DE3685565T2 - In einer leistungsschaltversorgung benutzter durchflusswandler. - Google Patents

In einer leistungsschaltversorgung benutzter durchflusswandler.

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DE3685565T2 DE8686309632T DE3685565T DE3685565T2 DE 3685565 T2 DE3685565 T2 DE 3685565T2 DE 8686309632 T DE8686309632 T DE 8686309632T DE 3685565 T DE3685565 T DE 3685565T DE 3685565 T2 DE3685565 T2 DE 3685565T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Durchflußwandler für Schaltnetzteile.
  • Der Durchflußwandler ist grundsätzlich ein Spannungsregler mit einer Transformatortrennung zwischen dem Leistungsschalter und der Ausgangsfilterspule. Ist der Leistungsschalter leitend, dann fließt ein Strom durch einen Leistungstransformator, eine Gleichrichterdiode und durch die Ausgangsfilterspule in die Last. Solange der Leistungsschalter nicht leitet, ist die Gleichrichterdiode in Sperrichtung vorgespannt; dennoch fließt ein Laststrom aufgrund einer in der Filterspule gespeicherten Energie durch eine Rückflußdiode. Da der Strom nur in einer Richtung fließt, baut sich ein magnetischer Fluß in der Primärwicklung auch nur in einer Richtung auf; deshalb muß der Kern zurückgestellt (entmagnetisiert) werden, indem der magnetische Fluß nach jedem Zyklus in den Anfangszustand zurückkehren kann.
  • Herkömmliche Methoden zum Entmagnetisieren des Transformatorkerns stellen einen Entladeweg für den Entmagnetisierungsstrom bereit, wenn der Leistungsschalter nicht-leitend ist. Ein bekanntes Ausführungsbeispiel verwendet eine Entmagnetisierungswicklung, die eng mit der Primärwicklung gekoppelt ist, um den Entmagnetisierungsstrom zurück zur Spannungsquelle zu leiten. Andere verwandte Techniken verwenden eine verlustbehaftete Klemmung, die die im Transformatorkern gespeicherte Energie in jedem Zyklus aufbraucht und einen sehr hohen mittleren Leistungspegel verarbeiten muß. All diese Techniken erfordern entweder eine präzise Transformstorwicklung oder reduzieren merklich den Gesamtwirkungsgrad des Wandlers. Weitere Einzelheiten über diese bekannten Methoden finden sich in " A Design For Optimizing the Power Device Utilization In Feed-Forward Converters " von S. Hayes in Proceedings of Power Con 8,1981, Seiten F-3;1-10.
  • Eine neuere Technik über das Rückstellen des Transformators eines Durchflußwandlers ist in der US-PS 4441146 offenbart. Diese Druckschrift beschreibt eine Rückstellschaltung, in der ein Kondensator und ein Hilfstransistorschalter in Reihe geschaltet sind. Die Reihenschaltung ist dann parallel mit der Sekundärwicklung des Leistungstransformators verbunden. Eine Regelschaltung betreibt den Hilfsschalter in einer inversen, synchronen Beziehung mit dem Leistungstransistorschalter, so daß der eine leitend ist während der andere nicht-leitend ist. Der Kondensator ist so bemessen, daß seine Spannung während der Rückstellperiode im wesentlichen konstant ist. Während der Rückstellung des Kerns, wenn also der Hilfstransistorschalter leitend ist, werden die Magnetisierungsströme anfänglich zum Laden des Kondensators benutzt. Anschließend entlädt sich der Kondensator in die Transformatorwicklung, um den Transformator für den nächsten Zyklus rückzustellen.
  • Allen oben genannten Anordnungen ist der gleiche Nachteil gemeinsam, daß sie mehrere Komponenten einschließlich einer Rückstellschaltung benötigen, was aber einem einfachen Schaltungsaufbau zuwiderläuft.
  • Die JP-A-5-641-769 offenbart einen Durchflußwandler, in dem ein Resonanz-Stromweg für das Rückstellen des Transformators über einen Kondensator führt, der parallel zu der Gleichrichterdiode der Ausgangsschaltung geschaltet ist. Der Kondensator ist in Resonanz mit der magnetischen Induktivität des Transformators, so daß das Ausschalten des Leistungsschalter einen Resonanzstrom erzeugt, der den Transformator rückstellt.
  • Erfindungsgemäß wird ein Durchflußwandler geschaffen, wie er sich aus Anspruch 1 ergibt.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Durchflußwandler dargestellt, der zusätzlich zur Wandlerschaltung nur einen Resonanz-Kondensator benötigt und den Transformatorkern periodisch rückstellt, um eine Sättigung zu vermeiden sowie die magnetische Energie zur Energiequelle zurück zu führen. Der Transformator wird rückgestellt und die Energie zur Energiequelle mittels einer Resonanz-Kommutierung des magnetisierenden Stroms zwischen der magnetischen Induktivität und dem Resonanz-Kondensator zurückgegeben. Ein Resonanzstromweg wird während eines nicht leitenden Intervalls eines Leistungstransistorschalters durch den Resonanz-Kondensator, der parallel zur Ausgangs- Gleichrichterdiode mit der Sekundärwicklung des Transformators verbunden ist, und einer Rückflußdiode geschlossen, um eine Übertragung der magnetischen Energie des Transformators zur Eingangs-Energiequelle zu ermöglichen. Die vom Kern über den Kondensator zur Eingangs-Energiequelle übertragene magnetische Energie weist einen resonanten,quasisinusförmigen Kurvenverlauf auf und benutzt die Resonanzeigenschaften des Netzwerkes, um den Rückfluß in die Eingangs-Spannungsquelle zu ermöglichen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig.1 eine schematische Darstellung eines Durchflußwandlers nach der Erfindung,
  • Fig.2 Strom - und Spannungsverläufe zum besseren Verständnis der Wandlerfunktion nach Fig.1, und
  • Fig.3 einen schematischen Strompfad zum besseren Verständnis der Wandlerfunktion nach Fig.1.
  • In Fig.1 ist eine Gleichspannung an die Eingangsanschlüsse 101 und 102 angeschlossen, die periodisch durch den Leistungstransistorschalter 105 mit der Primärwicklung 109 des Leistungstransformators 110 verbunden wird. Die periodische Leitfähigkeit des Leistungtransistorschalters 105 wird durch eine Pulsdauermodulations-Steuerung 140 erreicht, die das Tastverhältnis des Leistungsschalters 105 steuert, um eine geregelte Ausgangsspannung über den Ausgangsanschlüssen 121 und 122 und über der damit verbundenden Last 125 aufrecht zu erhalten. Die Pulsdauermodulations-Steuerung 140 wird in Abhängigkeit von einem durch einen Fehlerverstärker 130 erzeugtes Fehlersignal tätig. Der Verstärker 130 vergleicht die Ausgangsspannung mit einer Referenzspannung, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das über eine Trennungsschaltung 135, die eine optische oder magnetische Trennung sein kann, an die Pulsdauermodulations-Steuerung 140 angelegt wird.
  • Der Ausgang der Sekundärwicklung 111 ist über eine Gleichrichterdiode 114 und eine Filterspule 117 mit den Ausgangsanschlüssen 121 und 122 verbunden.Die entsprechende Wicklungsorientierung der Sekundärwicklung 111 bezüglich der Primärwicklung 109 und die Polung der Gleichrichterdiode 114 ist so gewählt, daß ein Ausgangsstrom durch eine in Durchlaßrichtung vorgespannte Gleichrichterdiode 114 während der leitenden Intervalle des Leistungstransistorschalters 105 fließt. Eine Rücklaufdiode 115 ist so verbunden, daß sie einen Stromkreis für den Strom in der Spule 117 während der nicht leitenden Intervalle des Leistungstransistorschalters 105 bereitstellt. Der Kondensator 119 ist in dem Ausgangsschaltkreis enthalten, um die Ausgangsspannung zu filtern und zu stabilisieren. Ein Resonanz-Kondensator 113 ist parallel zur Gleichrichterdiode 114 geschaltet, um ein Rückstellen des Trasnformaterkerns, wie oben bereits beschrieben, zu erleichtern.
  • Das Rückstellen des Transformatorkerns 110 wird während jedes Betriebszyklus durch eine nicht dissipative Rückgewinnung der in der magnetischen Spule des Transformators 110 gespeicherten Energie erreicht; zudem wird ein hoher Wirkungsgrad der Wandlerschaltung durch das Rückleiten der Energie zur Eingangsspannungsquelle aufrechterhalten. Der Mechanismus der Energierückgewinnung beruht auf der Resonanzaktivität zwischen der magnetisierenden Induktivität des Transformators 110 und dem parallel zur Gleichrichterdiode 114 angeschlossenen Kondensator 113.
  • Wie oben bereits angedeutet, wird die Primärwicklung 109 des Transformators 110 aufgrund der unipolaren Natur der speisenden Spannungsimpulse nur in einer Richtung gespeist und ohne Vorkehrungen, den Kern in jedem Arbeitszyklus zurückzustellen, würde sich die Flußerzeugung aufgrund des magnetisierenden Stroms solange in einer Richtung aufbauen, bis der Kern in die Sättigung gefahren ist.
  • Ein Resonanzs-Stromkreis wird bereitgestellt, so daß ein durch den magnetisierenden Strom hervorgerufener Resonanzstrom periodisch erzeugt wird, um den Kern rückzustellen.
  • Die durch diesen Strom erzeugte Energie wird zur Eingangsspannungsquelle zurückgeleitet während der Leistungstransistor mit vernachlässigbarem Energieverbrauch leitet. Dieses Rückstellen des Transformatorkerns sorgt dafür, daß der Fluß in jedem Arbeitszyklus in beide Richtungen stattfindet.
  • Die Erfindung soll zum leichteren Verständnis jetzt anhand der Schaltungsfunktion des Wandlers nach Fig.1 unter Bezugnahme auf die Kurvenformen nach Fig.2 beschrieben werden. Die Ampliduden der dargestellten Kurvenform unterstellen ein Übersetzungsverhältnis von 1 zwischen der Primärwicklung und Sekundärwicklung des Transformators 110. Dieses Verhältnis wurde nur beispielhaft ausgewählt und ist nicht darauf beschränkt. Der durch den Leistungstransistor 105 geleitete periodische Strom, eingespeist in die Primärwicklung 109, ist in Fig.2, Teil A durch die Stromimpulskurvenformen 201 gezeigt. Diese Kurvenformen haben einen trapezartigen Verlauf mit einer ansteigenden Rampe in Folge der Aufladung der Ausgangsfilterspule 117 und der magnetisierenden Induktivität, die aufgeladen wird. Die flache Rampe 202 ( gestrichelte Linie ) ist abhängig von der Aufladung der Filterspule 117, wohingegen die steilere Rampe 203 ( durchgezogene Linie ) die Rampe 202 und eine magnetisierende Stromkomponente enthält. Die durchgezogene Linie 205 stellt den Ausgangsgleichstrompegel des Wandlers dar, der den Mittelwert der Stromimpulse darstellt. Die den Mittelwert bildende Funktion übernehmen die Spule 117 und der Kondensator 119.
  • Der zur Beschreibung des Rückstellens des Kerns dienende Arbeitszyklus beginnt bei der Zeit t&sub1;, der mit der hinteren Kante des ersten der zwei trapezförmigen Stromimpulse zusammenfällt. Zu diesem Zeitpunkt t&sub1; ist der Strom durch den Leistungstransitor 105 auf den Wert 0 gesunken. Die Spannung, die nach dem Zeitpunkt t&sub1; über der Sekundärwicklung 111 erscheint, ist in Fig.2,Teil B anhand der negativen, quasi sinusförmigen Kurvenform 302 des Spannungsverlaufs 301 gezeigt. Der Spannungsverlauf 301 weist einen konstanten Wert 303 auf, der mit dem Eingangsspannungspegel während des leitenden Intervalls des Leistungstransistorschalters 105 vor dem Zeitpunkt t&sub1; übereinstimmt. Er nimmt während des nachfolgenden nicht leitenden Intervalls des Leistungstransistorschalters 105 eine negative, sinusförmige Kurvenform 302 in dem Zeitintervall t&sub1; bis t&sub3; an.
  • Während des leitenden Intervalls des Leistungstransistorschalters 105 fließt ein Strom durch die Gleichrichterdiode 114. Seine Kurvenform, wie in Fig.2, Teil D durch die Kurvenform 501 gezeigt, ist trapezförmig und hat eine mit der Flanke 202 nach Fig.2 identische Rampe 503. Der Unterschied in der Steilheit der Rampen 503 und 303 liegt in dem magnetisierenden Stromanteil der Rampe 203. Dieser gleichgerichtete Strom sinkt zum Zeitpunkt t&sub1; sofort auf 0, wenn der Leistungstransistorschalter 105 nicht leitend wird. In diesem Moment, zur Zeit t&sub1;, beginnt ein Strom durch die Rücklaufdiode 115 zu fließen, um einen kontinuierlichen Strom in der Filterspule 117 aufrechtzuerhalten. Der Spulenstrom ist durch die Kurvenform 701 in Fig.1, Teil F und der Rücklaufdiodenstrom durch die Kurvenform 601 in Fig.2, Teil E gezeigt. Zum Zeitpunkt t&sub1; ist die Spannung am Knoten 116, wie in der Schaltung nach Fig.1 gezeigt, gerade um eine Diodenspannung unter Massepotential gefallen; deshalb kann der Knoten 116 als negative Spannungsquelle betrachtet werden, deren Wert näherungsweise dem Spannungsabfall einer Diodenspannung entspricht. Der aktive Signalweg des Wandlers zum Zeitpunkt t&sub1; ist schematisch in Fig.3 dargestellt, wobei die Diode 115 durch eine Batterie 915 symbolisch erstzt worden ist, die den Knoten 116 in Fig.3 bezüglich Masse auf ein negatives Potential legt. Zu diesem Zeitpunkt zirkuliert der magnetisierende Strom, der zuvor in der Hauptschaltung floß, s.Fig.1, nunmehr durch die Sekundärwicklung 111, die Rücklaufdiode (symbolisch durch die Batterie 915 gezeigt) und den Kondensator 113, da die Gleichrichterdiode 114 rückläufig vorgespannt ist, s. Fig.3. Der Stromkreis für diesen magnetisierenden Strom wird in der Zeit t&sub1; bis t&sub3; von einem LC-Resonanzschwingkreis gebildet, wobei L oder Lm die magnetisierende Induktivität des Transformators und C die Kapazität des Kondensators 113 ist, der parallel zur Gleichrichterdiode geschaltet ist. Der magnetisierende Strom im ist definiert durch:
  • im = Im cos (ωoT)
  • wobei Im der Spitzenwert des magnetisierenden Stroms bei t&sub1; ist und
  • ωo
  • definiert ist durch:
  • Die Spannung Vc an dem Resonanzkondensator 113 ist :
  • Vc = Vm sin ωo t
  • wobei Vm gegeben ist durch:
  • Zum Zeitpunkt t&sub1; ist die magnetische Energie Em in dem Kern des Transformators 110 gespeichert und definiert durch:
  • Em = Im² Lm/2
  • Bis zum Zeitpunkt t&sub2; ist diese Energie in elektrische Energie umgewandelt worden, die dann im Kondensator mit der Kapazität C gespeichert ist.Sie ist gegeben durch:
  • Ec = V²m C/2
  • Der in der schematischen Symbolschaltung nach Fig.3 durch den Kondensator 113 fließende magnetisierende Strom ist durch die Kurvenform 401 in Fig.2,Teil C gezeigt und fließt, wie dargestellt, anfänglich in eine Richtung mit der Amplitude Im zum Zeitpunkt t&sub1;. Zum Zeitpunkt t&sub2; sinkt er auf 0 ab und fließt zum Zeitpunkt t&sub3; mit der Amplitude Im in entgegengesetzter Richtung.
  • Die Spannung an der Sekundärwicklung nähert sich einem negativen Halbzyklus einer Sinuswelle, die ihren negativen Spitzenwert zum Zeitpunkt t&sub2; erreicht und zu den Zeitpunkten t&sub1; und t&sub3; 0 wird.
  • Nach der Zeit t&sub3; wird die Gleichrichterdiode 114 in Durchlaufrichtung vorgespannt und der magnetisierende Strom fließt nun in entgegengesetzter Richtung zu dem in Fig.3 gezeigten Pfeil in einem Stromkreis, der durch die Gleichrichterdiode 114 und die durch das Batteriesymbol 915 gezeigte Rückflußdiode 115 festgelegt und durch den Stromverlauf 502, gezeigt in Fig.3,Teil D, dargestellt ist. Dieser Strom setzt sich als konstante Amplitudenkurvenform 502 fort, bis der Leistungstransistorschalter 105 zum Zeitpunkt t&sub4; wieder leitend vorgespannt ist. Während der Zeit von t&sub3; bis t&sub4; fällt in dem Stromkreis nur eine Spannung an der Gleichrichterdiode 114 ab; deshalb wird die von dem magnetisierenden Strom herrührende Energie gespeichert, ohne daß eine Spannung an der Sekundärwicklung 111 abfällt. Der Strom in der Rückflußdiode 115 ist während dieses Zeitintervalls gleich dem Spulenstrom IL vermindert um den Betrag des magnetisierenden Stroms Im, wie durch die Kurvenform 601 in Fig.2,Teil E gezeigt wird.
  • Zum Zeitpunkt t&sub4; wird der Leistungstransistorschalter 105 wieder in den leitenden Zustand vorgespannt und der Rückflußstrom durch die Rückflußdiode 115 sinkt zu diesem Zeitpunkt auf 0, wie dies durch die Kurvenform 601 in Fig.2,Teil E gezeigt ist. Die an der Sekundärwicklung erscheinende Spannung bleibt bis zur Zeit t&sub6; konstant, wie dies durch die Kurvenform 301 in Fig.2, Teil B gezeigt ist.
  • Der magnetisierende Gesamtstrom, dargestellt durch verschiedene, segmentierte Komponentenwerte in Fig.2,Teile C,D und E, ist in Fig.2,Teil G als zusammengesetzter Summenstrom durch die Kurvenform 801 dargestellt. Allerdings fließt dieser zusammengesetzte magnetisierende Strom während seiner Zyklen durch verschiedene Stromwege, wie dies bereits oben diskutiert und durch die verschiedenen Kurvenformen in Fig.2 gezeigt worden ist. Zum Zeitpunkt t&sub1; hat der magnetisierende Strom einen maximalen Wert und fließt in die gleiche Richtung wie der Laststrom, wie durch die Kurvenformen 701 und 801 in Fig.2, Teile F und G gezeigt ist. Der magnetisierende Strom sinkt auf null, ändert zum Zeitpunkt t&sub2; seine Richtung und erreicht bei t&sub3; einen konstanten Wert, den er bis zum Zeitpunkt t&sub4; aufrechterhält. Bis zum Zeitpunkt t&sub5; sinkt der magnetisierende Strom auf null ab, wechselt wieder seine Richtung und erreicht bis zum Zeitpunkt t&sub6; ein Maximum, das mit dem zuvor zum Zeitpunkt t&sub1; erreichten Maximium übereinstimmt. Der negative, in dem Zeitintervall zwischen t&sub2; und t&sub5; fließende magnetisierende Strom reduziert den Wert des geschalteten Stroms, der, wie in Fig.2,Teil A gezeigt, durch den Schalter fließt, worin die gestrichelte Linie 202 den Strom durch die Spule 117 darstellt. Der aktuelle Schaltstrom ist vom Beginn bis zur Mitte des Impulses um den Betrag von -Im kleiner. Das Absinken des Schaltstroms um den Betrag des magnetisierenden Stroms auf den Kurvenformpegel 203 geschieht in Folge der Übertragung der magnetischen Energie zurück in die Eingangsquelle; bis zum Zeitpunkt t&sub5; wurde der Transformatorkern dann vollständig rückgestellt.
  • Der Rückstellprozess wird, wie oben bereits beschrieben, dadurch bewirkt,daß der magnetisierende Strom während des Zeitintervalls t&sub1; bis t&sub2; als gespeicherte Ladung in den Kondensator 113 übertragen wird. Diese Übertragung wird im nachfolgenden Zeitintervall t&sub2; bis t&sub3; zurückgeführt, indem die im Kondensator 113 gespeicherte elektrische Energie in magnetische Energie in dem Transformatorkern 110 zurückgewandelt wird. Dieses Verfahren wird angezeigt durch die Richtungsumkehr der Kurvenform 401 des magnetisierenden Stroms, s.Fig.2,Teil C. Diese Energie ist in dem Transformatorkern 110 nicht dissipativ gespeichert und verbleibt dort für das Zeitintervall von t&sub2; bis t&sub4;. Diese Energie wird zur Eingangsquelle während des Zeitintervalls von t&sub4; bis t&sub5; zurückgeführt, wie dies durch den Stromverlauf 801 in Fig.2,Teil G gezeigt ist.
  • Eine praktische Ausführung der Anordnung verlangt, daß die Spannung über dem Leistungstransistorschalter 105 unter einem bestimmten Schwellenwert Vsw gehalten wird, der einen sicheren Spitzenspannungsbereich darstellt, und daß die Dauer des Zeitintervalls t&sub1; bis t&sub3; kleiner oder gleich der erlaubten kleinsten Ausschaltzeit des Leistungstransistorschalters 105 ist, wenn der magnetisierende Resonanzstrom erzeugt wird.
  • Diese Bedingungen können durch folgende Relationen ausgedrückt werden:
  • Ein + Vcmax ≥ Vsw
  • Vcmax ≥ Vsw - Ein
  • wobei Vcmax die maximale Spannung über der Resonanzkapazität C ist.
  • Die im Kondensator 113 gespeicherte Energie ist im wesentlichen gleich der im Transformatorkern 110 gespeicherten und läßt sich bestimmen durch:
  • wobei Im gegeben ist durch:
  • Im = Ein Ton/ 2 Lm
  • Wobei Ein * Ton das konstante Spannungs-Zeitprodukt des Pulsdauermodulierenden Wandlers ist und T&sub0; die Dauer des leitenden Zustandes des Transistors 105 ist und ferner gilt:
  • Ton * Ein = V&sub0; n/fc
  • Dieses Volt-Sekunde-Produkt ist während eines stabilen Betriebszustandes konsatant.
  • Das Erfordernis, die Schaltspannung am Leistungstransistorschalter 105 zu begrenzen, kann durch folgenden Ausdruck angegeben werden:
  • wobei gilt:
  • fc ist die Betriebsfrequenz des Wandlers,
  • n ist das Rückstellverhältnis des Transformators,
  • Ton ist die leitende Dauer des Leistungstransistorschalters 105
  • Ein ist die Eingangsspannung, und
  • V&sub0; ist die Ausgangsspannung des Wandlers.
  • Die Begrenzungen des Zeitintervalls für die Rückübertragung der Energie können wie folgt ausgedrückt werden:
  • (t&sub3; -t&sub1;) ≤ 1/fc (1-Dmax)
  • wobei Dmax die maximale Tastfreguenz ist und lautet:
  • Dmax = V&sub0; n/Einmin
  • Da die intervallzeit t&sub1; bis t&sub3; eine halbe Schwingungsperiode zwischen Lm und C gegeben ist durch
  • (t&sub3; -t&sub1;) = π [Lm C]
  • kann die zweite Forderung, das Zeitintervall der Rückübertragung der Energie zu begrenzen, wie folgt ausgedrückt werden:
  • (Emin - V&sub0; n)\fc Einmin - π [Lm C > 0]
  • Ein Wandler muß Parameterwerte in Übereinstimmung mit den oben angegebenen und geforderten Gleichungen annehmen, um wirksam die Resonanztechnik des Rückstellens des Transformatorkerns benützen zu können. Praktisch bedeutet das, das die Spannung an der Primärwicklung während der nichtleitenden Zeit des Leistungstransistorschalters begrenzt sein muß und die Ausschaltzeit muß gleich oder größer sein als die Resonanzstromdauer des magnetisierenden Stroms
  • Das Volt-Sekunde-Produkt der Transformatorwicklungen ist während eines stabilen Betriebszustandes konstant. Der Produktwert ändert sich während den Übergangsphasen des Wandlers so, daß Lastschwankungen und ein neuer stabiler Zustandswert erreicht werden. Deshalb ist ein Übergangsklemmelement 107 vorgesehen, die den Leistungstransistorschalter 105 vor Überspannungen während dieser Übergänge schützt. Da diese Übergänge nur von kurzer Dauer sind,benötigt die Übergangsklemmelement nur eine sehr kleine Leistungskapazität; denn die mittlere Leistung, der sie ausgesetzt ist, ist extrem gering.

Claims (2)

1. Durchflußwandler mit einer Eingangseinrichtung (101, 102) zum Anschluß einer Energiequelle, einem Transformator (110) mit einer Primärwicklung (109) und einer Sekundärwicklung (110), einem periodisch betätigtem Schalter (105) zur Verbindung der Eingangseinrichtung mit der Primärwicklung, einer mit der Sekundärwicklung verbundenen Gleichrichterdiode (114) und einer Einrichtung zur periodischen Rückstellung eines Magnetkerns des Transformators, die eine Einrichtung zur Resonanzumwandlung magnetischer Energie umfaßt und einen Kondensator (113) enthält, der parallel zur Gleichrichterdiode liegt und einen Kapazitätswert besitzt, derart, daß der Kondensator in Resonanz mit einer magnetisierenden Induktivität des Transformatorkerns bei einer Betriebsfrequenz des Wandlers ist, und eine Einrichtung zur Rücklieferung der elektrischen Energie an die Energiequelle enthält, wobei die Einrichtung eine Filterespule (117) aufweist, die so geschaltet ist, daß sie Strom von der Gleichrichterdiode ableitet, sowie eine Rückschlagdiode (115) zur Durchschaltung eines Stromweges zusammen mit der Filterspule, wenn die Gleichrichterdiode nicht leitend ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanz- Zeitkonstante des Kondensators und der magnetisierenden Induktivität kürzer ist als die minimale Ausschaltdauer des periodisch betätigten Schalters.
2. Wandler nach Anspruch 1, bei dem die Resonanz- Umwandlungseinrichtung einen geschlossenen Stromweg umfaßt, der die Sekundärwicklung (111), die Rückschlagdiode (115) und den Kondensator (113 ) enthält und die Spannungskurvenform über der Sekundärwicklung so begrenzt , daß sie eine Halbwellen-Sinusform während wenigstens eines Teils der minimalen Ausschaltdauer besitzt.
DE8686309632T 1985-12-19 1986-12-10 In einer leistungsschaltversorgung benutzter durchflusswandler. Expired - Lifetime DE3685565T2 (de)

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JP (1) JPS62166772A (de)
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