter Reihenschwingkreis längs eingeschaltet Ist. Dadurch wird der Schwingstrom nahezu einusförmig, so daß die Umschaltung der Transistoren im Nulldurchgang des Stromes durchgefUhrt werden kann. Die Streuinduktivitgt den Übertragers kam in die Induktivität des Reihenschwingkreisen einbezogen werden und wird damit wirkungslos. Dabei empfiehlt es sich9 daß die Induktivität den Z4UZ Beihenschwingkreisefflurch die Streuinduktivität den HauptUber- tragers gebildet wird. Hierdurch entfällt nicht nur der Aufwand fUr die zusätzliche Induktivität, sondern es werden vor allem ausgezeichnete Werte fUr die Abschirmung und Isolation zwischen Primär- und Sekundärkrein des Wandlern möglich, weil man nicht auf einen streuarmen Aufbau den HauptUbertragers achten muß.The known flow transducer may have high Uistungen with relatively little effort Uber wearing that SpannungsUbernetzung is largely independent of the secondary load and thaw-determined solely by the gear ratio. However, this results in the following decisive disadvantages for various applications: With forward converters there is no overload or short-circuit protection and no controllability of the voltage transmission. When you Speichereigen3chatten the semiconductor and the Uber-exchanging capacity and stray inductances cause additional voltage and current load and losses in each switch, which affects more disadvantageous the higher d16 frequency is selected the converter. In contrast to the forward converters, the well-known blocking converter short-circuit tent and by suitably influencing the Controllable in your 3zarnungsUetznetz. They are currently receiving high transistor loads as a loads and losses ---- on 2 "fell 1, tiel # of the translator, respectively at a glance- e # eg,:, ebkeacheltet and as a result c'er the debel theoretically ? stepping value of the far, over-stepping verden can. Gefab # r f'üz, a Trilrehbruch the switching The transistor is therefore particularly important in flyback converters, which is why it is not very suitable for high powers and frequencies. The aim of the invention is to combine the advantages of both types of conversion (high throughput capacity as well as control and short circuit capability) and to avoid their disadvantages with regard to switching losses and the increased requirements or dangers relating to a secondary breakdown of the transistors. The invention avoids the last-mentioned disadvantages in that between the transistor switch and the main transformer, a series resonant circuit tuned to the switchover frequency is connected in series. As a result, the oscillating current is almost monotonous, so that the switching of the transistors can be carried out when the current crosses zero. The leakage inductance of the transformer came to be included in the inductance of the series resonant circuit and is therefore ineffective. It is recommended that the inductance be the Z4UZ In the case of the resonant circuit, the leakage inductance has the main excess tragers is formed. This not only eliminates the effort For the additional inductance, but above all excellent values for the shielding and insulation between the primary and secondary components of the transducer are possible, because one does not have to pay attention to a low-scatter structure of the main transformer.

Es Ist tUr die Ansteuerung der Transistoren vorteilhaft, daß zwischen Transistor-Schalter und HauptUbertrager zusätzlich ein SteuerUbertrager längs eingeschaltet Ist. Das Übersetzungsverhältnis dieses Übertragers wird zweckmäßig nach der vorkommenden kleinsten StromverstRrkung der Schalttrannistoren bemessen (z.B. 3..-10), wodurch diese bei allen Momentanwerten den Schwingstromei stets Im Sättigungsbereich bleiben. Theoretisch wird dabei der jewolls eingeschaltete Transistor im nächsten Nulldurchgang des Stromes wieder abgeschaltet. Die praktisch stets vorhandene Speicherzeit der Transistoren wUrde ein*verspätetes Abschalten den jeweils leitenden Transistors, ein Absinken der Frequenz Unter die Eigenfrequenz den Beihenschwingkreiaes und damit ein - gegenüber dem Strom-Nulldurchgang - verspätetes Umschalten zur Folge haben. Diese unerwünschte Erscheinung kann durch eine Weiterbildung der Erfindung dadurch vermieden werden, daß - die Induktivität des SteuerUbertragers und gegebenenfalls seine Parallelkanazität so bemessen sind, daß sich in Verbindung mit den Speichereigenschaften der Transistoren die gewünschte Sehwingfrequenz einstellt, auf die der Reihenschwingkreis abgestimmt ist. Der bis jetzt geschilderte Wandler vermeidet zwar die Nachteile bezüglich der hohen Umschaltverluste un1 der Gefahr einen sekmdären Durchbruchesi, und er reduziert infolge des einusförMigen Verlaufen der primären und sekundären Ströme die schädliche Wirkung der Speicherzeiten, weshalb er eine hohe Zuverlässigkeit und einen hohen Wirkungsgrad auch bei hohen Betriebespannungen und hohen Umschaltfrequenzen aufweist. Jedoch ist der Wandler bisher weder kurzschlußtent noch regelbar, weil der Schwingstrom bzw. die Schwingspannung an den Elementen des Reihenschwingungekreises sich bei Überlastung oder Kurzschluß unbegrenzt auf. It is advantageous for the control of the transistors that a control transmitter is switched on in addition between the transistor switch and the main transmitter. The gear ratio of this transformer is dimensioned appropriate to the smallest occurring StromverstRrkung the Schalttrannistoren (eg 3 ..- 10), whereby the Schwingstromei always remain in all these instantaneous values in the saturation region. Theoretically, the transistor that is switched on is switched off again in the next zero crossing of the current. The practically always present storage time of the transistors, a * delayed switching off the respective type transistor, a decrease in the frequency, the natural frequency of the Beihenschwingkreiaes and thus a - have delayed switching result - with respect to the current zero crossing. This undesirable phenomenon can be avoided by a further development of the invention in that - the inductance of the control transformer and possibly its parallel capacitance are dimensioned so that the desired visual oscillation frequency is set in conjunction with the storage properties of the transistors, to which the series resonant circuit is tuned. The converter described up to now avoids the disadvantages with regard to the high switching losses and the risk of a secondary breakthrough, and it reduces the detrimental effect of the storage times due to the inconsistent course of the primary and secondary currents, which is why it has a high level of reliability and a high degree of efficiency even at high levels Has operating voltages and high switching frequencies. However, up to now the converter has neither been subject to short circuits nor controllable because the oscillating current or the oscillating voltage at the elements of the series oscillation circuit is unlimited in the event of an overload or short circuit.

schaukeln können. Die Kurzschlußtentigkeit den Wandlers kann nach einer Weiterbildun# der Erfindung dadurch erreicht worden., daß der Reibenschwingkreis so bemessen Ist, daß bei der größten zulässigen Sekundärbelastung die Spitzen-Spitzenspannung am Schlwingkreiskondensator gerade gleich Ist wie die kleinstmögliche Spannung der Betriebaspannungsquelle und daß mit Hilfe von zwei Begrenzerdioden die Spitzen-Spitzenspannung des Kondensators auf den Wert der Jeweiligen Betriebsspannung begrenzt wird. Dadurch kann ein unbegrenztes Aufschaukeln der Schwingspannung vermieden werden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beseitigt ein Im Überlastungsfalle auftretenden'starkei3 Absinken der Frequenz dadurch, daß zwischen dem Schwingkreiekondensator und den Begrenzerdioden zusätzlich eine Spule längs eingeschaltet wird, deren Induktivität etwa mit der Induktivität den Reihenschwingungskreines UbereInstimmt. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, den Wandler dadurch regelfähig zu machen, daß parallel zum Kondensator des Reihenschwingungskreisen zusätzlich eine steuerbare Induktivität# Insbesondere ein Tranaduktor" eingeschaltet Ist. Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann der Wandler unter Ausnutzung seiner Kurzschlufifestigkeit auch dadurch geregelt worden, daß der Wandler sekundär- bzw. ausgangsseitig periodisch mittels einen gesteuerten, von einem Transistor gebildeten Schaltern jeweils während einen Teilen einer Stromhalbperlode kurzgeschlossen wird, der mit dem Stromnulldurohgang endet und dessen Dauer von der zu regelnden Ausgangsspannung gesteuert wird. - Die Erfindung und Ihre Weiterbildungen sind in den Figuren 4 bis "'0 anhand mehrerer AusfUhrungsbeispiele dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 4 ein Schaltbild einen ersten AusfUhrungabeispiels, Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Schaltbild eines zweiten, kurzschlußtenten Ausführungsbeispiels,-Fig. 6 einen Ausschnitt aus-einem Schaltbild eines dritten AusfUhrungsbeispiels, das Im Uberlastungsfalle die normale Umschaltfrequenz beibehält" Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Schaltbild einen vierten AusfUhrungsbeispiels, bei dem die Ausgangsspannung mittels eines Transduktors regelbar Ist, Fig. 8 Belastungs- bzw. Regelkennlinien der Anordnungen gemäß Fig. 6 bzw. 7, Fig. 9 ein Schaltbild eines fUnften AusfUhrungsbeispiels, bei dem die Ausgangsspannung mittels einen periodisch betätigten.. sekundärseitig am rAstatromkreie angreifenden Kurzschlußschalters geregelt wird und Fig. 10 ein Schaltbild einen sechsten AusfUhrungebeispieles" bei dem die Ausgangsspannung mittels einen periodisch be- tätigten Kurzschlußschalters geregelt wird, der auf einen besonderen Sekundirstromkrein einwirkt. Beim ersten AusfUhrwenbe:L$Pi01 liegt ein erster Anschluß der PrimXrwicklung 40 des HauptUbertragers Uber eine Primärwicklung 41 einen Steuerübertragern am Verbindungspunkt des Köllektors einen Quertrannistors 42 und den Emittern einen lEngstransistors 4,3, deren Basis-Emitterstrecken jeweils mit einer von zwei Sekundärwicklungen den SteuerUbertragers verbunden sind und abwechselnd aungesteuert, werden. Der Kollektor den Ungstran istors 43 Ist It dem einen und der Emitter den Quertrannistorn 42 ist mit dem anderen Anschluß einer-Betriebaspannungsquelle 44 verbunden. Ein zweiter Anschluß der Primärwicklung 40 des HauptUbertra«ern liegt Uber einen Schwingkreinkondensator 45, der zusam»n mit der körperlich nicht besonders ausgebildeten Streuinduktivität 40a des Hauptübertragers auf die Umschaltfrequenz des Wandlers abgestimut ist, an dem masseseitigen Anschluß der Betriebespannungsquelle 44. Der HauptUbertrager weist einen primärseitigen Schutzschirm 46, der mit dem masseseitigen Anschluß der Betriebsspannungequelle 44 verbunden ist., und einen sekundärseitigen Schutzschirm 47 auf* der mit den masseseitigen Anschlüssen der sekundären Stromkreise 48949 verbunden ist. Die Schlitzschirme 46 und-47 sowief-nicht näher dargestellte Isolierschichten sind reichlich dimensioniert, da die dadurch hervorgerufene große Streuinduktivität 40a der Primlärwicklung 40 nicht stört. Beim zweiten AusfUhrungsbeispiel ist der Verbindungepunkt zweler gleichsinnig In Reihe geschalteter Und In Sperrichtung an der Betriebsspannungsquelle 50 liegender Begrenzerdiode 51, 52 mit dem Verbindungspunkt den Schwingkreinkonderwators 53 und der Primg.rwicklung 94 bzw. deren Im Ersatzschaltbild In Erscheinung tretenden StreuinduktivitXt 54a verbunden. Auf diese Weine kann die Spitzen-Spitzenspa:mung am Schwingkreinkondensator 53 höchstens den Wert der jeweiligen Betriebsapannung a mehmen. Der Reihenschwingkreis 53, 54a ist so bemessen, daß bei der größten zulässigen Bekundärbelastung die Spitzen-Spitzenspamung am Schwingkreinkondensator 53 gerade gleich Ist wie die kleinstmögliche Spannung der Betriebaspannungsquelle 50. Im Überlastungsfall wirken die Begrenzerdioden 51, 52 als parallel zum Schwingkreinkondensator 53 liegende reelle Widerstände" die ein Ab- sinken der Umschaltfrequenz zur Folge haben.can swing. The short circuit activity of the converter can be achieved according to a further development of the invention, that the friction resonant circuit is dimensioned so that with the greatest permissible secondary load, the peak-peak voltage on the resonant circuit capacitor is exactly the same as the lowest possible voltage of the operating voltage source and that with the help of two Limiter diodes the peak-peak voltage of the capacitor is limited to the value of the respective operating voltage. In this way, an unlimited build-up of the oscillation voltage can be avoided. A further embodiment of the invention eliminates the overload case auftretenden'starkei3 lowering of the frequency characterized in that a coil is longitudinally interposed between the Schwingkreiekondensator and the limiter in addition, the inductance of approximately with the inductance of the series oscillation Kreines is in conformity. A further development of the invention provides for the converter to be able to be regulated in that, in parallel with the capacitor of the series oscillation circuit, a controllable inductance # In particular a tranaductor is switched on. that the converter secondary and the output side periodically respectively short-circuited by means of a controlled, formed by a transistor switches during one of parts of a Stromhalbperlode, which ends with the Stromnulldurohgang and its duration is controlled by the to be regulated output voltage -. the invention and its further developments are in the figures 4 to "'0 shown on the basis of several exemplary embodiments. Here, FIG. 4 shows a circuit diagram of a first exemplary embodiment, FIG. 5 shows a detail from a circuit diagram of a second, short-circuit-resistant exemplary embodiment, -Fig. 6 a section of-a diagram of a third exemplary embodiment, the In Uberlastungsfalle the normal switching frequency "Fig maintains. 7 shows a detail of a circuit diagram of a fourth exemplary embodiment, in which the output voltage is regulated by means of a transductor, Fig. 8 load or control characteristics of the arrangements according to FIG. 6 and 7, Fig. 9 is a circuit diagram of a fifth exemplary embodiment, in which the output voltage is regulated by means of a periodically actuated .. secondary side at rAstatromkreie acting short-circuit switch, and FIG. 10 is a circuit diagram of a sixth AusfUhrungebeispieles "in which the output voltage by means of a periodically-actuated loading short circuit switch is controlled, acting on a special Sekundirstromkrein. In the first version: L $ Pi01 there is a first connection of the primary winding 40 of the main transformer via a primary winding 41, a control transformer at the connection point of the collector, a transverse transistor 42 and the emitters a longitudinal transistor 4,3, whose base-emitter paths each with one of two secondary windings the control transformer connected and uncontrolled alternately. The collector of the Ungstran istors 43 is one and the emitter of the transverse transistor 42 is connected to the other terminal of an operating voltage source 44. A second connection of the primary winding 40 of the main transformer is connected to the ground connection of the operating voltage source 44 via an oscillating circuit capacitor 45 which, together with the physically not specially designed leakage inductance 40a of the main transformer, is matched to the switching frequency of the transformer primary-side protective screen 46, which is connected to the ground-side connection of the operating voltage source 44., and a secondary-side protective screen 47 on * which is connected to the ground-side connections of the secondary circuits 48949. The slot screens 46 and 47 as well as the insulating layers (not shown in detail) are generously dimensioned, since the large leakage inductance 40a of the primary winding 40 caused thereby does not interfere. In the second exemplary embodiment is the Verbindungepunkt zweler the same direction, in series and in the reverse direction to the operating voltage source 50 lying limiter diode 51, 52 connected to the connection point of the Schwingkreinkonderwators 53 and the Primg.rwicklung 94 and whose the equivalent circuit diagram in appearance passing StreuinduktivitXt 54a. In this wine, the top Spitzenspa: mung on the vibrating capacitor Kerin 53 more than the value of the respective Betriebsapannung a mehmen. The series resonant circuit 53, 54a is dimensioned in such a way that, at the highest permissible secondary load, the peak-peak voltage on the resonant circuit capacitor 53 is exactly the same as the lowest possible voltage of the operating voltage source 50. In the event of an overload, the limiter diodes 51, 52 act as real resistances parallel to the resonant circuit capacitor 53 " which result in a drop in the switching frequency.

Beim dritten AusfUhrungübeispiel Ist zwiaohen den Verbindunfflpunkt der beiden Begrenzerdioden 60, 61 und den Verbindungspunkt des Schwingkreinkondensators 62 mit der SobwingkreiniMuktivität 63a eine zusätzliche Spule 64 längs eimenahaltet, deren Induktivität etwa der Schwingkreisinduktivität 63a entspricht. Damit ergIbt sich im Uberlastungefalle eine gleichbleibende Umschaltfrequenz" weil die im Reihenschwinomein wirksam Kapazität unabhängig vom Jeweiligen ohmschen, Widerstand der Begremer. dioden einen konstanten Wert beibehält. Der Wandler weist eine Belastungskennlinie auf, die Innerhalb eines Betriebsbereichen den Ausgangsstroms einen Ast 80 init konstanter Ausgangsspannung 81 hat$ der an seinem Ende bei Erreichen einen maximalen Ausgangsstromes 82 in einen dazu senkrecht verlaufenden Ast 83 mit nach Null gehender AusgangsspannUng Ubergeht. Damit ist der Wandler kurzschlußfähig. Beim vierten AusfUhrungebeispiel Ist dem SchwingkreiokoW«-sator 70 Uber einen Gleichstrom-Trennkondensator 71 zumätzliob eine steuerbare Induktivität-72 parallel geschaltet. 39 handelt sich dabei um einen Tranaduktor" dessen Steuerwicklung nicht besonders dargestellt Ist. Die steuerbare Induktivitigt 72 be- wirkt, daß ein Teil des durch die Sohwingkreinkapazität 70 fließenden Schwingstromes nicht Uber die Primärwicklung 73" 73a des HauptUbertragers fließt. In Abhäffligkeit von der jeweiligen Größe der zusätzlichen steuerbaren Induktivität 72 ergeben sich dabei Im Eelastungskennlinienfeld parallel zueinander verschobene senkrechte Xste 84. -91-- Beim flUnften Ausführungebeispiel liegen unmittelbar am Gleichepannungsausgang einen von einer Last-Sekundämicklung 90 gespei. sten Lastgleichrichters 91 die Mitter-Kollektoretrecke eines Transistors 92 und über eine der Entkopplung dienende Diode 93 die Parallelschaltung einen Iondekondensators 94 und der Last 95. Der Transistor 92 bildet einen periodisch von einem Steuergerkt 96 betgtigten Schalter., der jeweils während einen Teilen einer strom. halbperiode geschlossen ist, der mit dem Strormulldurchgang endet und dessen Dauer von der Abwelohung einen Iatworten von einem Sollwert der Ausgangespannung bestimmt wird. Von dem aus dem HauptUbertrager herauntließenden Gesamtstrom wird also vom Transistorquersichalter 92 Immer so viel Ubernommen.. daß an der vom restlichen Strom durchflossenen Last 95 die Spannung konntant bleibt. £In in der masseseitigen Rückleitung des Gleichspannungsausgangs liegender FUhlwiderstand 97 dient der Bestimmung des Stronnulldurchganges. Die beim füntten AustUhrungäbeispiel angewandte Art der Regelung" die sich die Nurzschlußtentigkeit den Wandlers zunutze macht# hat wie die primtraeitige Regel ung mittels einen Tranaduktors den Vorteil der praktischen Verluntfreiheit. GegenMer der Regelung mit einem Tranaduktor besteht hier noch der weitere Vorteil" daß der Regler auf der Sekundärselte angreift, auf der auch der ßpannungsvergleich vorgenommen wird., so daß wesentliche Erleichterungen bezUglich Schutziaolation und Boohtreqt!enzst?Jrufflen gegeben sind.In the third embodiment, between the connection point of the two limiter diodes 60, 61 and the connection point of the oscillating circuit capacitor 62 with the oscillating circuit inductance 63a, an additional coil 64 is held in parallel, the inductance of which corresponds approximately to the oscillating circuit inductance 63a. Thus, "results in Uberlastungefalle a constant switching frequency because the in Reihenschwinomein effective capacity ohmic independent of the respective resistance of the Begremer. Diode a constant value maintains. The transducer has a load characteristic which within the operating areas of the output current of a branch 80 init constant output voltage 81 has merges $ at its end upon reaching a maximum output current 82 in a perpendicular thereto branch 83 with continuous to-zero output voltage. Thus, the transducer is short-circuit-capable. in the fourth AusfUhrungebeispiel If the SchwingkreiokoW "-sator 70 Uber a DC isolation capacitor 71 zumätzliob a controllable inductance 72 connected in parallel. 39 is a tranaductor whose control winding is not specifically shown. The controllable Induktivitigt 72 has the effect that part of the current flowing through the Sohwingkreinkapazität 70 oscillation current not the primary winding 73 "73a flows Uber of HauptUbertragers. In Abhäffligkeit of the respective size of the additional controllable inductor 72 resulting thereby in Eelastungskennlinienfeld parallel shifted perpendicular Xste 84. -91-- In the fifth embodiment example, a load rectifier 91 fed by a load secondary winding 90, the mid-collector section of a transistor 92 and, via a decoupling diode 93, the parallel connection of an ion capacitor 94 and the load 95 are directly connected to the DC voltage output. The transistor 92 forms a switch which is actuated periodically by a control unit 96 and which is closed during part of a current half-period which ends with the current zero crossing and whose duration is determined by the deviation from a setpoint value of the output voltage earth. From the herauntließenden from the main transformer Uber total current so is the Transistorquersichalter 92 Always so much taken over .. that on the through which the remaining current load 95, the voltage remains konntant. The sense resistor 97 located in the ground return line of the DC voltage output is used to determine the zero crossing of the current. The type of regulation used in the fifth embodiment "which makes use of the short-circuiting activity of the converter, like the primary-side regulation by means of a tranaductor, has the advantage of being practically free from loss. Compared to regulation with a tranaductor, there is the further advantage" that the regulator is open the secondary attacks, on which the voltage comparison is also carried out, so that significant relief is given with regard to protective insulation and boohtreqt! enzst? Jrufflen.

Beim aechsten AusfUhrungebeispiel liefert der glolohnpommm aaungang eine kleine Ausgangsspannung an die Last 100. Damit der als Querregler dienende Schalttransistor 101 In einen fUr seinen Betrieb gUnstigen Strom- und Spannungebereich arbeiten kamn" greift *er an einer besonderen Sekundärwicklung 102 mit Gleioh- richtern 103 an. Das Steuergerät 104 fM1t die an der Last 100 stehende Ausgangsspannung abi und der Stromulldurohgmg wird an einem in der masseseitigen Rückleitung der besonderen SekundXr- wicklung 102 liegenden FUhlwiderstand 105 abgegriffen» da während der Schließzeit des Sohalttrannistors 101 der die Last 100 speisende Gleichrichter keinen Strom fUhrt. In the next example, the glolohnpommm aaungang supplies a small output voltage to the load 100. So that the Switching transistor 101 serving as a cross regulator into one for his Operation in a favorable current and voltage range he grips a special secondary winding 102 with sliding judges 103 . The control unit 104 fM1t the load 100 standing output voltage abi and the Stromulldurohgmg becomes at one in the ground return line of the special secondary winding 102 lying sensor resistor 105 tapped »since during the closing time of the latching transistor 101 of the load 100 feeding rectifier does not carry any current.

Claims (2)

PatentansprUche 1. Gleichspannungs-Durchflußwandler unter Verwendung von.Zwei Schälttransistoren, die den HauptUbertrager wechselweine mit dem positiven oder negativen Pol der Speinespannung verbinden, dadurchgekennzeichnet, daß zwischen den Transistor-Umschalter (42,43) und den Hauptübertrager (40) ein auf die Umschaltfrequenz abgestimmter Reihenschwingkrein (45,40a) längs-eingeschaltet Ist. Patent claims 1. DC voltage forward converter using von.Zwei switching transistors, which connect the main transformer alternately to the positive or negative pole of the spine voltage, characterized in that between the transistor switch (42, 43) and the main transformer (40) on the switching frequency Matched series oscillating element (45, 40a) is switched on longitudinally. 2. Gleichspannungs-Durchflußwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivitgt den Reihenschwingkreises (45,40a) durch die Streuinduktivität (40a) des Hauptübertragers (40) gebildet wird. 3. Gleichspannungs-Durchflußwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Transistor-Schalter (42943) und HauptUbertrager (40) zusätzlich ein SteuerUbertrager (41) längs eingeschaltet ist. 4. Gleich8Dannungs-Durchflußwandler nach den Ansorüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die InduktiVität des Steuer-Ubertragers (41) und gegebenenfalls seine Parallelkapazität so bemessen sind, daß sich In Verbindung mit den Speichereigenschatten der Transistoren (42.43) die gewUnschte Umschalttrequenz einstellt, auf die der ReihenGehwingkrein (45940a) abgestimmt ist. 5. Gleichs13annungs-Durchflußwandler nach Annuruch 1, dadurch ge':ennzeichnet, daß der Beihenschwingkreis (53,54a) so 1. bemessen ist, daß bei der größten zulässigen Sekundärbelastung die Soitzen-Soltzenspamung am Schwingkreinkondensator (45) gerade gleich ist wie die kleinstaftliche Dpamvmg der Betriebssoannungsquelle (50) und daß mit Hilfe von zwei Begrenzerdioden (51.,52) die Spitzen-Spitzensommung den Kondensators (53) auf den Wert der jeweiligen Betriebennannung begrenzt wird. 6. Uleichsoannungs-burchflußwandler nach An»ruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schwingkreiskondensator (62) und den Begrenzerdioden (60,61) zusätzlich eine sDule (64) längs eingeschaltet Ist , deren Induktivität etwa mit der Induktivität (63a) des Rethenschwingungskreinen übereiristimmt. 7. Gleichspannungs-Durchflußwandler nach Anspruch 1 und % bzw. 1 und 6" dadurch gekennzeichnet" daß parallel zum Kondensator (70) den Reihenschwingungskreines (70973a) zusätzlich eine steuerbare InduktivitXt (72), insbesondere ein Tranaduktor, eingeschaltet Ist. 8. Gleichspannungs-Durchflußwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler sekundär- bzw. ausgangsseitig periodisch mittels einen gesteuerten, von einem Transistor (92) gebildeten Schaltern jeweils während einen Teiles einer Stromhalbuerlode kurzgeschlossen wird, der mit dem Stromnulldurchgang endet und dessen Dauer von der zu regelnden Ausgangsspannung gesteuert wird. g. Gleichspannungs-Durchflußwandler nach Anspruch 8.. dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (101) eine besondere Sekundärwicklung (102) kurzschließt. 10. Gleichspannungs-Durchflußwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schalter bildende Transistor (92) up-mittelbar den Gleichspannungeausgang einen von einer Last-Sekundärwicklung (90) gespeisten Lastgleichrichtern (91) kurzschließt und der Gleichspannungsausgang Uber eine wUhrend den Kürzschlusses entkoppelnde Diode (93) mit einem parallel zur Last (95) liegenden Ladekondensator (94) verbunden ist.2. DC voltage forward converter according to claim 1, characterized in that the inductivity of the series resonant circuit (45,40a) is formed by the leakage inductance (40a) of the main transformer (40). 3. DC voltage forward converter according to claim 1, characterized in that between the transistor switch (42943) and the main transformer (40), a control transformer (41) is also switched on along. 4. Gleich8Dannungs-Durchflußwandler according to Ansorüche 1 and 3, characterized in that the inductivity of the control transformer (41) and possibly its parallel capacitance are dimensioned so that the desired switching frequency is set in conjunction with the memory properties of the transistors (42.43), is matched to the series of Gehwingkrein (45940a). 5. DC voltage flow converter according to Annuruch 1, characterized in that the row resonant circuit (53,54a) is dimensioned so 1. that at the largest permissible secondary load the Soitzen-Soltzenspamung on the resonant circuit capacitor (45) is just the same as the smallest Dpamvmg the operating voltage source (50) and that with the help of two limiter diodes (51., 52) the peak-peak sum of the capacitor (53) is limited to the value of the respective operating voltage. 6. Uncurrent voltage flow converter according to An »ruch 1 and 5, characterized in that between the resonant circuit capacitor (62) and the limiter diodes (60,61) an additional sDule (64) is switched on , the inductance of which is approximately equal to the inductance (63a) of the Rethenschwingungskreinen overrides. 7. DC forward converter according to claim 1 and 6%, or 1 and "characterized in" that the capacitor (70) of the series oscillation Kreines (70973a) in parallel in addition a controllable InduktivitXt (72), in particular a Tranaduktor turned on. 8. DC forward converter according to claim 5, characterized in that the converter secondary and the output side periodically respectively short-circuited by means of a controlled, formed by a transistor (92) switches during a portion of a Stromhalbuerlode, ending with the current zero crossing and its duration is controlled by the output voltage to be regulated. G. DC forward converter .. claimed in claim 8, that the switch (101) short-circuits a special secondary winding (102). 10. DC voltage forward converter according to claim 8, characterized in that the transistor (92) forming the switch up-indirectly short-circuits the DC voltage output of a load rectifier (91) fed by a load secondary winding (90) and decouples the DC voltage output via a short circuit during the short circuit Diode (93) is connected to a charging capacitor (94) lying parallel to the load (95).
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