DE102006033348B4 - resonant converter - Google Patents

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Abstract

Resonanzwandler zur Umwandlung einer Eingangsgleichspannung (UE) in eine Ausgangsgleichspannung (UA) mit – einem Transformator (2) mit zumindestngen (22, 23), – zwei primären, steuerbaren Schaltern (31, 32), – einem Controller (6) mit einem frequenzveränderlichen Oszillator (61) zur Regelung der Ausgangsgleichspannung (UA) über eine synchrone frequenzveränderliche Ansteuerung der primärseitigen steuerbaren Schalter (31, 32), – zwei sekundärseitigen Synchrongleichrichtern (4) mit steuerbaren Schaltern (41, 42), zu denen parallel Gleichrichterdioden (D1, D2) derart geschaltet sind, dass während der ersten Hälfte der Resonanzkreisschwingungen die erste Diode (D1) und während der zweiten Hälfte der Resonanzkreisschwingung die zweite Diode (D2) leitend ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzwandler ferner eine Signalaufbereitungseinheit (7) aufweist, welche aus einem Oszillatorsignal (OS) des Oszillators (61) ein Sperrsignal (SG) mit der doppelten Frequenz des Oszillators (61) ableitet, zum Sperren des steuerbaren Schalters (41, 42) des jeweiligen sekundärseitigen Synchrongleichrichters mit dem Sperrsignal (SG)...Resonance converter for converting an input DC voltage (UE) into an output DC voltage (UA) with - a transformer (2) with at least length (22, 23), - two primary, controllable switches (31, 32), - a controller (6) with a variable frequency Oscillator (61) for controlling the DC output voltage (UA) via a synchronous frequency-variable control of the primary-side controllable switches (31, 32), - two secondary-side synchronous rectifiers (4) with controllable switches (41, 42), to which rectifier diodes (D1, D2 ) are switched in such a way that the first diode (D1) is conductive during the first half of the resonance circuit oscillations and the second diode (D2) is conductive during the second half of the resonance circuit oscillations, characterized in that the resonance converter also has a signal processing unit (7) which consists of an oscillator signal (OS) of the oscillator (61) a blocking signal (SG) with twice the frequency of the oscillator leads (61) for blocking the controllable switch (41, 42) of the respective secondary-side synchronous rectifier with the blocking signal (SG) ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Resonanzwandler mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a resonant converter with the features specified in the preamble of claim 1.

Aus der internationalen Veröffentlichung WO 2005/025043 A1 ist ein DC/DC-Synchronumrichter bekannt. Der Umrichter weist einen Stromdetektortransformator zum Detektieren von Strömen auf, die durch den primärseitigen Teil des Umrichters fließen. Er weist weiterhin erste und zweite Referenzspannungsquellen zur Erzeugung von Referenzgleichspannungen auf, die größer sind als eine von der Erregerwicklung des Transformators erzeugte korrespondierende Spannung. Der Umrichter weist erste und zweite Komparatoren zum Treiben erster und zweiter Umrichter-MOS-FETs auf, wenn eine an einem Stromdetektorwiderstand anliegende Detektionsspannung die Referenzgleichspannungen der ersten und zweiten Referenzgleichspannungsquellen übersteigt. Da jeder der beiden MOS-FETs im sekundärseitigen Teil des Umrichters synchron mit den Strömen im primärseitigen Teil des Umrichters angesteuert wird, von denen die Erregerstromkomponente des Transformators entfernt wurde, ist es möglich, die Schaltverluste jedes der Umrichter MOS-FETs im sekundärseitigen Teil des Umrichters zu minimieren. Der Umrichtungswirkungsgrad des DC/DC-Synchronumrichters wird erhöht.From the international release WO 2005/025043 A1 a DC / DC synchronous converter is known. The inverter has a current detector transformer for detecting currents flowing through the primary side portion of the converter. It also has first and second reference voltage sources for generating reference DC voltages that are greater than a corresponding voltage generated by the exciter winding of the transformer. The converter has first and second comparators for driving first and second converter MOS FETs when a detection voltage applied to a current detector resistor exceeds the reference DC voltages of the first and second reference DC voltage sources. Since each of the two MOS FETs in the secondary side part of the inverter is driven synchronously with the currents in the primary side part of the inverter from which the exciting current component of the transformer has been removed, it is possible to reduce the switching losses of each of the MOS FET converters in the secondary side part of the inverter to minimize. The conversion efficiency of the DC / DC synchronous converter is increased.

Bei Resonanzwandlern handelt es sich um DC/DC-Wandler, welche vorzugsweise eine hohe Eingangsgleichspannung, wie z. B. von 300 V, in eine oder mehrere vergleichsweise kleine Ausgangsgleichspannungen, wie z. B. von 20 V, umwandeln. Derartige Resonanzwandler dienen insbesondere zur Stromversorgung von elektronischen Geräten, wie z. B. von Fernsehgeräten. Insbesondere werden Resonanzwandler zur Umwandlung einer gleichgerichteten Netzspannung, wie z. B. von 230 V oder von 110 V, eingesetzt.In resonant converters are DC / DC converter, which preferably has a high input DC voltage, such. B. of 300 V, in one or more comparatively small output DC voltages, such. B. of 20 V, convert. Such resonant converters are used in particular for the power supply of electronic devices, such. B. of televisions. In particular, resonant converters for converting a rectified mains voltage, such. B. of 230 V or 110 V used.

Zur Energieübertragung wird üblicherweise ein Transformator verwendet, welcher zugleich eine galvanische Trennung zwischen der Eingangs- und Ausgangsgleichspannung ermöglicht.For energy transmission, a transformer is usually used, which also allows a galvanic isolation between the input and output DC voltage.

Bei Resonanzwandlern sorgt ein Resonanzkreis dafür, dass steuerbare Schalter, wie z. B. Transistoren, im Wesentlichen im Strom- oder Spannungsnullgang ein- bzw. ausgeschaltet werden. Dadurch werden Schaltverluste in den Transistoren sowie Funkstörungen reduziert. Der Resonanzkreis besteht typischerweise aus einer Reihen- oder Parallelschaltung aus einer Induktivität und einer Kapazität. Er kann auch mehrere Induktivitäten und Kapazitäten aufweisen. Ferner kann der Resonanzkreis primär- oder sekundärseitig betrieben werden. Üblicherweise ist eine Primär- oder Sekundärwicklung des Transformators Teil des Resonanzkreises.In resonant converters, a resonant circuit ensures that controllable switches, such. B. transistors, are switched on or off substantially in the current or voltage zero. As a result, switching losses in the transistors and radio interference are reduced. The resonant circuit typically consists of a series or parallel circuit of an inductor and a capacitor. It can also have several inductances and capacities. Furthermore, the resonant circuit can be operated primary or secondary side. Usually, a primary or secondary winding of the transformer is part of the resonant circuit.

In der Regel werden zur Regelung der Ausgangsgleichspannung Resonanzwandler mit festem Tastverhältnis und variabler Schaltfrequenz angesteuert, wobei die Pulslänge zumindest im Wesentlichen der halben Schwingungsdauer des Resonanzkreises entspricht. Dadurch kann auf einfache Weise ein Einschalten bzw. ein Ausschalten der steuerbaren Schalter im Schwingungsnulldurchgang erfolgen.As a rule, resonant converters with fixed duty cycle and variable switching frequency are controlled to control the output DC voltage, the pulse length at least substantially equal to half the oscillation period of the resonant circuit. This can be done in a simple manner switching on or off the controllable switch in the zero oscillation.

Zur Ansteuerung der primärseitigen steuerbaren Schalter sind sogenannte Resonanzcontroller als integrierte elektronische Bauelemente erhältlich. Für den Fall, dass die Gleichrichtung auf der Sekundärseite mittels steuerbarer Schalter erfolgt, ist ein weiterer Controller oder Treiberbaustein erforderlich, welcher entsprechende Ansteuersignale bereitstellt. Solche Controller sind aufwendig und umfassen neben Zeitgliedern, einem Transformator zur Potentialtrennung auch Treiber bzw. Inverter. Ein derartiger weiterer Controller bzw. eine derartige Treiberschaltung ist z. B. aus der WO 01/26209 A1 bekannt.To control the primary-side controllable switch so-called resonance controller are available as integrated electronic components. In the event that the rectification takes place on the secondary side by means of controllable switches, a further controller or driver module is required, which provides corresponding control signals. Such controllers are complex and include not only timers, a transformer for potential separation but also drivers or inverters. Such another controller or such a driver circuit is z. B. from the WO 01/26209 A1 known.

Die US 5,519,599 A gibt ein vom Oszillatorsignal mittels Komparator abgeleitetes Ansteuersignal für einen Synchrongleichrichter eines Schaltwandlers an.The US 5,519,599 A indicates a control signal derived from the oscillator signal by means of a comparator for a synchronous rectifier of a switching converter.

Die EP 0 957 568 A2 zeigt einen Resonanzwandler, bei dem die Ansteuersignale für die Synchrongleichrichter von einem Oszillator abgeleitet werden.The EP 0 957 568 A2 shows a resonant converter in which the drive signals for the synchronous rectifier are derived from an oscillator.

Ferner offenbart die JP 08289538 A eine Ansteuerschaltung für Synchrongleichrichter, bei welcher ein primäres Signal und das Ausgangssignal des jeweils anderen Synchrongleichrichters logisch verknüpft werden.Further, the JP 08289538 A a drive circuit for synchronous rectifier, in which a primary signal and the output signal of the other synchronous rectifier are logically combined.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Resonanzwandler anzugeben, bei welchen der schaltungstechnische Aufwand geringer ist und mit nur einem Signal über die galvanische Trennstelle zwei Synchrongleichrichter angesteuert werden können.It is an object of the invention to provide a resonant converter, in which the circuit complexity is lower and can be controlled with only one signal via the galvanic separation point two synchronous rectifier.

Die Aufgabe wird durch Ausgestaltung des Resonanzwandlers gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Lehre gelöst. Vorteilhafte Schaltungsvarianten sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.The object is achieved by designing the resonant converter according to the teaching specified in claim 1. Advantageous circuit variants are specified in the dependent claims 2 to 11.

Erfindungsgemäß wird ein Sperrsignal aus einem Oszillatorsignal des Oszillators zur Ansteuerung des zumindest einen sekundärseitigen steuerbaren Schalters abgeleitet.According to the invention, a blocking signal is derived from an oscillator signal of the oscillator for controlling the at least one secondary-side controllable switch.

Dadurch reduziert sich der schaltungstechnische Aufwand erheblich. Ein weiterer Controller oder Treiberbaustein kann vorteilhaft entfallen. This reduces the circuitry complexity considerably. Another controller or driver module can advantageously be omitted.

Typischerweise ist am Oszillator ein Oszillatorsignalausgang vorhanden, welcher zur Einstellung einer vorgebbaren minimalen Schaltfrequenz, wie z. B. von 100 kHz, dient. Im Rahmen der Regelung kann diese beispielhafte Schaltfrequenz von 100 kHz sich um ein Vielfaches erhöhen, wie z. B. auf 400 kHz. Zur Einstellung der Schaltfrequenz wird hierzu der Oszillatorsignalausgang mittels eines oder mehrerer passiver Bauelemente, wie z. B. mittels eines Kondensators, extern beschaltet. Üblicherweise – aber nicht notwendigerweise – ist ein solcher Oszillator bereits in einem Resonanzcontroller integriert. Der Oszillator kann auch als separater Baustein signaltechnisch mit dem Controller verbunden sein.Typically, an oscillator signal output is present at the oscillator, which is for setting a predeterminable minimum switching frequency, such. B. of 100 kHz, is used. As part of the scheme, this exemplary switching frequency of 100 kHz can increase many times, such. B. at 400 kHz. To set the switching frequency for this purpose, the oscillator signal output by means of one or more passive components, such. B. by means of a capacitor externally connected. Usually - but not necessarily - such an oscillator is already integrated in a resonance controller. The oscillator can also be connected to the controller as a separate component in terms of signaling.

Das besondere an der Erfindung ist, dass ein sowieso vorhandenes Oszillatorsignal verwendet wird, welches bereits die wesentlichen zeitlichen Informationen zur Ableitung des Sperrsignals beinhaltet. Die wesentlichen zeitlichen Informationen sind die Oszillatorfrequenz sowie die Oszillatorphase. Dadurch ist eindeutig der zeitliche Bezug für die anzusteuernden sekundärseitigen Schalter gegeben.The special feature of the invention is that an existing anyway oscillator signal is used, which already includes the essential temporal information for deriving the blocking signal. The essential temporal information is the oscillator frequency and the oscillator phase. As a result, the time reference for the secondary-side switch to be actuated is clearly given.

Weist das Oszillatorsignal eine Rechteckform auf, so kann dieses als direktes Sperrsignal zur Ansteuerung der sekundärseitigen steuerbaren Schalter herangezogen werden.If the oscillator signal has a rectangular shape, then this can be used as a direct blocking signal for controlling the secondary-side controllable switches.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Oszillatorsignal einem Schwellwertkomparator zugeführt. Weist das Oszillatorsignal eine dreieckförmige oder sinusförmige Signalform auf, so ist bei geeigneter Festlegung von Schaltschwellen ein rechteckförmiges Komparatorsignal als Sperrsignal ableitbar.According to one embodiment, the oscillator signal is supplied to a threshold comparator. If the oscillator signal has a triangular or sinusoidal signal shape, a rectangular comparator signal can be derived as a blocking signal given suitable definition of switching thresholds.

Alternativ oder zusätzlich wird gemäß einer weiteren Ausführungsform das Oszillatorsignal bzw. das Komparatorsignal einer galvanischen Trenneinheit zugeführt.Alternatively or additionally, according to a further embodiment, the oscillator signal or the comparator signal is fed to a galvanic separation unit.

Dadurch wird vorteilhaft eine galvanische Trennung zwischen dem primärseitigen Oszillatorsignal bzw. Komparatorsignal und dem sekundärseitigen Sperrsignal erreicht. Eine galvanische Trennung des Oszillatorsignals bzw. des Komparatorsignals ist notwendig, wenn eine galvanische Trennung von Eingangsgleichspannung und Ausgangsgleichspannung gewünscht wird.As a result, galvanic isolation between the primary-side oscillator signal or comparator signal and the secondary-side blocking signal is advantageously achieved. A galvanic isolation of the oscillator signal or the comparator signal is necessary if a galvanic isolation of input DC voltage and DC output voltage is desired.

Im Besonderen ist das Sperrsignal zumindest im Wesentlichen phasengleich zum Oszillatorsignal.In particular, the blocking signal is at least substantially in phase with the oscillator signal.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Ansteuerung der sekundären steuerbaren Schalter mit einem konstanten Tastverhältnis. Das Tastverhältnis kann z. B. 70:30 betragen, wobei die Sperrzeit für die sekundären steuerbaren Schalter kleiner ist als die verbleibende Freigabezeit.According to a further embodiment, the activation of the secondary controllable switches takes place with a constant duty cycle. The duty cycle can, for. B. 70:30, wherein the blocking time for the secondary controllable switch is smaller than the remaining release time.

Dadurch kann die Ansteuerung der sekundären steuerbaren Schalter so erfolgen, dass ein erster Teil der sekundärseitigen Schalter bei der ersten Schwingungshälfte des Resonanzkreises ein- bzw. ausschaltet und dass ein zweiter Teil der sekundärseitigen Schalter bei der zweiten Schwingungshälfte ein- bzw. ausschaltet.As a result, the activation of the secondary controllable switches can take place in such a way that a first part of the secondary-side switches switches on or off in the first half of the resonant circuit and a second part of the secondary-side switches on or off in the second half of the oscillation.

Gemäß einer Ausführungsform des Resonanzwandlers weist dieser eine Signalaufbereitungseinheit auf, welche aus dem Oszillatorsignal des Oszillators das Sperrsignal zur Ansteuerung des zumindest einen sekundärseitigen steuerbaren Schalters ableitet. Die Signalaufbereitungseinheit kann einen Schwellwertkomparator und/oder eine galvanische Trenneinheit aufweisen. Die galvanische Trenneinheit kann z. B. ein Optokoppler oder ein Transformator bzw. ein Übertrager sein. Darüber hinaus kann die Signalaufbereitungseinheit in den Resonanzcontroller integriert sein. In diesem Falle weist der Resonanzcontroller entsprechende Ausgänge zur Ansteuerung der sekundärseitigen steuerbaren Schalter auf.According to one embodiment of the resonant converter, the latter has a signal conditioning unit which derives the blocking signal for controlling the at least one secondary-side controllable switch from the oscillator signal of the oscillator. The signal conditioning unit may have a threshold comparator and / or a galvanic separation unit. The galvanic separation unit can, for. B. be an optocoupler or a transformer or a transformer. In addition, the signal conditioning unit can be integrated in the resonance controller. In this case, the resonance controller has corresponding outputs for controlling the secondary-side controllable switch.

Weist der Optokoppler beispielsweise eine Schalthysterese auf und ist dieser eingangsseitig mit einem dreieckförmigen Oszillatorsignal verbunden, so kann der Optokoppler ausgangsseitig bereits das Sperrsignal zur direkten Ansteuerung eines Schaltkontakts eines sekundärseitigen Schalters bereitstellen. Werden die Optokoppler zudem eingangsseitig antiparallel verschaltet, so sind die jeweiligen ausgangsseitigen Sperrsignale komplementär zueinander. Beide Sperrsignale können dann z. B. zwei sekundärseitige Schalter im Gegentakt ansteuern.If the optocoupler has a switching hysteresis, for example, and if it is connected on the input side to a triangular oscillator signal, the optocoupler can already provide the blocking signal for the direct control of a switching contact of a secondary-side switch on the output side. If the optocouplers are additionally connected in antiparallel on the input side, then the respective output-side blocking signals are complementary to one another. Both blocking signals can then z. B. control two secondary-side switch in push-pull.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist der Resonanzwandler eine Überwachungseinheit auf. Diese gibt ein Blockiersignal bei Überschreiten einer vorgebbaren Spannung an zumindest einer der Sekundärwicklungen aus. Insbesondere liegt die vorgebbare Spannung deutlich über der Nennausgangswechselspannung, wie z. B. über mehr als 10%. Derartige sekundärseitige Überspannungen können z. B. bei einer Fehlansteuerung der sekundärseitigen steuerbaren Schalter auftreten.According to a particular embodiment of the invention, the resonant converter has a monitoring unit. This outputs a blocking signal when a predeterminable voltage is exceeded on at least one of the secondary windings. In particular, the predetermined voltage is well above the rated output AC voltage, such as. Over more than 10%. Such secondary side overvoltages can, for. B. occur in a faulty control of the secondary side controllable switch.

Einer weiteren Ausführungsform zufolge weisen die sekundärseitigen steuerbaren Schalter einen Steuerkontakt auf. Dieser Steuerkontakt kann z. B. ein Gate oder eine Basis eines Transistors sein. Der jeweilige Steuerkontakt ist über einen mit der Ausgangsgleichspannung verbundenen Widerstand zum Einschalten des sekundärseitigen Schalters verbunden. Zudem ist der jeweilige Steuerkontakt über Entkoppeldioden mit dem Sperrsignal und gegebenenfalls mit dem Blockiersignal zum Ausschalten des sekundärseitigen Schalters verbunden.According to another embodiment, the secondary-side controllable switches have a control contact. This control contact can, for. B. may be a gate or a base of a transistor. The respective control contact is connected via a resistor connected to the DC output voltage for switching on the secondary-side switch. In addition, the respective control contact via decoupling diodes with the blocking signal and optionally connected to the blocking signal to turn off the secondary side switch.

Dadurch ist eine Beschaltung der sekundärseitigen steuerbaren Schalter mit wenigen handelsüblichen Bauelementen möglich.As a result, a wiring of the secondary-side controllable switch with a few commercially available components is possible.

Nach einer Ausführungsform sind Gleichrichterdioden parallel zu den sekundärseitigen steuerbaren Schaltern geschaltet. Diese können zumindest zeitweise einen in den Sekundärwicklungen induzierten Strom gleichrichten.According to one embodiment, rectifier diodes are connected in parallel to the secondary-side controllable switches. These can at least temporarily rectify a current induced in the secondary windings.

Vorzugsweise sind die Gleichrichterdioden Schottky-Dioden. Diese weisen im leitenden Zustand einen besonders geringen Spannungsabfall von ca. 0,3 bis 0,5 V auf.Preferably, the rectifier diodes are Schottky diodes. These have a particularly low voltage drop of about 0.3 to 0.5 V in the conductive state.

Insbesondere sind die primär- und sekundärseitigen steuerbaren Schalter Schalttransistoren. Diese können bipolare oder unipolare Transistoren sein. Besonders geeignet sind Feldeffekttransistoren, wie z. B. JFET oder insbesondere MOSFET-Transistoren. MOSFET-Transistoren weisen im leitenden Zustand einen sehr geringen Ein-Widerstand über der sogenannten Source-Drain-Strecke, wie z. B. von 10 mΩ, auf. Solche Transistoren können dann wegen des geringen Durchgangswiderstands einen Großteil des sekundärseitig gleichzurichtenden Stroms von der dazu parallel geschalteten Gleichrichterdiode übernehmen. Die Verlustleistung sowie die erforderliche Kühlfläche des sekundärseitigen Synchrongleichrichters verringern sich in vorteilhafter Weise.In particular, the primary and secondary side controllable switches are switching transistors. These can be bipolar or unipolar transistors. Particularly suitable are field effect transistors, such. B. JFET or in particular MOSFET transistors. MOSFET transistors in the conductive state have a very low on-resistance across the so-called source-drain path, such. B. of 10 mΩ, on. Such transistors can then take over a large part of the secondary side rectified current from the rectifier diode connected in parallel because of the low contact resistance. The power loss and the required cooling surface of the secondary-side synchronous rectifier are reduced in an advantageous manner.

Weitere vorteilhafte Ausführungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention can be found in the dependent claims.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen derselben werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:The invention and advantageous embodiments thereof are described in more detail below with reference to the following figures. Show it:

1 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Resonanzwandlers, 1 a schematic diagram of the resonant converter according to the invention,

2 beispielhaft eine Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Resonanzwandlers im Detail, 2 by way of example a circuit arrangement of a resonant converter according to the invention in detail,

3 beispielhaft einen Signalverlauf eines Oszillatorsignals gemäß 2, 3 for example, a waveform of an oscillator signal according to 2 .

4 ein aus dem Oszillatorsignal abgeleitetes Sperrsignal und 4 a derived from the oscillator signal lock signal and

5 jeweils durch die beiden sekundärseitigen Schalter zeitlich versetzt fließende Gleichrichterströme gemäß 2. 5 in each case by the two secondary-side switch temporally staggered rectifier currents according to 2 ,

1 zeigt ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Resonanzwandlers 1. Im mittleren Teil der 1 sind Synchrongleichrichter 3, 4 dargestellt, welche über einen Transformator 2 gekoppelt sind. Die beiden Synchrongleichrichter 3, 4 weisen steuerbare Schalter 31, 32; 41, 42 – symbolisiert durch ein steuerbares Gleichrichtersymbol – auf. Mit dem Bezugszeichen UE ist eine Eingangsgleichspannung, mit dem Bezugszeichen UA die Ausgangsgleichspannung bezeichnet. 1 shows a schematic diagram of the resonant converter according to the invention 1 , In the middle part of the 1 are synchronous rectifiers 3 . 4 represented by a transformer 2 are coupled. The two synchronous rectifiers 3 . 4 have controllable switches 31 . 32 ; 41 . 42 - symbolized by a controllable rectifier symbol - on. The reference symbol UE is a DC input voltage, the reference symbol UA denotes the output DC voltage.

Im Beispiel der 1 weist der Resonanzwandler 1 einen primärseitigen Resonanzkreis 5 auf, welcher aus einer Reihenschaltung aus einem Kondensator C1 als Kapazität und einer Streuinduktivität der Spule 21 des Transformators 2 als Induktivität besteht. Mit dem Bezugszeichen 21, 22 sind beispielhaft zwei in Reihe geschaltete Sekundärwicklungen bezeichnet.In the example of 1 has the resonant converter 1 a primary-side resonant circuit 5 which consists of a series circuit of a capacitor C1 as a capacitance and a leakage inductance of the coil 21 of the transformer 2 exists as inductance. With the reference number 21 . 22 By way of example, two secondary windings connected in series are designated.

Im oberen Teil der 1 ist beispielhaft ein Potentialtrenner 8 dargestellt. Er überträgt ein aus der Ausgangsgleichspannung UA abgeleitetes Feedbacksignal FB zur Regelung der Ausgangsgleichspannung UA an einen Resonanzcontroller 6. Der Resonanzcontroller 6 liegt im Beispiel der 1 auf dem Spannungsniveau der Primärseite des Resonanzwandlers 1. Mit FB' ist das zu FB korrespondierende galvanisch getrennte Feedbacksignal bezeichnet.In the upper part of the 1 is an example of a potential separator 8th shown. It transmits a feedback signal FB derived from the DC output voltage UA for controlling the DC output voltage UA to a resonance controller 6 , The resonance controller 6 lies in the example of 1 at the voltage level of the primary side of the resonant converter 1 , FB 'denotes the galvanically isolated feedback signal corresponding to FB.

Auf den Potentialtrenner 8 kann verzichtet werden, falls eine Potentialtrennung zur Stromversorgung von nachgeschalteten elektrischen oder elektronischen Komponenten nicht erforderlich ist.On the potential isolator 8th can be omitted if a potential separation for power supply of downstream electrical or electronic components is not required.

Alternativ kann der Resonanzkreis 5 auf der Sekundärseite angeordnet sein. Weiterhin kann alternativ der Resonanzcontroller 6 auf dem Spannungsniveau der Sekundärseite des Resonanzwandlers 1 liegen.Alternatively, the resonant circuit 5 be arranged on the secondary side. Furthermore, alternatively, the resonance controller 6 at the voltage level of the secondary side of the resonant converter 1 lie.

Der Resonanzcontroller 6 stellt entsprechende nicht weiter bezeichnete Steuersignale zur Ansteuerung der primärseitigen steuerbaren Schalter 31, 32 zur Verfügung. Die Ansteuerung erfolgt derart, dass eine sekundärseitige Wechselspannung am Transformator 2 induziert wird. Die Ansteuerung erfolgt dabei synchron und mit einer Schaltfrequenz im kHz-Bereich, insbesondere in einem Bereich von Hundertkilohertz bis mehreren Hundertkilohertz.The resonance controller 6 represents corresponding control signals not further designated for controlling the primary-side controllable switch 31 . 32 to disposal. The control is such that a secondary-side AC voltage at the transformer 2 is induced. The control takes place synchronously and with a switching frequency in the kHz range, in particular in a range of hundreds of kilohertz to several hundred kilohertz.

Zur Ansteuerung der sekundärseitigen steuerbaren Schalter 41, 42 dient ein Sperrsignal SG, welches aus einem Oszillatorsignal OS abgeleitet wird. Das Oszillatorsignal OS liegt an einem Ausgang eines Oszillators 61. Im Beispiel der 1 ist der Oszillator 61 bereits in den Resonanzcontroller 6 integriert.For controlling the secondary-side controllable switches 41 . 42 serves a blocking signal SG, which is derived from an oscillator signal OS. The oscillator signal OS is located at an output of an oscillator 61 , In the example of 1 is the oscillator 61 already in the resonant controller 6 integrated.

Alternativ kann der Oszillator 61 ein separates Bauelement sein, welches mit dem Resonanzcontroller 6 signaltechnisch verbunden ist. Alternatively, the oscillator 61 a separate component, which with the resonance controller 6 is technically connected.

Im Beispiel der 1 stellt der Oszillator 61 ein dreieckförmiges Oszillatorsignal OS bereit. Das Oszillatorsignal OS ist einer Signalaufbereitungseinheit 7 des Resonanzwandlers 1 zugeführt. Wenn in der Rückkoppelleitung FB ein Potentialtrenner 8 vorgesehen ist, muss auch die Signalaufbereitungseinheit 7 einen Potentialtrenner enthalten. Die Signalaufbereitungseinheit 7 leitet aus dem Oszillatorsignal OS das Sperrsignal SG zur Ansteuerung der sekundärseitigen steuerbaren Schalter ab. Die Signalaufbereitungseinheit 7 enthält außerdem einen Potentialtrenner, auf den verzichtet werden kann, sofern eine Potentialtrennung nicht erforderlich ist.In the example of 1 represents the oscillator 61 a triangular oscillator signal OS ready. The oscillator signal OS is a signal conditioning unit 7 of the resonant converter 1 fed. If in the feedback line FB a potential separator 8th is provided, must also the signal conditioning unit 7 contain a potential separator. The signal conditioning unit 7 derives from the oscillator signal OS, the blocking signal SG for controlling the secondary side controllable switch. The signal conditioning unit 7 also contains a potential isolator, which can be dispensed with, unless a potential separation is required.

2 zeigt beispielhaft eine Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Resonanzwandlers 1 im Detail. Im linken mittleren Teil der 2 sind Klemmen zum Anschluss der Eingangsgleichspannung UE zu sehen. Die Eingangsgleichspannung UE wird dabei mittels eines Kondensators C2 geglättet. Dem Kondensator C2 ist der Resonanzkreis aus dem Kondensator C1 als Kapazität und der Streuinduktivität der Spule 21 als Induktivität nachgeschaltet. Die Spule 21 ist zugleich die Primärwicklung des Transformators 2. Zur elektrischen Anregung des Resonanzkreises weist der Resonanzcontroller 6 beispielhaft zwei Ausgänge SW1, SW2 zur Ansteuerung der primärseitigen Schalter 31, 32 auf. 2 shows an example of a circuit arrangement of a resonant converter according to the invention 1 in detail. In the left middle part of the 2 are terminals for connecting the input DC voltage UE to see. The input DC voltage UE is smoothed by means of a capacitor C2. The capacitor C2 is the resonant circuit of the capacitor C1 as a capacitance and the leakage inductance of the coil 21 downstream as inductance. The sink 21 is at the same time the primary winding of the transformer 2 , For electrical excitation of the resonant circuit, the resonance controller 6 For example, two outputs SW1, SW2 for controlling the primary-side switch 31 . 32 on.

Die primärseitigen Schalter 31, 32 sind vorzugsweise Schalttransistoren, insbesondere selbstsperrende MOSFET-Transistoren. Diese weisen vorteilhaft neben sehr geringen Durchleitungsverlusten ein definiertes Sperrverhalten beim Einschalten des Resonanzwandlers 1 auf. Zur Ansteuerung der Transistoren 31, 32 ist das jeweilige Gate mit den beiden Ausgängen SW1, SW2 des Resonanzcontrollers 6 verbunden.The primary-side switches 31 . 32 are preferably switching transistors, in particular self-blocking MOSFET transistors. In addition to very low transmission losses, these advantageously have a defined blocking behavior when the resonant converter is switched on 1 on. To control the transistors 31 . 32 is the respective gate with the two outputs SW1, SW2 of the resonance controller 6 connected.

Am linken Teil des Resonanzcontrollers 6 ist ein Oszillatorsignalausgang OSC gezeigt. Der Ausgang OSC ist beispielhaft mit einem Widerstand R1 und einem Kondensator C3 zur Einstellung der Schaltfrequenz des Resonanzcontrollers 6 beschaltet.On the left part of the resonance controller 6 an oscillator signal output OSC is shown. The output OSC is exemplified with a resistor R1 and a capacitor C3 for adjusting the switching frequency of the resonant controller 6 wired.

2 stellt am Oszillatorsignalausgang OSC das Oszillatorsignal OS mit einem typischerweise dreieckförmigen Signalverlauf bereit. Zur signaltechnischen Aufbereitung ist das Oszillatorsignal OS eingangsseitig der Signalaufbereitungseinheit 7 zugeführt. Diese weist einen Schwellwertkomparator 71 auf, welcher aus dem dreieckförmigen Oszillatorsignal OS ein rechteckförmiges Komparatorsignal KS durch Invertierung formt. Für den Fall, dass keine galvanische Trennung des Komparatorsignals KS erforderlich ist, kann dieses Signal KS direkt als Sperrsignal SG für die sekundärseitigen Schalter 41, 42 verwendet werden. 2 provides at the oscillator signal output OSC the oscillator signal OS with a typically triangular waveform. For signal processing, the oscillator signal OS on the input side of the signal conditioning unit 7 fed. This has a threshold comparator 71 on, which forms from the triangular oscillator signal OS a rectangular comparator signal KS by inversion. In the event that no galvanic isolation of the comparator signal KS is required, this signal KS can directly as a blocking signal SG for the secondary-side switch 41 . 42 be used.

Weiterhin weist die Signalaufbereitungseinheit 7 einen Optokoppler 72 als Potentialtrenneinheit auf. Das Sperrsignal SG entspricht dabei im Signalverlauf im Wesentlichen dem des invertierten Komparatorsignals KS.Furthermore, the signal conditioning unit 7 an optocoupler 72 as potential separation unit. In the course of the signal, the blocking signal SG essentially corresponds to that of the inverted comparator signal KS.

Im mittleren Teil der 2 sind beispielhaft zwei Sekundärwicklungen 22, 23 des Transformators 2 zu sehen. Beide Wicklungen 22, 23 sind in Reihe geschaltet, wobei am Mittelabgriff der Reihenschaltung die Ausgangsgleichspannung UA anliegt. Der gezeigte Kondensator C4 dient zur Glättung der Ausgangsgleichspannung UA. Das jeweilige frei Ende der Sekundärwicklungen 22, 23 ist im Beispiel der 2 jeweils über eine Gleichrichterdiode D1, D2 sowie über je einen sekundärseitigen steuerbaren Schalter 41, 42 mit dem sekundärseitigen Bezugspotential, das heißt der Masse, verbunden. Die Sekundärwicklungen 22, 23 sind entsprechend ihrem Wicklungssinn so verschaltet, dass während der ersten Hälfte der Resonanzkreisschwingung die erste Diode D1 und während der zweiten Hälfte der Resonanzkreisschwingung die zweite Diode D2 leitend wird.In the middle part of the 2 are exemplary two secondary windings 22 . 23 of the transformer 2 to see. Both windings 22 . 23 are connected in series, wherein at the center tap of the series circuit, the output DC voltage UA is applied. The capacitor C4 shown is used for smoothing the DC output voltage UA. The respective free end of the secondary windings 22 . 23 is in the example of 2 in each case via a rectifier diode D1, D2 and via a respective secondary-side controllable switch 41 . 42 connected to the secondary-side reference potential, that is the ground. The secondary windings 22 . 23 are connected according to their sense of winding so that during the first half of the resonant circuit oscillation, the first diode D1 and during the second half of the resonant circuit oscillation, the second diode D2 becomes conductive.

Erfindungsgemäß erfolgt die Ansteuerung der sekundärseitigen steuerbaren Schalter 41, 42 derart, dass der sonst üblicherweise durch die Dioden D1, D2 fließende Strom vom jeweiligen Schalter 41, 42 übernommen wird. Der vom jeweiligen sekundärseitigen Schalter 41, 42 übernommene Strom weist das Bezugszeichen i1, i2 auf.According to the invention, the control of the secondary-side controllable switch takes place 41 . 42 such that the otherwise usually by the diodes D1, D2 flowing current from the respective switch 41 . 42 is taken over. The from the respective secondary side switch 41 . 42 taken over current has the reference i1, i2.

Auf die beiden Dioden D1, D2 kann auch verzichtet werden, insbesondere dann, wenn selbstsperrende Transistoren, wie z. B. MOSFET-Transistoren, mit definiertem Sperrverhalten verwendet werden.On the two diodes D1, D2 can also be dispensed with, especially if self-locking transistors such. As MOSFET transistors, are used with defined blocking behavior.

Alternativ ist auch die alleinige Verwendung von selbstleitenden Transistoren denkbar. In diesem Fall kann eine Hilfsspannung sowie eine Schaltung zum definierten Anlaufen des Resonanzwandlers 1 erforderlich sein.Alternatively, the sole use of self-conducting transistors is conceivable. In this case, an auxiliary voltage and a circuit for defined start of the resonant converter 1 to be required.

Gemäß der Erfindung ist der jeweilige Steuerkontakt, wie z. B. das Gate im Falle eines Feldeffekttransistors 41, 42, über einen Widerstand R2, R3 mit der Ausgangsgleichspannung UA verbunden. Dadurch werden die jeweiligen sekundärseitigen Schalter 41, 42 leitend geschaltet.According to the invention, the respective control contact, such. B. the gate in the case of a field effect transistor 41 . 42 , connected via a resistor R2, R3 to the DC output voltage UA. This will cause the respective secondary side switches 41 . 42 switched on.

Um ein Einschalten nur eines der beiden Schalter 41, 42 zu bewerkstelligen, ist der jeweilige Steuerkontakt der Schalter 41, 42 über je eine Diode D5, D6 mit dem nicht auf dem Bezugspotential liegenden Schaltkontakt des jeweils anderen Schalters 41, 42 verbunden. Das heißt, dass der Schalter 42 mit Übernahme des Gleichrichterstroms i1 durch die Sekundärwicklung 22 über die Diode D6 gesperrt wird. Analog wird der Schalter 41 mit Übernahme des Gleichrichterstroms i2 durch die Sekundärwicklung 23 über die Diode D5 blockiert.To turn on only one of the two switches 41 . 42 to accomplish, is the respective control contact of the switch 41 . 42 via a respective diode D5, D6 with the not lying on the reference potential switching contact of the other switch 41 . 42 connected. That means that the switch 42 with acquisition of the rectifier current i1 by the secondary winding 22 is blocked via the diode D6. Analog is the switch 41 with acquisition of the rectifier current i2 by the secondary winding 23 blocked via the diode D5.

Beide Schalter 41, 42 können somit nur abwechselnd einschalten. Ein unbeabsichtigtes gleichzeitiges Einschalten beider Schalter 41, 42 wird erfindungsgemäß verhindert.Both switches 41 . 42 can thus only turn on alternately. An unintentional simultaneous switching on of both switches 41 . 42 is prevented according to the invention.

Erfindungsgemäß wird ein Schalten der beiden Schalter 41, 42 nur zu bestimmten Zeiträumen freigegeben. Diese Zeiträume sind zudem periodisch und synchron zum primärseitigen Oszillatorsignal OS. Hierzu ist der jeweilige Steuerkontakt der beiden Schalter 41, 42 über Entkoppeldioden D3, D4 mit dem Sperrsignal SG verbunden. Weist das Sperrsignal SG, wie im Beispiel der 2 gezeigt, einen niedrigen Signalpegel auf, wie z. B. ca. 0 V, so werden die beiden Steuerkontakte der Schaltmittel 41, 42 auf das niedrige Spannungspotential „gezogen”. Dadurch sperren die beiden Transistoren 41, 42. Andererseits gibt das Sperrsignal SG ein Einschalten der beiden Transistoren 41, 42 frei, wenn dieses einen hohen Signalpegel aufweist. In diesem Fall kann der jeweilige Transistor 41, 42 den Strom durch die Diode D1, D2 übernehmen.According to the invention, a switching of the two switches 41 . 42 released only during certain periods. These periods are also periodic and synchronous to the primary-side oscillator signal OS. For this purpose, the respective control contact of the two switches 41 . 42 via decoupling diodes D3, D4 connected to the blocking signal SG. Indicates the blocking signal SG, as in the example of 2 shown a low signal level, such. B. about 0 V, the two control contacts of the switching means 41 . 42 to the low voltage potential "pulled". This locks the two transistors 41 . 42 , On the other hand, the blocking signal SG is a switching on of the two transistors 41 . 42 free, if this has a high signal level. In this case, the respective transistor 41 . 42 take over the current through the diode D1, D2.

Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine Schutzeinheit bezeichnet, welche ein Blockiersignal BS bei Vorliegen einer Überspannung UM an einer der beiden Sekundärwicklungen 22, 23 ausgibt. Des weiteren wird das Blockiersignal BS auch im Kurzschlussfall, d. h. wenn die Ausgangsgleichspannung UA unter eine minimal zulässige Ausgangsgleichspannung UAmin (UA < UAmin) fällt, ausgegeben, was als weiteres Schaltkriterium ausgewertet wird. Im Beispiel der 2 ist das Blockiersignal BS gleichfalls mit den beiden Entkoppeldioden D3, D4 verbunden. Überschreitet nun beispielsweise eine Spannung U22, U23 an einer Sekundärwicklung 22, 23 einen vorgebbaren Überspannungswert UM oder unterschreitet die Ausgangsgleichspannung UA einen minimalen Wert von ca. 90% von UA, so kann ein nicht weiter bezeichneter Schalter der Überwachungseinheit 9 die beiden sekundärseitigen Schalter 41, 42 sperren. In diesem Fall wird die Steuerspannung am jeweiligen Steuerkontakt der beiden Schalter 41, 42 analog zum niedrigen Signalpegel beim Sperrsignal SG auf ein niedriges Spannungsniveau gezogen.With the reference number 9 is a protection unit called which a blocking signal BS in the presence of an overvoltage UM at one of the two secondary windings 22 . 23 outputs. Furthermore, the blocking signal BS is also output in the event of a short circuit, ie when the output DC voltage UA drops below a minimum permissible DC output voltage UAmin (UA <UAmin), which is evaluated as a further switching criterion. In the example of 2 the blocking signal BS is also connected to the two decoupling diodes D3, D4. Exceeds now, for example, a voltage U22, U23 on a secondary winding 22 . 23 a predeterminable overvoltage value UM or the output DC voltage UA falls below a minimum value of about 90% of UA, then a switch, not further designated, of the monitoring unit 9 the two secondary-side switches 41 . 42 lock. In this case, the control voltage at the respective control contact of the two switches 41 . 42 pulled to a low voltage level analogous to the low signal level at the blocking signal SG.

3 zeigt beispielhaft einen Signalverlauf eines Oszillatorsignals OS gemäß 2. Im Beispiel der 3 ist das Oszillatorsignal OS dreieckförmig. Mit T0 ist ein Zeitpunkt mit dem maximalen Signalwert des Oszillatorsignals OS, mit T1 ein Zeitpunkt mit einem minimalen Signalwert bezeichnet. Das Oszillatorsignal OS ist periodisch. Dies ist durch die gestrichelte fortgesetzte Linie angedeutet. 3 shows an example of a waveform of an oscillator signal OS according to 2 , In the example of 3 the oscillator signal OS is triangular. With T0 is a time with the maximum signal value of the oscillator signal OS, denoted by T1 a time with a minimum signal value. The oscillator signal OS is periodic. This is indicated by the dashed continued line.

4 zeigt ein aus dem Oszillatorsignal OS abgeleitetes, invertiertes Sperrsignal SG. Diese weist eine rechteckförmige Signalform auf. Das Sperrsignal SG ist z. B. mittels eines Schwellwertkomparators 71 aus dem Oszillatorsignal OS ableitbar. Im Beispiel der 4 weist das Sperrsignal SG eine gleiche Phase zum Oszillatorsignal OS auf. Das Sperrsignal SG weist beispielhaft ein Tastverhältnis von 30:70 auf. Die Sperrzeit für die beiden sekundärseitigen Schalter 41, 42 ist somit kleiner als die Freigabezeit. Das Tastverhältnis sowie der Phasenversatz können in Abhängigkeit der technischen Parameter der eingesetzten Schalter 41, 42 auch andere Werte aufweisen, wie z. B. ein Tastverhältnis von 40:60. 4 shows an inverse derived from the oscillator signal OS, inverted locking signal SG. This has a rectangular waveform. The blocking signal SG is z. B. by means of a threshold comparator 71 derivable from the oscillator signal OS. In the example of 4 the blocking signal SG has a same phase to the oscillator signal OS. The blocking signal SG has, for example, a duty ratio of 30:70. The blocking time for the two secondary-side switches 41 . 42 is thus smaller than the release time. The duty cycle as well as the phase offset can depend on the technical parameters of the switches used 41 . 42 also have other values, such. B. a duty cycle of 40:60.

5 zeigt jeweils durch die zwei sekundärseitigen Schalter 41, 42 zeitlich versetzt fließende Gleichrichterströme i1, i2 gemäß 2. Die durchgezogene Linie zeigt den zeitlichen Verlauf des durch den ersten sekundärseitigen steuerbaren Schalter 41 fließenden Stroms i1 an. Die gestrichelte Linie zeigt den zeitlichen Verlauf des durch den zweiten sekundärseitigen steuerbaren Schalter 42 fließenden Stroms i2 an. Die beiden Freigabezeiten bzw. Freigabezeiträume sind jeweils immer um 180° zueinander phasenversetzt. Die beiden Schalter 41, 42 werden daher im Gegentakt betrieben. 5 shows in each case by the two secondary-side switch 41 . 42 temporally staggered flowing rectifier currents i1, i2 according to 2 , The solid line shows the time course of the first secondary-side controllable switch 41 flowing current i1. The dashed line shows the time course of the second secondary-side controllable switch 42 flowing current i2. The two release times or release periods are always phase-shifted by 180 ° with respect to each other. The two switches 41 . 42 are therefore operated in push-pull.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Resonanzwandler, DC/DC-Wandler, StromversorgungResonance converter, DC / DC converter, power supply
22
Transformatortransformer
33
primärer Synchrongleichrichterprimary synchronous rectifier
44
sekundärer Synchrongleichrichtersecondary synchronous rectifier
55
Resonanzkreisresonant circuit
66
Resonanzcontrollerresonant controller
77
SignalaufbereitungseinheitSignal conditioning unit
88th
Potentialtrennerpotential Breaks
99
Überwachungseinheitmonitoring unit
2121
Spule, PrimärwicklungCoil, primary winding
22, 2322, 23
Sekundärwicklungensecondary windings
31, 3231, 32
primäre steuerbare Schalterprimary controllable switch
41, 4241, 42
sekundäre steuerbare Schaltersecondary controllable switches
6161
Oszillatoroscillator
7171
Schwellwertkomparatorthreshold comparator
7272
galvanische Trenneinheit, Optokoppler, ÜbertragerGalvanic isolation unit, optocouplers, transformers
BSBS
Blockiersignalblocking signal
C1–C3C1-C3
Kondensatorencapacitors
D1–D6D1-D6
Diodendiodes
ERRORERROR
Fehlereingangerror input
FB, FB'FB, FB '
FeedbacksignalFeedback signal
i1, i2i1, i2
Strom durch die sekundärseitigen SchalterCurrent through the secondary side switches
KSKS
Komparatorsignalcomparator
OSOS
Oszillatorsignaloscillator signal
OSCOSC
Oszillatorausgangoscillator output
R2–R3R2-R3
Widerständeresistors
SGSG
Sperrsignalblocking signal
SW1, SW2SW1, SW2
Ausgänge zur Ansteuerung der primären steuerbaren SchalterOutputs for controlling the primary controllable switches
tt
ZeitTime
T0, T1T0, T1
Zeitpunktetimings
U22, U23U22, U23
Spannung an Sekundärwicklung 22 bzw. 23 Voltage at secondary winding 22 respectively. 23
UAUA
AusgangsgleichspannungDC output voltage
UEUE
EingangsgleichspannungDC input voltage
UMAROUND
ÜberspannungswertOvervoltage value

Claims (11)

Resonanzwandler zur Umwandlung einer Eingangsgleichspannung (UE) in eine Ausgangsgleichspannung (UA) mit – einem Transformator (2) mit zumindest einer Primärwicklung (21) und zwei Sekundärwicklungen (22, 23), – zwei primären, steuerbaren Schaltern (31, 32), – einem Controller (6) mit einem frequenzveränderlichen Oszillator (61) zur Regelung der Ausgangsgleichspannung (UA) über eine synchrone frequenzveränderliche Ansteuerung der primärseitigen steuerbaren Schalter (31, 32), – zwei sekundärseitigen Synchrongleichrichtern (4) mit steuerbaren Schaltern (41, 42), zu denen parallel Gleichrichterdioden (D1, D2) derart geschaltet sind, dass während der ersten Hälfte der Resonanzkreisschwingungen die erste Diode (D1) und während der zweiten Hälfte der Resonanzkreisschwingung die zweite Diode (D2) leitend ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzwandler ferner eine Signalaufbereitungseinheit (7) aufweist, welche aus einem Oszillatorsignal (OS) des Oszillators (61) ein Sperrsignal (SG) mit der doppelten Frequenz des Oszillators (61) ableitet, zum Sperren des steuerbaren Schalters (41, 42) des jeweiligen sekundärseitigen Synchrongleichrichters mit dem Sperrsignal (SG) oder dem Ausgangssignal des jeweils anderen Synchrongleichrichters.Resonance converter for converting a DC input voltage (UE) into a DC output voltage (UA) with - a transformer ( 2 ) with at least one primary winding ( 21 ) and two secondary windings ( 22 . 23 ), - two primary, controllable switches ( 31 . 32 ), - a controller ( 6 ) with a variable frequency oscillator ( 61 ) for controlling the DC output voltage (UA) via a synchronous frequency-variable control of the primary-side controllable switch ( 31 . 32 ), - two secondary-side synchronous rectifiers ( 4 ) with controllable switches ( 41 . 42 ) to which rectifier diodes (D1, D2) are connected in parallel such that during the first half of the resonant circuit oscillations the first diode (D1) and during the second half of the resonant circuit oscillation the second diode (D2) is conductive, characterized in that the resonant converter a signal conditioning unit ( 7 ), which consists of an oscillator signal (OS) of the oscillator ( 61 ) a blocking signal (SG) with twice the frequency of the oscillator ( 61 ) to disable the controllable switch ( 41 . 42 ) of the respective secondary-side synchronous rectifier with the blocking signal (SG) or the output signal of the other synchronous rectifier. Resonanzwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oszillatorsignal (OS) an einem Schwellwertkomparator (71) anliegt.Resonance converter according to claim 1, characterized in that the oscillator signal (OS) at a threshold comparator ( 71 ) is present. Resonanzwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzwandler mindestens eine galvanische Trenneinheit (72) aufweist, an welcher eingangsseitig das Oszillatorsignal (OS) oder das Komparatorsignal (KS) des Schwellwertkomparators (71) anliegt und von dem ausgangsseitig das Sperrsignal (SG) abgreifbar ist.Resonant converter according to claim 1 or 2, characterized in that the resonant converter at least one galvanic separation unit ( 72 ), on which input side the oscillator signal (OS) or the comparator signal (KS) of the threshold value comparator ( 71 ) is applied and from the output side of the blocking signal (SG) can be tapped. Resonanzwandler Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Trenneinheit (72) ein Optokoppler oder ein magnetisierbarer Übertrager ist.Resonant converter according to claim 3, characterized in that the galvanic separation unit ( 72 ) is an optocoupler or a magnetizable transformer. Resonanzwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalaufbereitungseinheit (7) das Sperrsignal (SG) im Wesentlichen phasengleich zum Oszillatorsignal (OS) ausgibt.Resonant converter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the signal conditioning unit ( 7 ) outputs the inhibit signal (SG) substantially in phase with the oscillator signal (OS). Resonanzwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalaufbereitungseinheit (7) die sekundärseitigen steuerbaren Schalter (41, 42) mit annähernd gleicher Sperrsignaldauer ansteuert.Resonant converter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the signal conditioning unit ( 7 ) the secondary-side controllable switches ( 41 . 42 ) with approximately the same blocking signal duration. Resonanzwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzwandler eine Überwachungseinheit (9) aufweist, welche bei Überschreiten einer vorgebbaren Spannung (U21, U22) an zumindest eine der Sekundärspulen (21, 23) ein Blockiersignal (BS) ausgibt.Resonant converter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the resonant converter is a monitoring unit ( 9 ) which, when a predeterminable voltage (U21, U22) is exceeded, is applied to at least one of the secondary coils ( 21 . 23 ) outputs a blocking signal (BS). Resonanzwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (9) beim Unterschreiten einer minimalen Ausgangsgleichspannung UAmin ein Blockiersignal (BS) erzeugt.Resonance converter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the monitoring unit ( 9 ) When falling below a minimum output DC voltage UAmin generates a blocking signal (BS). Resonanzwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, – dass die sekundärseitigen steuerbaren Schalter (41, 42) einen Steuerkontakt aufweisen, – dass der jeweilige Steuerkontakt über einen mit der Ausgangsgleichspannung (UA) verbundenen Widerstand (R2, R3) zum Einschalten des sekundärseitigen Schalters (41, 42) verbunden ist und – dass der jeweilige Steuerkontakt über Entkoppeldioden (D3, D4) mit dem Sperrsignal (SG) und ggf. mit dem Blockiersignal (BS) zum Ausschalten des sekundärseitigen Schalters (41, 42) verbunden ist.Resonant converter according to one of claims 1 to 8, characterized in that - the secondary-side controllable switch ( 41 . 42 ) have a control contact, - that the respective control contact via a with the output DC voltage (UA) connected resistor (R2, R3) for switching on the secondary-side switch ( 41 . 42 ) and - that the respective control contact via decoupling diodes (D3, D4) with the blocking signal (SG) and possibly with the blocking signal (BS) for switching off the secondary side switch ( 41 . 42 ) connected is. Resonanzwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichterdioden (D1, D2) Schottky-Dioden sind.Resonance converter according to claim 1, characterized in that the rectifier diodes (D1, D2) are Schottky diodes. Resonanzwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die primär- und sekundärseitigen steuerbaren Schalter (31, 32; 41, 42) Schalttransistoren, insbesondere selbstsperrende MOSFET-Transistoren, sind.Resonance converter according to one of claims 1 to 10, characterized in that the primary and secondary side controllable switch ( 31 . 32 ; 41 . 42 ) Switching transistors, in particular self-blocking MOSFET transistors, are.
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