DE102018129567A1

DE102018129567A1 - Leistungswandler

Info

Publication number: DE102018129567A1
Application number: DE102018129567.7A
Authority: DE
Inventors: Alfredo Medina-Garcia; Pierrick Ausseresse
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-05-28
Also published as: US20200169164A1; US11139741B2; CN111224551A

Abstract

Es werden Leistungswandler bereitgestellt. Ein Kondensator ist an eine Primärwicklung (13) eines Transformators gekoppelt, der einen Teil eines LC-Resonators bildet. Der Kondensator (15) ist mit einem Versorgungsspannungseingang (Vcc) einer Steuerung (10) gekoppelt, um mindestens einen Teil der Steuerung (10) mit Leistung zu versorgen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Leistungswandler.
HINTERGRUND
Leistungswandler sind Bauelemente, die eine elektrische Eingangsleistung in eine elektrische Ausgangsleistung umwandeln und Stromwandler und Spannungswandler enthalten. Sperrwandler sind eine Art von Spannungswandlern, die eine galvanische Trennung zwischen einem Eingang und einem Ausgang bereitstellen. Eine spezifische Art von Sperrwandler ist ein asymmetrischer Pulsbreitenmodulations(APWM)-Halbbrücken(HB)-Sperrwandler, der hier als ein APWM-HB-Sperrwandler bezeichnet wird. Ein APWM-HB-Sperrwandler ist im Wesentlichen ein Wandler, bei dem ein Induktor des Wandlers geteilt ist, um einen Transformator auszubilden, so dass Spannungsverhältnisse auf Basis eines Wicklungsverhältnisses des Transformators mit einem zusätzlichen Vorteil der Trennung multipliziert werden. Um einen derartigen APWM-HB-Sperrwandler zu betreiben, wird eine Halbbrücke, die einen High-Side-Schalter und einen Low-Side-Schalter umfasst, durch ein impulsbreitenmoduliertes Signal betrieben, um Energie wahlweise an den Transformator zu liefern. Das Ansteuern des High-Side Schalters und des Low-Side-Schalters wird durch eine Steuerung gesteuert, die einen entsprechend programmierten Prozessor, spezifische Hardware wie etwa eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein feldprogrammierbares Gatearray (FPGA) oder andere Logikschaltungen und Treiberschaltungen zum Liefern von Ansteuersignalen an die Schalter umfassen kann.
Eine derartige Steuerung muss mit elektrischer Leistung versorgt werden, um seine Funktion durchzuführen. Beispielsweise müssen die oben erwähnten Prozessoren, ASICs, FPGAs oder andere Logikschaltungen sowie Treiber mit einer Versorgungsspannung versorgt werden, damit sie arbeiten können. Bei einigen vorausgegangenen Umsetzungen ist der oben erwähnte Transformator mit einer Hilfswicklung versehen, und eine die Steuerung versorgende Versorgungsspannung wird von einer Spannung an einer solchen Hilfswicklung abgeleitet.
Eine derartige Hilfswicklung erfordert jedoch Raum und verursacht Herstellungskosten. Bei anderen Umsetzungen, die bei anderen Ausgangsspannungen arbeiten, müssen möglicherweise mehrere Hilfswicklungen verwendet werden, um eine korrekte Versorgungsspannung für die Steuerung für verschiedene Ausgangs- oder Eingangsspannungen bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Leistungswandler wie in Anspruch 1 definiert wird bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere Ausführungsformen.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Leistungswandler bereitgestellt, der Folgendes umfasst:

mindestens einen primärseitigen Schalter,
einen Transformator, wobei eine Primärwicklung des Transformators an den mindestens einen primärseitigen Schalter gekoppelt ist und wobei eine Sekundärwicklung des Transformators an einen Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist,
einen Kondensator, der an die Primärwicklung gekoppelt ist, wobei ein LC-Resonator des Leistungswandlers einen Kondensator und eine Leckinduktivität des Transformators enthält, und
eine Steuerung, die ausgebildet ist zum Steuern des Schaltens des mindestens einen primärseitigen Schalters, wobei die Steuerung einen Versorgungsspannungsanschluss enthält, der ausgebildet ist zum Empfangen einer Versorgungsspannung, die mindestens einen Teil der Steuerung mit Leistung versorgt, wobei der Versorgungsspannungsanschluss an den Kondensator gekoppelt ist.

Die obige kurze Darstellung soll lediglich einen kurzen Überblick über einige Aspekte einiger Ausführungsformen liefern und soll nicht als beschränkend ausgelegt werden. Insbesondere können andere Ausführungsformen andere Merkmale als die oben explizit angegebenen enthalten.
Figurenliste

1 ist ein Schaltplan eines Sperrwandlers gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Diagramm einer Steuerung gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm zum Darstellen des Betriebs des Sperrwandlers von 1.
4 zeigt Messergebnisse für einen Sperrwandler gemäß einer Ausführungsform.
5-9 veranschaulichen Sperrwandler gemäß anderen Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Diese Ausführungsformen werden nur als Beispiele vorgelegt und sind nicht als auf irgendeine Weise beschränkend auszulegen. Beispielsweise können zwar Ausführungsformen beschrieben werden, die mehrere Merkmale oder Elemente umfassen, doch ist dies nicht als beschränkend auszulegen, und bei anderen Ausführungsformen können einige der Merkmale oder Elemente weggelassen werden und/oder können durch alternative Merkmale oder Elemente ersetzt werden. Zusätzlich zu den explizit gezeigten und beschriebenen Merkmalen oder Elementen können weitere Merkmale oder Elemente verwendet werden, beispielsweise Merkmale oder Elemente, die herkömmlicherweise in Leistungswandlern vorgesehen sind, wie etwa asymmetrische Impulsbreitenmodulations-Halbbrücken(APWM HB)-Sperrwandlerschaltungen, wie etwa Schutzmechanismen (beispielsweise Überstromschutz) oder Rückkopplungssteuerung.
Verschiedene Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen auszubilden, sofern nicht etwas anderes angegeben. Verschiedene Modifikationen, die bezüglich einer der Ausführungsformen beschrieben sind, können auch auf andere Ausführungsformen angewendet werden.
Bei den gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen können eine beliebige direkte elektrische Verbindung oder Kopplung zwischen Elementen, d.h. Verbindungen oder Kopplungen ohne dazwischenliegende Elemente, durch eine indirekte Verbindung oder Kopplung ersetzt werden, d.h. eine Verbindung oder Kopplung, die ein oder mehrere zusätzliche dazwischenliegende Elemente umfasst, und umgekehrt, solange der allgemeine Zweck der Verbindung oder Kopplung, beispielsweise zum Bereitstellen einer gewissen Art von Signal, einer gewissen Art von Informationen oder einer gewissen Art von Steuerung im Wesentlichen beibehalten wird. Mit anderen Worten können Verbindungen oder Kopplungen modifiziert werden, solange der allgemeine Zweck und die allgemeine Funktion der Verbindung oder Kopplung im Wesentlichen unverändert bleiben. Im Kontext der vorliegenden Anmeldung beziehen sich, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist, Ausdrücke wie „Verbindung“, „Kopplung“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt an“ auf eine elektrische Verbindung oder Kopplung.
Ausführungsformen betreffen Leistungswandler, die einen Transformator und einen Kondensator, der an eine Primärwicklung des Transformators gekoppelt ist, umfassen. Die Leckinduktanz der Primärwicklung und der Kondensator, möglicherweise zusammen mit weiteren Komponenten wie etwa einem zusätzlichen Induktor, bilden einen LC-Resonator des Leistungswandlers, auch als LC-Tank oder Resonanztank bezeichnet. Ein Beispiel für solche Leistungswandler sind Sperrwandler. Im Fall von Sperrwandlern definiert der LC-Resonator eine Resonanzfrequenz des Wandlers. Wenngleich Sperrwandler nachfolgend als Beispiele für solche Leistungswandler verwendet werden, können hierin erörterte Techniken auch auf andere Wandler unter Verwendung eines derartigen LC-Resonators angewendet werden, wobei der LC-Resonator durch einen oder mehrere primärseitige Schalter angesteuert wird, z.B. gemäß einem asymmetrischen Impulsbreitenmodulationsschema.
Bei Ausführungsformen wird eine Spannung an dem Kondensator zum Versorgen mindestens von Teilen einer Steuerung des Leistungswandlers mit Leistung verwendet. Insbesondere kann, wie unten erläutert werden wird, eine Spannung am Kondensator ausreichend kleine Schwankungen besitzen, um sie als eine Versorgungsspannung geeignet zu machen. Weitere Details und Umsetzungen werden unten beschrieben. Dazu kann der Kondensator an einen Versorgungsspannungsanschluss der Steuerung gekoppelt werden, sodass die Steuerung durch die Spannung an dem Kondensator versorgt wird. Diese Kopplung kann direkt sein, d.h. mit einer einfachen niederohmigen Verbindung, oder indirekt, mit zusätzlichen Elementen wie etwa einer Diode oder einem Linearregler dazwischen, solange die Steuerung durch eine von der Spannung an dem Kondensator abgeleiteten Spannung versorgt wird.
Nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren ist 1 ein Schaltplan, der einen APWM-HB-Sperrwandler gemäß einer Ausführungsform darstellt. Der APWM-HB-Sperrwandler von 1 umfasst eine Steuerung 10, die einen High-Side-Schalter 11 und einen Low-Side-Schalter 12 über Ausgangsanschlüsse HSGD beziehungsweise LSGD steuert. Der High-Side-Schalter 11 und der Low-Side-Schalter 12 werden auch als primärseitige Schalter bezeichnet. Bei anderen Umsetzungen ist möglicherweise nur ein einzelner primärseitiger Schalter vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind der High-Side-Schalter 11 und der Low-Side-Schalter 12 NMOS-Transistoren. Jedoch können bei anderen Ausführungsformen andere Arten von Schaltern, beispielsweise andere Arten von Transistoren, verwendet werden.
Für die folgende Erläuterung wird ein Schalter als „eingeschaltet“ oder „geschlossen“ bezeichnet, wenn er eine niederohmige Verbindung zwischen Anschlüssen davon bereitstellt, und wird als „ausgeschaltet“ oder „offen“ in einem Zustand bezeichnet, wo er im Wesentlichen eine elektrische Trennung zwischen den Anschlüssen bereitstellt (möglicherweise abgesehen von einem gewissen Leckstrom). Abgesehen von NMOS-Transistoren, wie in 1 gezeigt, sind andere Arten von Feldeffekttransistoren wie etwa PMOS-Transistoren, BJTs (Bipolar Junction Transistors) oder IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) Beispiele für in Ausführungsformen verwendbare Schalter.
Der High-Side-Schalter 11 und der Low-Side-Schalter 12 sind in Reihe zwischen einen Knoten, an den im Betrieb eine Gleichstrom(DC)-Eingangsspannung Vin angelegt wird, und eine Referenzspannung, beispielsweise Masse, wie gezeigt, gekoppelt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Eingangsspannung Vin wie in herkömmlichen Sperrwandlern auf Basis einer AC-Eingangsspannung unter Verwendung eines Gleichrichters generiert werden. Dies ist lediglich ein Beispiel für zusätzliche, in Leistungswandlern wie etwa Spannungswandlern herkömmlich verwendete Merkmale, die auch in hierin erörterten Ausführungsformen umgesetzt werden können.
Die Steuerung 10 ist ausgebildet zum Steuern des High-Side-Schalters 11 und des Low-Side-Schalters 12 über Ausgangsanschlüsse HSGD und LSGD gemäß beliebigen, in Leistungswandlern wie etwa Spannungswandlern verwendete herkömmliche Techniken. Beispielsweise kann eine Ein-Zeit des High-Side-Schalters 11 oder des Low-Side-Schalters 12 je nach einer Ausgangsspannung Vout des Sperrwandlers von 1 auf Basis eines Ausgangsstroms oder auf Basis beliebiger anderer Rückkopplungsinformationen auf beliebige herkömmliche Weise modifiziert werden. Insbesondere können beim Steuern des High-Side-Schalters 11 und des Low-Side-Schalters 12 Techniken wie etwa Nullspannungsschalten (ZVS - Zero Volt Switching) eingesetzt werden.
Ein Knoten zwischen den Schaltern 11, 12 ist an ein erstes Ende einer Primärwicklung 13 eines Transformators 19 gekoppelt. Ein zweites Ende der Primärwicklung 13 ist über einen Kondensator 15 mit einer Kapazität Cr an Masse gekoppelt.
Der Transformator 19 umfasst weiterhin eine Sekundärwicklung 14. Punkte an der Primärwicklung 13 und der Sekundärwicklung 14 bezeichnen eine Wicklungsrichtung. Deshalb besitzen in der Ausführungsform von 1 die Primärwicklung 13 und die Sekundärwicklung 14 entgegengesetzte Wicklungsrichtungen. Ein erstes Ende der Sekundärwicklung 14 ist an einen ersten Ausgangsanschluss gekoppelt, um die Spannung Vout auszugeben. Ein zweites Ende der Sekundärwicklung 14 ist an einen zweiten Ausgangsanschluss (Masseausgangsanschluss) über eine Diode 16 gekoppelt. Weiterhin ist ein Ausgangskondensator 17 mit einer Kapazität Cout zwischen den ersten und zweiten Ausgangsanschluss gekoppelt, wie gezeigt, im Wesentlichen als ein Filter wirkend.
Eine Leckinduktanz des Transformators 19, insbesondere der Primärwicklung 13 und des Kondensators 15, bilden einen LC-Resonator, der das Verhalten des Sperrwandlers beeinflusst. Bei einigen Ausführungsformen kann ein zusätzlicher optionaler Induktor 18 als Teil des LC-Resonators vorgesehen sein. Dieser LC-Resonator wird auch als ein Resonanztank bezeichnet.
Die Kapazität Cr kann beispielsweise in der Größenordnung von Nanofarad (nF) oder über beispielsweise mindestens 1 nF oder mindestens 10 nF oder einigen 100 nF liegen, ist aber nicht darauf beschränkt. Außerdem kann die Kapazität Cr bei einigen Umsetzungen unter 1 mF liegen. Wenn der Wandler auf resonante Weise verwendet wird (unter Verwendung der unten unter Bezugnahme auf 3 erörterten Resonanzen), bestimmt die Kapazität Cr im Allgemeinen die Resonanzfrequenz fres gemäß fres = 1/(2·π·SQRT(L·Cr)), wobei SQRT die Quadratwurzelfunktion ist, L die Leckinduktivität des Transformators 19 ist (plus der Induktivität des Induktors 18, falls dieser optionale Induktor vorgesehen ist), so dass für eine vorbestimmte Resonanzfrequenz fres der Wert Cr entsprechend gewählt werden kann. Wenn der Wandler nicht auf resonante Weise verwendet wird, kann Cr auch größere Werte besitzen.
Wie oben beschrieben, entspricht der Sperrwandler von 1 einer herkömmlichen Sperrsteuerung, und Modifikationen und Variationen sind entsprechend Variationen und Modifikationen möglich, die für herkömmliche Sperrwandler bekannt sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sperrwandlern wird die Steuerung 10 in der Ausführungsform von 1 unter Verwendung einer Spannung am Kondensator 15 versorgt. Insbesondere ist ein Versorgungsspannungseingang Vcc der Steuerung 10 an einen Knoten zwischen dem Kondensator 15 und der Primärwicklung 13 gekoppelt, und ein Masseanschluss GND der Steuerung 10 ist an Masse gekoppelt. Da der Kondensator 15 auch an Masse gekoppelt ist, bedeutet dies, dass die Spannung zwischen den Anschlüssen Vcc und GND der Steuerung 10 einer Spannung Vcr am Kondensator 15 entspricht. Diese Spannung dient als eine Versorgungsspannung für die Steuerung 10, die eine oder mehrere Komponenten der Steuerung 10 mit Leistung versorgt. Die Versorgungsspannung, wie hierin verwendet, ist mit der üblichen Bedeutung des Wortes als eine Spannung zu verstehen, die eine elektrische Schaltung mit für den Betrieb notwendiger Leistung versorgt, und ist von einem Eingangssignal zu unterscheiden (das ebenfalls ein Spannungssignal sein kann), das Informationen trägt, die innerhalb der Steuerung 10 verarbeitet werden. Dies schließt nicht aus, dass die Versorgungsspannung zu der Steuerung 10 auch gewisse Informationen tragen kann, die verwendet werden, aber dies wäre eine Funktion zusätzlich zu der Funktion als Versorgungsspannung, die optional ist.
Durch Verwenden einer Spannung an dem Kondensator 15 als einer Versorgungsspannung ist beispielsweise keine Hilfswicklung erforderlich, um eine Versorgungsspannung zu generieren, und möglicherweise wird keine externe Versorgungsspannung benötigt. Bei anderen Ausführungsformen kann, wie später erörtert wird, eine Anzahl an Hilfswicklungen reduziert werden.
2 veranschaulicht ein Schemadiagramm einer Steuerung 20, das ein Beispiel für die Steuerung 10 von 1 ist, gemäß einer Ausführungsform. Die Steuerung 20 von 2 umfasst eine Steuerlogik 21. Die Steuerlogik 21 kann eine oder mehrere Logikschaltungen, eine oder mehrere applikationsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder Teile davon, feldprogrammierbare Gatearrays, einen oder mehrere Prozessoren und/oder andere Steuerschaltungen umfassen. Die Steuerlogik 21 in der Ausführungsform von 2 empfängt über einen Anschluss FB ein oder mehrere Rückkopplungssignale. Die Rückkopplungssignale können beispielsweise Signale sein, die eine Ausgangsspannung eines Sperrwandlers oder eine Ausgangslast des Sperrwandlers anzeigen. Beliebige Rückkopplungssignale, die auch in herkömmlichen Sperrwandlern verwendet werden, auf Basis derer der Sperrwandler gesteuert wird, können verwendet werden.
Als Reaktion auf die Rückkopplungssignale steuert die Steuerlogik 21 einen High-Side-Treiber 22 zum Ausgeben eines Steuersignals für einen High-Side-Schalter wie dem High-Side-Schalter 11 über den Ausgangsanschluss HSGD und einen Low-Side-Treiber 23 zum Ausgeben eines Steuersignals an einen Low-Side-Schalter wie den Low-Side-Schalter 12 von 1 über den Anschluss LSGD. Insbesondere werden für das Betreiben eines APWM-HB-Sperrwandlers der High-Side-Schalter und der Low-Side-Schalter auf abwechselnde Weise mit Totzeiten, wo beide Schalter ausgeschaltet sind, dazwischen ein- und ausgeschaltet.
In der Ausführungsform von 2 wird die Steuerlogik durch eine Versorgungsspannung von den Anschlüssen Vcc, GND versorgt. Im Fall der Ausführungsform von 1 ist der Anschluss Vcc an den Kondensator 15 gekoppelt, wie in 1 gezeigt, und der Anschluss GND ist an Masse gekoppelt. Auf diese Weise wird die Steuerlogik 21 mit Leistung zum Durchführen der Steuerung, kurz oben beschrieben, und Steuerung insbesondere des High-Side-Treibers 22 und des Low-Side-Treibers 23 versorgt. Bei anderen Ausführungsformen können der High-Side-Treiber 22 und/oder der Low-Side-Treiber 23 zusätzlich oder alternativ mit einer am Anschluss Vcc empfangenen Versorgungsspannung versorgt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der High-Side-Treiber 22 durch eine zusätzliche Schaltung wie etwa eine Bootstrap-Schaltung versorgt werden, um eine angemessene Spannung zu generieren. Bei noch anderen Ausführungsformen können weitere Versorgungsspannungsanschlüsse vorgesehen sein, um den High-Side-Treiber 22 und/oder den Low-Side-Treiber 23 zu versorgen. Dennoch wird in hierin beschriebenen Ausführungsformen mindestens ein Teil der Steuerung 20 durch eine Versorgungsspannung versorgt, die von einem Knoten abgeleitet ist, der an einen Kondensator eines LC-Resonators des Sperrwandlers gekoppelt ist, wie dem Kondensator 15 von 1.
Bevor weitere Ausführungsformen des Sperrwandlers unter Bezugnahme auf 5-9 beschrieben werden, wird ein beispielhafter Betrieb der Ausführungsform von 1 unter Bezugnahme auf 3 und 4 kurz beschrieben.
3 veranschaulicht verschiedene Ströme und Spannungen in einem beispielhaften Betrieb der Ausführungsform von 1. Eine Kurve 30 veranschaulicht ein beispielhaftes Schalten des High-Side-Schalters 11, und eine Kurve 31 veranschaulicht ein beispielhaftes Schalten des Low-Side-Schalters 12, wobei ein hoher Pegel der Kurven 30, 31 anzeigt, dass der jeweilige Schalter geschlossen ist, und ein niedriger Pegel anzeigt, dass der jeweilige Schalter offen ist. Wie zu sehen ist, werden der High-Side-Schalter 11 und der Low-Side-Schalter 12 periodisch auf abwechselnde Weise geöffnet und geschlossen. Eine Periodenlänge des Schalters ist in 3 mit T bezeichnet, und eine Ein-Zeit des High-Side-Schalters 11 ist mit Ths bezeichnet.
Eine Kurve 32 veranschaulicht einen Sekundärstrom Isec, der auf einer Sekundärseite von der Sekundärwicklung 14 zu dem die Spannung Vout ausgebenden Anschluss fließt, und eine Kurve 33 veranschaulicht einen Strom Ihb, der von dem Knoten zwischen dem High-Side-Schalter 11 und dem Low-Side-Schalter 12 zu dem ersten Ende der Primärwicklung 13 fließt. Eine Kurve 34 veranschaulicht einen Magnetisierungsstrom im Transformator 19, eine Kurve 35 veranschaulicht eine Spannung Vcr am Kondensator 15 (entsprechend der an die Steuerung 10 in 1 gelieferten Versorgungsspannung), und eine Kurve 36 veranschaulicht eine Spannung Vhb am oben erwähnten Knoten zwischen dem High-Side-Schalter 11 und dem Low-Side-Schalter 12. Einige der oben erwähnten Spannungen und Ströme sind auch in 1 bezeichnet.
Beim Betreiben des Sperrwandlers bei oder nahe einer Resonanzfrequenz des oben erwähnten LC-Resonators tritt eine Resonanz auf, die im Kasten 37 in 3 sichtbar ist, insbesondere in den Kurven 32 (Isec) und 33 (Ihb).
Bevor das Versorgen der Steuerung 10 mit der Spannung Vcr etwas ausführlicher erörtert wird, wird der Vollständigkeit halber der allgemeine Betrieb des Sperrwandlers von 1 erläutert.
In einer Betriebsphase I ist der High-Side-Schalter 11 eingeschaltet und der Low-Side-Schalter 12 ist ausgeschaltet. Deshalb wird die Eingangsspannung Vin an das erste Ende der Primärwicklung 13 des Transformators 19 und an den Kondensator 15 angelegt. Der Strom Ihb steigt, wie in Kurve 33 zu sehen ist, und der Kondensator 15 wird geladen, was zu einem steigenden Vcr während dieser Periode führt. Der Strom Isec während dieser Periode ist vernachlässigbar, da während dieser Phase die Diode 16 in Sperrrichtung vorgespannt ist.
In Betriebsphase II sind beide Schalter 11, 12 ausgeschaltet, auch als Totzeit bezeichnet. Die Induktanz des Transformators 19 erzwingt, dass der während der Betriebsphase I aufgebaute Strom weiter fließt, dass der Magnetisierungsstrom Im langsam abnimmt und der Strom Ihb zu Beginn von Phase II stärker abnimmt. Da beide Schalter 11, 12 ausgeschaltet sind, nimmt die Spannung Vhb ab (Laden/Entladen von parasitären Kapazitäten, auch als Ausgangskapazitäten bezeichnet, der Schalter 11, 12), bis die Spannung Vhb durch eine parasitäre Diode des Low-Side-Schalters 12 geklemmt wird.
In Betriebsphase III ist der High-Side-Schalter 11 ausgeschaltet, während der Low-Side-Schalter 12 eingeschaltet ist. Vcr nimmt weiter ab. Isec und Ihb zeigen eine durch die erwähnte Resonanz verursachte sinusförmige Gestalt. Insbesondere ist die Spannung in der Transformatorsekundärwicklung 14 im Vergleich zur Betriebsphase I invertiert, wodurch die Diode 16 in Durchlassrichtung vorgespannt wird. Der Sekundärstrom Isec beginnt zuzunehmen, und dieser Sekundärstrom wird zu der Primärseite reflektiert und zu dem Magnetisierungsstrom hinzugefügt.
Wie ersichtlich ist, wird, wenn der Low-Side-Schalter 12 einschaltet, ein sogenanntes Nullspannungsschalten erzielt, da die Spannung Vhb null beträgt, wenn der Low-Side-Schalter einschaltet.
In Betriebsphase IV sind beide Schalter 11, 12 ausgeschaltet, auch als Totzeit bezeichnet. Irgendwie ähnlich zu der Betriebsphase II erzwingt der im Transformator T1 aufgebaute Strom, dass Vhb zunimmt, bis eine Körperdiode des High-Side-Schalters die Spannung klemmt. Dies gestattet in Ausführungsformen ein Nullspannungsschalten des High-Side-Schalters 11, wenn wieder zu Betriebsphase I übergegangenen wird, wo der High-Side-Schalter 11 eingeschaltet wird.
Wie erwähnt, bezeichnet Kurve 35 die Spannung am Kondensator 15, die im Wesentlichen als Versorgungsspannung am Anschluss Vcc der Steuerung 10 verwendet wird. Wie ersichtlich ist, liegt, während diese Spannung variiert, in dem Beispiel von 3 die Spannung immer über etwa 45 V und unter etwa 65 V, so dass diese Spannung durch entsprechendes Auslegen von Schaltungen der Steuerung 10 als eine Versorgungsspannung verwendet werden kann.
In dieser Hinsicht sei angemerkt, dass die durchschnittliche Spannung Vcr von der Ausgangsspannung Vout abhängt gemäß $< Vcr> = N*Vout,$
wobei N das Transformatorwicklungsverhältnis Np/Ns des Transformators 19 ist, wobei Np die Anzahl von Wicklungen der Primärwicklung 13 ist und Ns die Anzahl von Wicklungen der Sekundärwicklung 14 ist und <Vcr> der durchschnittliche Wert der Spannung Vcr ist. Dies bedeutet, dass, wenn die Ausgangsspannung beispielsweise durch einen Rückkopplungsmechanismus wie in vielen herkömmlichen Sperrwandlern und wie bezüglich 1 und 2 kurz erwähnt konstant gehalten wird, der durchschnittliche Wert der Spannung Vcr ebenfalls konstant bleibt, was die Verwendbarkeit als Versorgungsspannung verbessert.
Zur weiteren Darstellung zeigt 4 Messergebnisse für eine tatsächliche Umsetzung des Wandlers von 1. In einem oberen Teil von 4 sind die Kurven 40-44 gezeigt, und in einem unteren Teil von 4 sind vergrößerte Versionen der Kurven 40-44 innerhalb eines Kastens 45 des oberen Teils gezeigt. Die Kurve 40 zeigt die Spannung Vcr an dem Kondensator 15, eine Kurve 43 zeigt einen Strom Icr, der den Kondensator 15 lädt/entlädt. Kurve 41 zeigt das Steuersignal für den Low-Side-Schalter 12 (Ausgang LSGD), und Kurve 44 veranschaulicht die Spannung Vhb. In dieser bestimmten Umsetzung besitzt die Spannung Vcr einen durchschnittlichen (mittleren) Wert von 15,7278 V mit vergleichsweise kleinen Schwankungen. Es sei angemerkt, dass der Wert von Vcr, wie oben erwähnt, sowohl von der Ausgangsspannung Vout, für die der Wandler ausgelegt ist, als auch von dem Wicklungsverhältnis N gemäß der obigen Gleichung abhängt, so dass verschiedene Spannungen wie zwischen 40 V und 70 V in 3 oder etwa 16 V in 4 auftreten können.
Unter Bezugnahme auf die 5-9 werden nun weitere Ausführungsformen beschrieben. Die Ausführungsformen von 5-9 sind Variationen der Ausführungsform von 1, und um Wiederholungen zu vermeiden, tragen entsprechende Elemente die gleichen Bezugszahlen und werden nicht wiederholt ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass dies nicht impliziert, dass die Elemente absolut identisch sein müssen. Beispielsweise kann, wie unten erläutert werden wird, der Kondensator 15 auf unterschiedliche Weisen mit der Primärwicklung 13 des Transformators 19 und mit Schaltern 11, 12 verbunden sein, da aber dieser Kondensator immer als der Kondensator für den LC-Resonator dient, trägt er immer die Bezugszahl 15. Solche Modifikationen jedoch werden zusammen mit allen anderen Hinzufügungen und Variationen im Vergleich zu der Ausführungsform von 1 unten ausführlich beschrieben.
In der Ausführungsform von 5 umfasst der Transformator 19 eine Hilfswicklung 50, die die gleiche Wicklungsorientierung wie die Sekundärwicklung 14 und eine andere Orientierung als die Primärwicklung 13 besitzt. Die Hilfswicklung 50 kann auch verwendet werden, um eine Versorgungsspannung für die Steuerung 10 zu generieren. Die Ausführungsform von 5 kann beispielsweise in Wandlern verwendet werden, wo verschiedene Ausgangsspannungen Vout durch den Spannungswandler generiert werden können. Wie oben erläutert, steht die Spannung am Kondensator 15 über das Wicklungsverhältnis des Transformators 19 in direkter Beziehung zu der Ausgangsspannung Vout. Zum Variieren von Ausgangsspannungen kann dies bedeuten, dass die Spannung am Kondensator 15 nicht für alle Ausgangsspannungen als eine Versorgungsspannung für die Steuerung 10 geeignet ist. Deshalb wird eine Spannung am Kondensator 15 an eine Versorgungswählerschaltung 52 geliefert, und zusätzlich wird eine Spannung an der Sekundärwicklung 50 über eine Diode 51 an die Versorgungswählerschaltung 52 geliefert. Die Versorgungswählerschaltung 52 ist im Wesentlichen ein Multiplexer und wählt entweder die Spannung am Kondensator 15 als Versorgungsspannung (sodass die Steuerung 10 durch die Spannung am Kondensator 15 versorgt wird, wie für die Ausführungsform von 1 erläutert) oder die Spannung von der Hilfswicklung 50 als an den Anschluss Vcc zu liefernde Versorgungsspannung. Beispielsweise kann für einen ersten Bereich von Ausgangsspannungen Vout die Spannung am Kondensator 15 gewählt werden, und für einen von dem ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich von Ausgangsspannungen Vout kann die Spannung an der Hilfswicklung 50 gewählt werden. Die Hilfswicklung 50 kann so bemessen sein (Anzahl von Wicklungen), so dass in beiden Fällen eine geeignete Versorgungsspannung an die Steuerung 10 geliefert wird. Bei einigen herkömmlichen Fällen sind möglicherweise zwei Hilfswicklungen in derartigen Fällen nötig, so dass bei einigen Ausführungsformen die notwendige Anzahl von Hilfswicklungen unter Verwendung einer Spannung am Kondensator 15 als wählbare Versorgungsspannung reduziert werden kann.
6 veranschaulicht eine Ausführungsform mit einem zusätzlichen stromerfassenden Shuntwiderstand 60 mit einem Widerstandswert Rs, der zwischen den Low-Side-Schalter 12 und Masse gekoppelt ist. Ein Knoten zwischen dem Shuntwiderstand 60 und dem Low-Side-Schalter 12 ist an einen stromerfassenden Anschluss Cs der Steuerung 10 gekoppelt. Eine Spannung am Anschluss Cs zeigt deshalb einen über den Low-Side-Schalter 12 fließenden Strom an. Dies kann beispielsweise als ein Rückkopplungssignal zum Steuern des Schaltens der Schalter 11, 12 oder auch für andere Zwecke wie etwa Überstromschutz verwendet werden. Ansonsten entspricht die Ausführungsform von 6 der Ausführungsform von 5. Es sei angemerkt, dass ein derartiger Shuntwiderstand auch in der Ausführungsform von 1 vorgesehen sein kann, die ein Beispiel zum Anwenden einer Variation für eine Ausführungsform (die Ausführungsform von 5) auch auf andere Ausführungsformen (die Ausführungsform von 1) ist, die wie anfänglich erwähnt, innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Anmeldung liegt.
Es sei angemerkt, dass der Shuntwiderstand 60 auch auf andere Weisen angeschlossen sein kann. Ein Beispiel ist in 7 gezeigt, wo der Shuntwiderstand 60 zwischen den Kondensator 15 und Masse gekoppelt ist. Ansonsten entspricht die Ausführungsform von 7 der Ausführungsform von 6.
In den Ausführungsformen von 1, 5, 6 und 7 sind die Primärwicklung 13 und der Kondensator 15 in Reihe zwischen einen Knoten zwischen den Schaltern 11, 12 und Masse gekoppelt. Bei anderen Ausführungsformen können die Primärwicklung 13 und der Kondensator 15 zwischen die Eingangsspannung Vin und den Knoten zwischen den High-Side-Schalter 11 und den Low-Side-Schalter 12 gekoppelt sein. Ein Beispiel für eine derartige Ausführungsform ist in 8 gezeigt.
Bei einer derartigen Ausbildung können die Rollen des High-Side-Schalters 11 und des Low-Side-Schalters 12 bezüglich des Betriebs des Wandlers vertauscht sein. Bei der Ausführungsform von 8 wird die Steuerung 10 wieder durch eine Spannung am Kondensator 15 versorgt. Ein erster Anschluss des Kondensators 15, der ebenfalls die Eingangsspannung Vin empfängt, ist an den Anschluss Vcc der Steuerung 10 gekoppelt, und ein zweiter Anschluss des Kondensators 15, der ebenfalls an die Primärwicklung 13 gekoppelt ist, ist an einen Anschluss IC GND der Steuerung 10 gekoppelt, der als interne Masse oder Referenzpotential für die Spannungsversorgung der Steuerung 10 dient. Diese Masse ist von der Masse der ganzen Schaltung verschieden (beispielsweise Masse, mit der der Low-Side-Schalter 12 verbunden ist, deshalb der Name IC GND).
Um eine Trennung zwischen dieser internen Masse der Steuerung 10 und der externen Masse bereitzustellen, sind Isolationsbarrieren 80 zwischen den Anschlüssen HSDG, LSGD und den Schaltern 11, 12 vorgesehen. Solche Isolationsbarrieren 80 können beispielsweise eine DC-Trennung unter Verwendung von Optokopplern oder Impulstransformatoren bereitstellen. Insbesondere ist, wie ersichtlich ist, auch die IC GND von Sourceanschlüssen der Schalter 11, 12 getrennt. Ein Grund dafür liegt darin, dass bei einigen Umsetzungen die Schalter 11, 12 eine Gate-Source-Spannung von 0 benötigen, um offen zu sein, und zwischen 5 V und 15 V um vollständig geschlossen zu sein, und um eine korrekte Schaltersteuerung sicherzustellen, sind Isolationsbarrieren 80 vorgesehen.
Es sei angemerkt, dass auch in der Ausführungsform von 8 eine Hilfswicklung wie etwa die Hilfswicklung 50 zusammen mit einem Versorgungswähler wie der Versorgungswählerschaltung 52 vorgesehen sein kann.
Bei den unter Bezugnahme auf 1 und 5-8 erörterten Ausführungsformen wird eine Versorgungsspannung am Anschluss Vcc der Steuerung 10 generiert, die, wie in 2 gezeigt, insbesondere zum Versorgen einer Steuerlogik der Steuerung 10 mit Leistung verwendet werden kann. Wie bereits bezüglich 2 erwähnt, kann bei anderen Ausführungsformen auch ein Treiber wie etwa der High-Side-Treiber 22 von 2 mit Leistung unter Verwendung einer Spannung am Kondensator 15 versorgt werden. Eine entsprechende Ausführungsform ist in 9 gezeigt.
Bei der Ausführungsform von 9 ist der Kondensator 15 zwischen den Knoten zwischen den Schaltern 11, 12 einerseits und der Primärwicklung 13 andererseits gekoppelt. Weiterhin ist der Knoten zwischen den Schaltern 11, 12 an einen Anschluss HSG GND der Steuerung 10 gekoppelt, und ein Knoten zwischen dem Kondensator 15 und der Primärwicklung 13 ist an einen Anschluss HSGD Vcc der Steuerung 10 gekoppelt. Eine Spannung zwischen dem Anschluss HSGD Vcc und dem Anschluss HSGD GND wird in der Steuerung 10 verwendet, um einen High-Side-Treiber, beispielsweise den High-Side-Treiber 22 von 2, zu versorgen. In einem derartigen Fall ist keine zusätzliche Schaltungsanordnung wie etwa eine Bootstrap-Schaltung nötig, um den High-Side-Treiber zu versorgen. Andere Komponenten der Steuerung 10, beispielsweise eine Steuerlogik, kann dann auf beliebige herkömmliche Weise versorgt werden oder eine Versorgungsspannung für solche Komponenten kann von der Spannung am Anschluss HSGD Vcc innerhalb der Steuerung 10 abgeleitet werden.
Wie aus der oben erwähnten Ausführungsform ersichtlich ist, existieren verschiedene Möglichkeiten zum Verwenden einer Spannung an einem Kondensator eines LC-Resonators, der an eine Primärwicklung eines Transformators eines Spannungswandlers gekoppelt ist, um eine Versorgungsspannung an eine Steuerung des Spannungswandlers zu liefern.
Es sei angemerkt, dass APWM-HB-Sperrwandler nur ein nicht beschränkendes Beispiel sind, das für Darstellungszwecke verwendet wird, und die hierin beschriebenen Techniken können allgemein auf Wandler angewendet werden, wo ein Kondensator an eine Primärwicklung eines Transformators eines Wandlers gekoppelt ist.
Einige Ausführungsformen werden durch die folgenden Beispiele definiert.
Beispiel 1. Ein Leistungswandler, umfassend:

mindestens einen primärseitigen Schalter (11, 12),
einen Transformator, wobei eine Primärwicklung (13) des Transformators (19) an den mindestens einen primärseitigen Schalter (11, 12) gekoppelt ist und wobei eine Sekundärwicklung (14) des Transformators (19) an einen Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist,
einen Kondensator (15), der an die Primärwicklung (13) gekoppelt ist, wobei ein LC-Resonator des Leistungswandlers den Kondensator (15) und eine Leckinduktivität des Transformators (19) enthält, und
eine Steuerung (10), die ausgebildet ist zum Steuern des Schaltens des mindestens einen primärseitigen Schalters (11, 12), wobei die Steuerung (10) einen
Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) enthält, der ausgebildet ist zum Empfangen einer Versorgungsspannung, die mindestens einen Teil der Steuerung (10) mit Leistung versorgt, wobei der Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) an den Kondensator (15) gekoppelt ist.

Beispiel 2. Der Leistungswandler von Beispiel 1, wobei der Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) der Steuerung (10) an einen ersten Anschluss des Kondensators (15) gekoppelt ist, wobei ein Referenzspannungsanschluss (GND) der Steuerung (10) an ein Referenzpotential gekoppelt ist, wobei ein zweiter Anschluss des Kondensators (15) an das Referenzpotential gekoppelt ist.
Beispiel 3. Der Leistungswandler von Beispiel 1, wobei ein erster Anschluss des Kondensators (15) an den Versorgungsspannungseingang gekoppelt ist und ein zweiter Anschluss des Kondensators (15) an einen Referenzspannungsanschluss (IC GND) der Steuerung (10) gekoppelt ist.
Beispiel 4. Der Leistungswandler von Beispiel 1, wobei der mindestens eine Schalter (11, 12) einen High-Side-Schalter (11), der zwischen einen Eingangsspannungs(Vin)-Knoten und einen Zwischenknoten gekoppelt ist, und einen Low-Side-Schalter (12), der zwischen den Knoten und ein Referenzpotential gekoppelt ist, umfasst,
wobei ein erstes Ende der Primärwicklung (13) an den Zwischenknoten gekoppelt ist.
Beispiel 5. Der Leistungswandler von Beispiel 4, wobei der Kondensator (15) zwischen das zweite Ende der Primärwicklung (13) und das Referenzpotential gekoppelt ist und wobei ein weiterer Knoten zwischen der Primärwicklung (13) und dem Kondensator (15) an den Versorgungsspannungseingang (Vcc) gekoppelt ist.
Beispiel 6. Der Leistungswandler von Beispiel 4 oder 5, weiterhin umfassend einen Shuntwiderstand (60), der zwischen den Low-Side-Schalter (12) und das Referenzpotential gekoppelt ist.
Beispiel 7. Der Leistungswandler von Beispiel 6, wobei der Kondensator (15) an einen Knoten zwischen dem Low-Side-Schalter (12) und dem Shuntwiderstand (60) gekoppelt ist.
Beispiel 8. Der Leistungswandler von Beispiel 4, wobei ein zweites Ende der Primärwicklung (13) an einen ersten Anschluss des Kondensators (15) gekoppelt ist, wobei ein zweiter Anschluss des Kondensators (15) an den Eingangsspannungs(Vin)-Knoten und den Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) gekoppelt ist, wobei das erste Ende des Kondensators (15) an einen Referenzspannungsanschluss (IC GND) der Steuerung (10) gekoppelt ist.
Beispiel 9. Der Leistungswandler von Beispiel 8, weiterhin umfassend eine Isolationsbarriere (80) zwischen der Steuerung und dem mindestens einen primärseitigen Schalter (11, 12).
Beispiel 10. Der Leistungswandler von Beispiel 4, wobei der Kondensator (15) zwischen den Zwischenknoten und das erste Ende der Primärwicklung (13) gekoppelt ist, wobei ein zweites Ende der Primärwicklung (13) an den Eingangsspannungs(Vin)-Knoten gekoppelt ist, wobei ein weiterer Knoten zwischen dem Kondensator (15) und der Primärwicklung (13) an den Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) gekoppelt ist, wobei der Knoten an einen Referenzspannungsanschluss (HSGD GND) der Steuerung (10) gekoppelt ist und wobei mindestens ein Teil der Steuerung (10) einen High-Side-Treiber (22) der Steuerung umfasst.
Beispiel 11. Der Leistungswandler von einem der Beispiele 4-10, wobei das Referenzpotential Masse ist.
Beispiel 12. Der Leistungswandler von einem der Beispiele 1-11, wobei der Transformator (19) zusätzlich eine Hilfswicklung (50) umfasst und wobei der Leistungswandler weiterhin eine Versorgungswählerschaltung (52) umfasst, die ausgebildet ist zum wahlweisen Koppeln des Kondensators (15) oder der Hilfswicklung (50) an den Versorgungsspannungsanschluss (Vcc).
Beispiel 13. Der Leistungswandler von Beispiel 12, wobei die Versorgungswählerschaltung (52) ausgebildet ist zum wahlweisen Koppeln des Kondensators (15) oder der Hilfswicklung (50) an den Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) auf Basis einer Ausgangsspannung (Vout) des Leistungswandlers.
Beispiel 14. Der Leistungswandler von einem der Beispiele 1-13, wobei der Leistungswandler ein Sperrwandler ist.
Obwohl hier spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, versteht der Durchschnittsfachmann, dass eine Vielzahl an alternativen und/oder äquivalenten Umsetzungen für gezeigte und beschriebene spezifische Ausführungsformen substituiert werden kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll alle Adaptationen oder Variationen der hierin erörterten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Deshalb soll die vorliegende Erfindung nur durch die Ansprüche und ihre Äquivalente begrenzt werden.

Claims

Leistungswandler, umfassend: mindestens einen primärseitigen Schalter (11, 12), einen Transformator, wobei eine Primärwicklung (13) des Transformators (19) an den mindestens einen primärseitigen Schalter (11, 12) gekoppelt ist und wobei eine Sekundärwicklung (14) des Transformators (19) an einen Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, einen Kondensator (15), der an die Primärwicklung (13) gekoppelt ist, wobei ein LC-Resonator des Leistungswandlers den Kondensator (15) und eine Leckinduktivität des Transformators (19) enthält, und eine Steuerung (10), die ausgebildet ist zum Steuern des Schaltens des mindestens einen primärseitigen Schalters (11, 12), wobei die Steuerung (10) einen Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) enthält, der ausgebildet ist zum Empfangen einer Versorgungsspannung, die mindestens einen Teil der Steuerung (10) mit Leistung versorgt, wobei der Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) an den Kondensator (15) gekoppelt ist.
Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei der Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) der Steuerung (10) an einen ersten Anschluss des Kondensators (15) gekoppelt ist, wobei ein Referenzspannungsanschluss (GND) der Steuerung (10) an ein Referenzpotential gekoppelt ist, wobei ein zweiter Anschluss des Kondensators (15) an das Referenzpotential gekoppelt ist.
Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei ein erster Anschluss des Kondensators (15) an den Versorgungsspannungseingang gekoppelt ist und ein zweiter Anschluss des Kondensators (15) an einen Referenzspannungsanschluss (IC GND) der Steuerung (10) gekoppelt ist.
Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Schalter (11, 12) einen High-Side-Schalter (11), der zwischen einen Eingangsspannungs(Vin)-Knoten und einen Zwischenknoten gekoppelt ist, und einen Low-Side-Schalter (12), der zwischen den Knoten und ein Referenzpotential gekoppelt ist, umfasst, wobei ein erstes Ende der Primärwicklung (13) an den Zwischenknoten gekoppelt ist.
Leistungswandler nach Anspruch 4, wobei der Kondensator (15) zwischen das zweite Ende der Primärwicklung (13) und das Referenzpotential gekoppelt ist und wobei ein weiterer Knoten zwischen der Primärwicklung (13) und dem Kondensator (15) an den Versorgungsspannungseingang (Vcc) gekoppelt ist.
Leistungswandler nach Anspruch 4 oder 5, weiterhin umfassend einen Shuntwiderstand (60), der zwischen den Low-Side-Schalter (12) und das Referenzpotential gekoppelt ist.
Leistungswandler nach Anspruch 6, wobei der Kondensator (15) an einen Knoten zwischen dem Low-Side-Schalter (12) und dem Shuntwiderstand (60) gekoppelt ist.
Leistungswandler nach Anspruch 4, wobei ein zweites Ende der Primärwicklung (13) an einen ersten Anschluss des Kondensators (15) gekoppelt ist, wobei ein zweiter Anschluss des Kondensators (15) an den Eingangsspannungs(Vin)-Knoten und den Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) gekoppelt ist, wobei das erste Ende des Kondensators (15) an einen Referenzspannungsanschluss (IC GND) der Steuerung (10) gekoppelt ist.
Leistungswandler nach Anspruch 8, weiterhin umfassend eine Isolationsbarriere (80) zwischen der Steuerung und dem mindestens einen primärseitigen Schalter (11, 12).
Leistungswandler nach Anspruch 4, wobei der Kondensator (15) zwischen den Zwischenknoten und das erste Ende der Primärwicklung (13) gekoppelt ist, wobei ein zweites Ende der Primärwicklung (13) an den Eingangsspannungs(Vin)-Knoten gekoppelt ist, wobei ein weiterer Knoten zwischen dem Kondensator (15) und der Primärwicklung (13) an den Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) gekoppelt ist, wobei der Knoten an einen Referenzspannungsanschluss (HSGD GND) der Steuerung (10) gekoppelt ist und wobei mindestens ein Teil der Steuerung (10) einen High-Side-Treiber (22) der Steuerung umfasst.
Leistungswandler nach einem der Ansprüche 4-10, wobei das Referenzpotential Masse ist.
Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1-11, wobei der Transformator (19) zusätzlich eine Hilfswicklung (50) umfasst und wobei der Leistungswandler weiterhin eine Versorgungswählerschaltung (52) umfasst, die ausgebildet ist zum wahlweisen Koppeln des Kondensators (15) oder der Hilfswicklung (50) an den Versorgungsspannungsanschluss (Vcc).
Leistungswandler nach Anspruch 12, wobei die Versorgungswählerschaltung (52) ausgebildet ist zum wahlweisen Koppeln des Kondensators (15) oder der Hilfswicklung (50) an den Versorgungsspannungsanschluss (Vcc) auf Basis einer Ausgangsspannung (Vout) des Leistungswandlers.
Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1-13, wobei der Leistungswandler ein Sperrwandler ist.