[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

PL217306B1 - Synchronous LLC rectifier and the ATX standard computer power supply unit - Google Patents

Synchronous LLC rectifier and the ATX standard computer power supply unit

Info

Publication number
PL217306B1
PL217306B1 PL387605A PL38760509A PL217306B1 PL 217306 B1 PL217306 B1 PL 217306B1 PL 387605 A PL387605 A PL 387605A PL 38760509 A PL38760509 A PL 38760509A PL 217306 B1 PL217306 B1 PL 217306B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
transformer
capacitor
resistors
transistor
power supply
Prior art date
Application number
PL387605A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL387605A1 (en
Inventor
Piotr Adamowicz
Original Assignee
Azo Digital Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azo Digital Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością filed Critical Azo Digital Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority to PL387605A priority Critical patent/PL217306B1/en
Priority to PCT/PL2010/000023 priority patent/WO2010110688A2/en
Publication of PL387605A1 publication Critical patent/PL387605A1/en
Publication of PL217306B1 publication Critical patent/PL217306B1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

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

Abstract

The rectifier includes the transformer (TRl) and two semiconductor diodes (Dl, DIl), the first and the second pair of resistors (Rl, RlI), (R2, R12), capacitors (Cl, CIl), the output capacitor (C3), and two transistors (T3,T13), type N- MOSFET. The transformer (TRl) includes on the secondary side the first and the second secondary winding (I, II). The transformer (TRl) includes on the secondary side the additional first and second control windings (III, IV), which are combined with one another and with the pairs of resistors (Rl, RIl) (R2,R12) and the sources of transistors (T3,T13). The pairs of secondary windings (I, II) and control windings (III, IV) are combined with a capacitor (C3), from which voltage is supplied to the output load Ro. The transistors (T3,T13) on the secondary side of the transformer (TRl) are the voltage-controlled transistors of type N-MOSFET. The computer feeder includes on the input an input system (1) combined through the LLC resonant converter (2) and the system of self-control synchronous rectifier (3) with the direct current converter of the receiver.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest samosterujący się prostownik synchroniczny przeznaczony do przetwornicy LLC, stanowiący urządzenie do przekształcania energii wejściowej prądu przemiennego na energię wyjściową prądu stałego oraz zasilacz komputerowy standardu ATX zawierający wymieniony prostownik.The present invention relates to a self-steering synchronous rectifier for an LLC, constituting a device for converting AC input energy into DC output energy, and an ATX standard computer power supply containing said rectifier.

W skład znanych układów przetwornicy rezonansowej LLC wchodzą zwykłe dwa tranzystory unipolarne z izolowaną bramką i kanałem typu N MOSFET oraz zintegrowany transformator rezonansowy w skład, którego wchodzi uzwojenie pierwotne o indukcyjnościach Lm i Lr oraz uzwojenia wtórne I, II oraz kondensator rezonansowy. Po stronie uzwojeń wtórnych transformatora rezonansowego, w skład prostownika diodowego wchodzą w znanych rozwiązaniach wchodzą zwykłe dwie diody prostownicze.The known LLC resonant converter systems consist of the usual two unipolar transistors with an insulated gate and N-channel MOSFET and an integrated resonant transformer consisting of a primary winding with inductances Lm and Lr, secondary windings I, II and a resonant capacitor. On the side of the secondary windings of the resonant transformer, the diode rectifier comprises, in the known solutions, the usual two rectifier diodes.

W opisanym znanym rozwiązaniu dwa uzwojenia wtórne transformatora rezonansowego TR1 połączone ze sobą oraz kondensatorem i obciążeniem wyjściowym. Pierwsze uzwojenie wtórne transformatora Tr1 połączone jest z katodą pierwszej diody prostowniczej, zaś drugie uzwojenie wtórne transformatora Tr1 połączone jest z katodą drugiej diody prostowniczej. Anody pierwszej i drugiej diody prostowniczej połączone są ze sobą oraz kondensatorem i obciążeniem wyjściowym.In the described known solution, the two secondary windings of the TR1 resonant transformer are connected to each other and to the capacitor and the output load. The first secondary winding of the transformer Tr1 is connected to the cathode of the first rectifying diode, and the second secondary winding of the transformer Tr1 is connected to the cathode of the second rectifying diode. The anodes of the first and second rectifying diodes are connected to each other and to a capacitor and an output load.

W przetwornicach LLC w uzwojeniach wtórnych transformatora Tr1 płynie prąd sinusoidalnie zmienny, który w rozwiązaniach znanych ze stanu techniki prostowany jest przez pierwszą i drugą diodę prostowniczą, ładując kondensator wyjściowy i zasilając obciążenie wyjściowe.In LLC converters, a sinusoidal alternating current flows in the secondary windings of the transformer Tr1, which in the prior art is rectified by the first and second rectifying diodes, charging the output capacitor and supplying the output load.

W rozwiązaniu znanym z opisu patentowego USA nr US 2006/018 786 przedstawiono szeregową przetwornicę rezonansową LLC oraz sposób synchronicznego prostowania prądu za pomocą przełączników mocy. Szeregowa przetwornica rezonansowa LLC zawiera obwód mostka, obwód rezonansowy, transformator, obwód prostownika oraz kontroler częstotliwości. Obwód mostka zawiera przynajmniej jedną parę kluczy w postaci tranzystorów mocy. Tranzystory mocy sterują w tym znanym rozwiązaniu obwodem rezonansowym. Obwód prostowniczy zawiera przynajmniej jedną parę kluczy pracujących jako prostowniki synchroniczne. Prostowniki synchroniczne mocy i przełączniki mocy są komplementarne. Kontroler częstotliwości dostarcza sygnału sterującego do synchronicznego prostownika mocy, w odpowiedzi na częstotliwość pracy przetwornicy LLC i częstotliwość obwodu rezonansowego, w celu implementacji synchronicznego prostowania w przetwornicy LLC.The solution known from US Patent No. US 2006/018 786 discloses a series resonant converter LLC and a method of synchronous current rectification using power switches. The LLC series resonant converter includes a bridge circuit, a resonant circuit, a transformer, a rectifier circuit, and a frequency controller. The bridge circuit includes at least one power transistor key pair. The power transistors control the resonant circuit in this known solution. The rectifying circuit includes at least one pair of keys working as synchronous rectifiers. Power synchronous rectifiers and power switches are complementary. The frequency controller provides a control signal to the synchronous power rectifier in response to the operating frequency of the LLC and the frequency of the resonant circuit to implement synchronous rectification in the LLC.

W kolejnym rozwiązaniu znanym z koreańskiego opisu patentowego nr KR 100 730 088, obwód prostownika synchronicznego typu rezonansowego LLC zapewnia sterowanie synchronicznym prostownikiem poprzez stabilizowanie ustawienia czasu martwego oraz kontrolowanie załączenia/wyłączenia prostowników synchronicznych za pomocą zewnętrznego obwodu logicznego. Według tego znanego rozwiązania, obwód synchronicznego prostownika przetwornicy LLC zawiera transformator, pierwszy prostownik synchroniczny i drugi prostownik synchroniczny. Transformator składa się z uzwojenia pierwotnego zawierającego zwoje pierwotne oraz część wtórną zawierającą uzwojenie wtórne indukujące napięcie pierwotne do wtórnego. Pierwszy i drugi prostownik synchroniczny prostuje wtórne napięcie transformatora. Sterownik synchronicznego prostownika jest podłączony do wtórnego uzwojenia transformatora, zawiera transformator prądowy i obwód sterujący, który załącza i wyłącza pierwszy i drugi prostownik synchroniczny na zmianę, poprzez sterowanie załączeniem i wyłączeniem pierwszego i drugiego prostownika synchronicznego. Część synchronicznego prostownika zawiera pierwszy i drugi prostownik synchroniczny i prostuje wtórne napięcie poprzez załączanie prostownika synchronicznego.In a further solution known from Korean Patent No. KR 100 730 088, the LLC resonant type synchronous rectifier circuit controls the synchronous rectifier by stabilizing the hold-off time setting and controlling the on / off of the synchronous rectifiers with an external logic circuit. According to this known solution, the inverter synchronous rectifier circuit LLC comprises a transformer, a first synchronous rectifier and a second synchronous rectifier. The transformer consists of a primary winding containing the primary windings and a secondary part containing a secondary winding inducing a primary to secondary voltage. The first and second synchronous rectifiers rectify the secondary voltage of the transformer. The synchronous rectifier driver is connected to the secondary winding of the transformer, includes a current transformer and a control circuit that turns the first and second synchronous rectifiers on and off alternately by controlling the on and off of the first and second synchronous rectifiers. The synchronous rectifier portion contains the first and second synchronous rectifiers and rectifies the secondary voltage by switching on the synchronous rectifier.

Według kolejnego rozwiązania, przedstawionego w opisie publikacji zgłoszenia międzynarodowego nr WO 03/084 037, impulsowa przetwornica mocy dostarczająca moc wyjściową do obciążenia, zawiera urządzenie przełączające, posiadające impulsowy obwód wejściowy, obwód wyjściowy i kontrolę wejścia dla zapewnienia lub uniemożliwienia przełącznikowi przewodzenia prądu z impulsowego wejścia do impulsowego wyjścia. Konwerter zawiera również sieć, w której wejście i wyjście urządzenia impulsowego i obciążenie są podłączone razem w obwodzie. Przetwornica posiada także obwód napięcia sterującego w obwodzie wytwarzającym napięcie sterujące odwzorowujące moc wyjściową i obwód sterowania. Obwód sterowania służy określeniu wskaźnika zmian napięcia sterującego, określeniu współczynnika zmian oraz sprawdzaniu sygnału wejściowego z zadaną charakterystyką.According to a further solution disclosed in the description of International Application Publication No. WO 03/084 037, a pulsed power converter supplying output power to the load comprises a switching device having a pulsed input circuit, an output circuit and an input control to provide or prevent the switch from conducting current from the pulsed input. to the pulse output. The converter also includes a network where the input and output of the pulse device and the load are connected together in a circuit. The inverter also has a control voltage circuit in the circuit that produces a control voltage representing the output power and the control circuit. The control circuit serves to determine the rate of change of the control voltage, to determine the rate of change and to check the input signal with the given characteristic.

Według wynalazku, prostownik synchroniczny LLC zawiera transformator, dwie diody półprzewodnikowe, rezystory, dwa kondensatory oraz dwa tranzystory unipolarne z izolowaną bramką i z kanałem typu N-MOSFET.According to the invention, the LLC synchronous rectifier comprises a transformer, two semiconductor diodes, resistors, two capacitors and two N-MOSFET channel unipolar transistors.

PL 217 306 B1PL 217 306 B1

Według wynalazku, prostownik charakteryzuje się tym, że transformator zawiera na stronie wtórnej dwa dodatkowe uzwojenia sterujące, przy czym te uzwojenia sterujące transformatora połączone są ze sobą oraz z dwoma parami rezystorów, oraz ze źródłami sterowanych napięciowo dwóch tranzystorów i z wyjściowym kondensatorem, z którego napięcie podawane jest na wyjściowe obciążenie. Jedno uzwojenie sterujące transformatora połączone jest z pierwszą diodą półprzewodnikową, zaś drugie uzwojenie sterujące transformatora połączone jest z drugą diodą półprzewodnikową. Pierwsza dioda półprzewodnikowa połączona jest z pierwszym rezystorem z pierwszej pary rezystorów oraz z pierwszym kondensatorem, natomiast druga dioda półprzewodnikowa połączona jest drugim rezystorem z pierwszej pary rezystorów oraz z drugim kondensatorem. Pierwszy kondensator połączony jest z pierwszym rezystorem z drugiej pary rezystorów i z bramką pierwszego tranzystora, zaś drugi kondensator połączony jest z drugim rezystorem z drugiej pary rezystorów i bramką drugiego tranzystora. Pierwsze uzwojenie wtórne transformatora połączone jest natomiast z drenem pierwszego tranzystora, zaś drugie uzwojenie wtórne transformatora połączone jest z drenem drugiego tranzystora. Oba uzwojenia wtórne transformatora połączone są ze sobą oraz z trzecim kondensatorem wyjściowym i z obciążeniem wyjściowym.According to the invention, the rectifier is characterized in that the transformer comprises, on the secondary side, two additional control windings, the transformer control windings being connected to each other and to two pairs of resistors, and to the voltage-controlled sources of the two transistors and an output capacitor from which the voltage is applied is at the output load. One control winding of the transformer is connected to the first semiconductor diode, and the second control winding of the transformer is connected to the second semiconductor diode. The first semiconductor diode is connected to the first resistor of the first pair of resistors and to the first capacitor, and the second semiconductor diode is connected to the second resistor of the first pair of resistors and to the second capacitor. The first capacitor is connected to the first resistor of the second pair of resistors and the gate of the first transistor, and the second capacitor is connected to the second resistor of the second pair of resistors and the gate of the second transistor. The first secondary winding of the transformer is connected to the drain of the first transistor, and the second secondary winding of the transformer is connected to the drain of the second transistor. Both transformer secondary windings are connected to each other and to the third output capacitor and to the output load.

Zgodnie z wynalazkiem, pierwszy i drugi tranzystor po stronie wtórnej transformatora korzystnie stanowią sterowane napięciowo tranzystory typu MOSFET.According to the invention, the first and second transistors on the secondary side of the transformer are preferably voltage-controlled MOSFETs.

Według wynalazku, zasilacz standardu ATX, zawiera na wejściu układ wejściowy zasilacza połączony poprzez przetwornic LLC i układ prostownika z przetwornicą prądu stałego odbiornika.According to the invention, an ATX standard power supply comprises at the input the power supply input circuit connected via LLC converters and a rectifier circuit to the load DC converter.

Według wynalazku, prostownik zasilacza charakteryzuje się tym, że transformator zawiera na stronie wtórnej dwa dodatkowe uzwojenia sterujące, przy czym te uzwojenia sterujące transformatora połączone są ze sobą oraz z dwoma parami rezystorów, oraz ze źródłami sterowanych napięciowo dwóch tranzystorów i z wyjściowym kondensatorem, z którego napięcie podawane jest na wyjściowe obciążenie. Jedno uzwojenie sterujące transformatora połączone jest z pierwszą diodą półprzewodnikową, zaś drugie uzwojenie sterujące transformatora połączone jest z drugą diodą półprzewodnikową. Pierwsza dioda półprzewodnikowa połączona jest z pierwszym rezystorem z pierwszej pary rezystorów oraz z pierwszym kondensatorem, natomiast druga dioda półprzewodnikowa połączona jest drugim rezystorem z pierwszej pary rezystorów oraz z drugim kondensatorem. Pierwszy kondensator połączony jest z pierwszym rezystorem z drugiej pary rezystorów i z bramką pierwszego tranzystora, zaś drugi kondensator połączony jest z drugim rezystorem z drugiej pary rezystorów i bramką drugiego tranzystora. Pierwsze uzwojenie wtórne transformatora połączone jest natomiast z drenem pierwszego tranzystora, zaś drugie uzwojenie wtórne transformatora połączone jest z drenem drugiego tranzystora. Oba uzwojenia wtórne transformatora połączone są ze sobą oraz z trzecim kondensatorem wyjściowym i z obciążeniem wyjściowym.According to the invention, the rectifier of the power supply is characterized in that the transformer comprises, on the secondary side, two additional control windings, the transformer control windings being connected to each other and to two pairs of resistors, and to the voltage-controlled sources of the two transistors and the output capacitor from which the voltage is is given to the output load. One control winding of the transformer is connected to the first semiconductor diode, and the second control winding of the transformer is connected to the second semiconductor diode. The first semiconductor diode is connected to the first resistor of the first pair of resistors and to the first capacitor, and the second semiconductor diode is connected to the second resistor of the first pair of resistors and to the second capacitor. The first capacitor is connected to the first resistor of the second pair of resistors and the gate of the first transistor, and the second capacitor is connected to the second resistor of the second pair of resistors and the gate of the second transistor. The first secondary winding of the transformer is connected to the drain of the first transistor, and the second secondary winding of the transformer is connected to the drain of the second transistor. Both transformer secondary windings are connected to each other and to the third output capacitor and to the output load.

Według wynalazku, układ wejściowy zasilacza korzystnie połączony jest dodatkowo poprzez układ przetwornicy prądu stałego zasilania dla układów STAND BY z wejściem STAND BY odbiornika.According to the invention, the input circuit of the power supply is preferably additionally connected via a DC power converter circuit for STAND BY circuits with the STAND BY input of the receiver.

Układ wejściowy zasilacza oraz przetwornica rezonansowa LLC połączone mogą być z układem 6 kontroli napięć zasilających i sterowania pracą zasilacza.The input circuit of the power supply and the resonant converter LLC may be connected with the system 6 for controlling the supply voltage and controlling the operation of the power supply.

Zadaniem wynalazku jest znacząca poprawa sprawności przetwarzania energii, szczególnie przy niskich napięciach i dużych prądach. W prostowniku synchronicznym do przetwornicy LLC, według wynalazku, zastąpiono diody prostownicze sterowanymi synchronicznie tranzystorami. W rozwiązaniu według wynalazku uzyskano znaczący wzrost sprawności przetwarzania energii.The object of the invention is to significantly improve the efficiency of energy conversion, especially at low voltages and high currents. In the synchronous rectifier for the LLC, according to the invention, rectifier diodes are replaced with synchronously controlled transistors. In the solution according to the invention, a significant increase in the efficiency of energy conversion is achieved.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schemat elektryczny prostownika według wynalazku, natomiast fig. 2 - schemat blokowy zasilacza komputerowego standardu ATX.The subject of the invention is shown in the exemplary embodiments in the attached drawing, in which Fig. 1 shows the electric diagram of the rectifier according to the invention, while Fig. 2 shows the block diagram of the ATX standard computer power supply.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

Prostownik synchroniczny LLC według wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku fig. 1. Prostownik zawiera transformator TR1 na kształtce EE 42/21/20 zawierający 36 zwojów uzwojenia pierwotnego oraz zawiera dwie diody półprzewodnikowe D1, D11 SS16, pierwszą parę rezystorów R1, R11 o oporności 270 ohm, drugą parę rezystorów R2, R12 o oporności 47 ohm, dwa kondensatory C1, C11 o pojemności 2,2 μF/35 V, kondensator wyjściowy CS 4400 μF/25 V oraz dwa tranzystory unipolarne T3, T13 z izolowaną bramką i z kanałem typu N-MOSFET IRF3205. Jak to pokazano na rysunku fig. 1, transformator TR1 zawiera na stronie wtórnej pierwsze uzwojenie wtórne I oraz drugie uzwojenie wtórne II, każde po 2 zwoje. Transformator TR1 zawiera po stronie wtórnej dodatkowe pierwsze uzwojenie sterujące III oraz drugie uzwojenie sterujące IV, każde po 3 zwoje. Uzwojenia sterujące III, IV transformatora TR1 połączone są ze sobą oraz z pierwszą parą rezysto4The synchronous rectifier LLC according to the invention is shown in the embodiment in Fig. 1. The rectifier includes a transformer TR1 on the EE 42/21/20 fitting containing 36 turns of the primary winding and includes two semiconductor diodes D1, D11, SS16, a first pair of resistors R1, R11 with resistance 270 ohm, a second pair of resistors R2, R12 with a resistance of 47 ohm, two capacitors C1, C11 with a capacity of 2.2 μF / 35 V, output capacitor CS 4400 μF / 25 V and two unipolar transistors T3, T13 with an insulated gate and channel type N-MOSFET IRF3205. As shown in Fig. 1, the transformer TR1 comprises on the secondary side a first secondary winding I and a second secondary winding II, each with 2 windings. The TR1 transformer includes on the secondary side an additional first control winding III and a second control winding IV, each with 3 turns. The control windings III, IV of the transformer TR1 are connected with each other and with the first pair of resistors4

PL 217 306 B1 rów R1, R11 i z drugą parą rezystorów R2, R12, oraz ze źródłami sterowanych napięciowo dwóch tranzystorów T3, T13. Pary uzwojeń wtórnych I, II oraz uzwojeń sterujących III, IV połączone są również z wyjściowym kondensatorem C3, z którego napięcie podawane jest na wyjściowe obciążenie Ro. Pierwsze uzwojenie sterujące I transformatora TR1 połączone jest z pierwszą diodą półprzewodnikową D1, zaś drugie uzwojenie sterujące II transformatora TR1 połączone jest z drugą diodą półprzewodnikową D11. Pierwsza dioda półprzewodnikowa D1 połączona jest z pierwszym rezystorem R1 z pierwszej pary rezystorów oraz z pierwszym kondensatorem C1, natomiast druga dioda półprzewodnikowa D11 połączona jest drugim rezystorem R11 z pierwszej pary rezystorów oraz z drugim kondensatorem C11. Pierwszy kondensator C1 połączony jest z pierwszym rezystorem R2 z drugiej pary rezystorów i z bramką pierwszego tranzystora T3, zaś drugi kondensator C11 połączony jest z drugim rezystorem R12 z drugiej pary rezystorów i bramką drugiego tranzystora T13. Pierwsze uzwojenie wtórne I transformatora TR1 połączone jest natomiast z drenem pierwszego tranzystora T3, zaś drugie uzwojenie wtórne II transformatora TR1 połączone jest z drenem drugiego tranzystora T13. Uzwojenia wtórne I, II transformatora TR1 połączone są ze sobą oraz z trzecim kondensatorem wyjściowym C3 i z obciążeniem wyjściowym Ro. Pierwszy tranzystor T3 oraz drugi tranzystor T13 po stronie wtórnej transformatora TR1 w tym przykładzie wykonania stanowią sterowane napięciowo tranzystory z izolowaną bramką i kanałem typu N, N-MOSFET.R1, R11 and with a second pair of resistors R2, R12, and with the sources of voltage controlled two transistors T3, T13. The pairs of secondary windings I, II and control windings III, IV are also connected to the output capacitor C3, from which the voltage is applied to the output load Ro. The first control winding I of the transformer TR1 is connected to the first semiconductor diode D1, and the second control winding II of the transformer TR1 is connected to the second semiconductor diode D11. The first semiconductor diode D1 is connected to the first resistor R1 from the first pair of resistors and to the first capacitor C1, and the second semiconductor diode D11 is connected to the second resistor R11 from the first pair of resistors and to the second capacitor C11. The first capacitor C1 is connected to the first resistor R2 of the second pair of resistors and to the gate of the first transistor T3, and the second capacitor C11 is connected to the second resistor R12 of the second pair of resistors and the gate of the second transistor T13. The first secondary winding of transformer TR1 is connected to the drain of the first transistor T3, and the second secondary winding of transformer TR1 is connected to the drain of the second transistor T13. The secondary windings I, II of the transformer TR1 are connected with each other and with the third output capacitor C3 and with the output load Ro. The first transistor T3 and the second transistor T13 on the secondary side of the transformer TR1 in this embodiment are voltage controlled insulated gate transistors with N, N-MOSFET type.

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

Na rysunku fig. 2 pokazano przykładowy schemat blokowy zasilacza komputerowego standardu ATX. Zasilacz zawiera na wejściu układ wejściowy 1 połączony poprzez przetwornicę 2 rezonansową LLC i poprzez układ samosterującego się prostownika synchronicznego 3 z przetwornicą prądu stałego odbiornika. Prostownik synchroniczny LLC stanowi układ opisany w przykładzie I.Figure 2 shows an exemplary block diagram of an ATX standard computer power supply. The power supply comprises an input circuit 1 connected via a resonant converter 2 LLC and via a self-steering synchronous rectifier circuit 3 with a DC converter of the receiver. The LLC synchronous rectifier is the circuit described in Example 1.

Jak to pokazano przykładowo na załączonym rysunku fig. 2, układ wejściowy 1 zasilacza połączony jest dodatkowo poprzez układ przetwornicy 4 prądu stałego zasilania dla układów STAND BY, z wejściem STAND BY odbiornika. Niezależnie od tego, układ wejściowy 1 zasilacza oraz przetwornica rezonansowa LLC 2 w tym przykładzie wykonania połączone są z układem 6 kontroli napięć zasilających i sterowania pracą zasilacza.As it is shown, for example, in the accompanying Fig. 2, the input circuit 1 of the power supply is additionally connected via the circuit of a DC power converter 4 for STAND BY circuits with the STAND BY input of the receiver. Regardless of this, the input circuit 1 of the power supply and the resonant converter LLC 2 in this embodiment are connected to the circuit 6 for controlling the supply voltage and controlling the operation of the power supply.

W uzwojeniach wtórnych I i II transformatora TR1 płynie sinusoidalnie zmienny prąd, prąd ten jest naprzemiennie prostowany przez pasożytnicze diody tranzystorów unipolarnych z izolowaną bramką i kanałem typu N (N-MOSFET), w uzwojeniach pomocniczych III i IV również płynie sinusoidalnie zmienny prąd, który po naprzemiennym wyprostowaniu na diodach D1, D11 i zróżniczkowaniu w układzie kondensatora C1 i rezystora R2 lub odpowiednio C11, R12 na rezystorze R2 lub odpowiednio R12 odkłada napięcie proporcjonalne do prądu płynącego w uzwojeniach I lub II. Napięcie to służy do sterowania izolowanych bramek tranzystorów unipolarnych z kanałem N typu N-MOSFET, T3 lub T13, zaś powstałe napięcie nasyca tranzystor bocznikując prąd diody pasożytniczej rezystancją włączenia tranzystora Rds on. Zmniejsza to straty wynikające z przepływu prądu przez diodę do strat na rezystancji włączenia tranzystora Rds on. Gdy prąd w uzwojeniu głównym i sterującym I, III lub II, IV, zaczyna płynąć w drugą stronę, zaporowo spolaryzowana dioda D1 lub odpowiednio D11 uniemożliwia przepływ prądu, a tranzystor zostaje zatkany rozładowaniem napięcia bramki poprzez rezystor R2 lub odpowiednio R12. Rezystor R1 lub odpowiednio R11 wraz z rezystorem R2, lub odpowiednio R12 w tym czasie rozładowuje kondensator C1, lub odpowiednio C11 przygotowując go do kolejnego cyklu pracy.In the secondary windings I and II of the transformer TR1, a sinusoidal alternating current flows, this current is alternately rectified by the parasitic diodes of unipolar transistors with an insulated gate and N-channel (N-MOSFET), in the auxiliary windings III and IV also a sinusoidal alternating current flows alternating rectification on the diodes D1, D11 and differentiation in the circuit of the capacitor C1 and the resistor R2 or C11, R12, respectively, on the resistor R2 or R12, respectively, puts the voltage proportional to the current flowing in the windings I or II. This voltage is used to control the insulated gates of N-channel N-channel N-MOSFET, T3 or T13 transistors, and the resulting voltage saturates the transistor by shunting the parasitic diode current with the switching resistance of the Rds on transistor. This reduces the losses resulting from the flow of current through the diode to the losses on the switching resistance of the transistor Rds on. When the current in the main and control windings I, III or II, IV begins to flow in the opposite direction, the reverse biased diode D1 or D11, respectively, prevents the current from flowing, and the transistor becomes clogged with discharge of the gate voltage through R2 or R12, respectively. The resistor R1 or, respectively, R11 together with the resistor R2, or, respectively, R12, during this time discharges the capacitor C1 or, respectively, C11, preparing it for the next cycle of work.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Prostownik synchroniczny LLC, zawierający po stronie pierwotnej zintegrowanego transformatora rezonansowego tranzystory unipolarne z izolowaną bramką i z kanałem typu N-MOSFET, zaś po stronie wtórnej tego transformatora rezonansowego pierwszą i drugą diodę półprzewodnikową, rezystory oraz kondensator wyjściowy, znamienny tym, że zawiera dodatkowe uzwojenia sterujące (III, IV) transformatora (TR1), przy czym te uzwojenia sterujące (III, IV) transformatora (TR1) połączone są ze sobą oraz z dwoma parami rezystorów (R1, R11) oraz (R2, R12) oraz ze źródłami sterowanych napięciowo tranzystorów (T3, T13) i z wyjściowym kondensatorem (C3), a także z wyjściowym obciążeniem (Ro), gdzie pierwsze uzwojenie sterujące (III) transformatora (TR1) połączone jest z pierwszą diodą półprzewodnikową (D1), zaś drugie uzwojenie sterujące (IV) transformatora (TR1) połączone jest z drugą diodą półprzewodnikową (D11), zaś ta pierwsza dioda (D1) połączona jest1.A synchronous rectifier LLC, comprising, on the primary side of an integrated resonant transformer, N-MOSFET-channel unipolar transistors, and on the secondary side of this resonant transformer, first and second semiconductor diodes, resistors and an output capacitor, characterized in that it comprises additional windings control windings (III, IV) of the transformer (TR1), where these control windings (III, IV) of the transformer (TR1) are connected with each other and with two pairs of resistors (R1, R11) and (R2, R12) and with voltage-controlled sources transistors (T3, T13) and with the output capacitor (C3), as well as with the output load (Ro), where the first control winding (III) of the transformer (TR1) is connected to the first semiconductor diode (D1), and the second control winding (IV) transformer (TR1) is connected to the second semiconductor diode (D11), and this first diode (D1) is connected to PL 217 306 B1 z pierwszym rezystorem (R1) pierwszej pary rezystorów oraz z kondensatorem (C1), natomiast druga dioda (D11) połączona jest z drugim rezystorem (R11) pierwszej pary rezystorów oraz z kondensatorem (C11), przy czym pierwszy kondensator (C1) połączony jest z pierwszym rezystorem (R2) drugiej pary rezystorów i z bramką pierwszego tranzystora (T3), zaś drugi kondensator (C11) połączony jest z drugim rezystorem (R12) i z bramką drugiego tranzystora (T13), zaś pierwsze uzwojenie wtórne (I) transformatora (TR1) połączone jest z drenem pierwszego tranzystora (T3), natomiast drugie uzwojenie wtórne (II) transformatora (TR1) połączone jest z drenem drugiego tranzystora (T13), gdzie oba uzwojenia wtórne (I, II) transformatora (TR1) połączone są ze sobą oraz kondensatorem wyjściowym (C3) i z obciążeniem (Ro).With the first resistor (R1) of the first pair of resistors and the capacitor (C1), while the second diode (D11) is connected to the second resistor (R11) of the first pair of resistors and to the capacitor (C11), the first capacitor (C1 ) is connected to the first resistor (R2) of the second pair of resistors and to the gate of the first transistor (T3), and the second capacitor (C11) is connected to the second resistor (R12) and to the gate of the second transistor (T13), and the first secondary winding (I) of the transformer (TR1) is connected to the drain of the first transistor (T3), while the second secondary winding (II) of the transformer (TR1) is connected to the drain of the second transistor (T13), where both secondary windings (I, II) of the transformer (TR1) are connected to with each other and the output capacitor (C3) and with the load (Ro). 2. Prostownik synchroniczny według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy i drugi tranzystor (T3, T13) stanowią sterowane napięciowo tranzystory typu MOFSET.2. Synchronous rectifier according to claim The method of claim 1, wherein the first and second transistors (T3, T13) are voltage-controlled MOFSET transistors. 3. Zasilacz standardu ATX, zawierający na wejściu układ wejściowy zasilacza połączony poprzez przetwornicę LLC i układ prostownika z przetwornicą prądu stałego odbiornika, znamienny tym, że prostownik zawiera dodatkowe uzwojenia sterujące (III, IV) transformatora (TR1), przy czym te uzwojenia sterujące (III, IV) transformatora (TR1) połączone są ze sobą oraz z dwoma parami rezystorów (R1, R11) oraz (R2, R12) oraz ze źródłami sterowanych napięciowo tranzystorów (T3, T13) i z wyjściowym kondensatorem (C3), a także z wyjściowym obciążeniem (Ro), gdzie pierwsze uzwojenie sterujące (III) transformatora (TR1) połączone jest z pierwszą diodą półprzewodnikową (D1), zaś drugie uzwojenie sterujące (IV) transformatora (TR1) połączone jest z drugą diodą półprzewodnikową (D11), zaś ta pierwsza dioda (D1) połączona jest z pierwszym rezystorem (R1) pierwszej pary rezystorów oraz z kondensatorem (C1), natomiast druga dioda (D11) połączona jest z drugim rezystorem (R11) pierwszej pary rezystorów oraz z kondensatorem (C11), przy czym pierwszy kondensator (C1) połączony jest z pierwszym rezystorem (R2) drugiej pary rezystorów i z bramką pierwszego tranzystora (T3), zaś drugi kondensator (C11) połączony jest z drugim rezystorem (R12) i z bramką drugiego tranzystora (T13), zaś pierwsze uzwojenie wtórne (I) transformatora (TR1) połączone jest z drenem pierwszego tranzystora (T3), natomiast drugie uzwojenie wtórne (II) transformatora (TR1) połączone jest z drenem drugiego tranzystora (T13), gdzie oba uzwojenia wtórne (I, II) transformatora (TR1) połączone są ze sobą oraz kondensatorem wyjściowym (C3) i z obciążeniem (Ro).3. ATX standard power supply, comprising the input circuit of the power supply connected via an LLC converter and a rectifier circuit with a DC converter of the receiver, characterized in that the rectifier comprises additional control windings (III, IV) of the transformer (TR1), these control windings ( III, IV) of the transformer (TR1) are connected with each other and with two pairs of resistors (R1, R11) and (R2, R12) and with sources of voltage-controlled transistors (T3, T13) and with the output capacitor (C3), and with the output capacitor (C3). load (Ro), where the first control winding (III) of the transformer (TR1) is connected to the first semiconductor diode (D1), and the second control winding (IV) of the transformer (TR1) is connected to the second semiconductor diode (D11), and the first the diode (D1) is connected to the first resistor (R1) of the first pair of resistors and to the capacitor (C1), while the second diode (D11) is connected to the second resistor (R11) of the first pair of resistors and a capacitor (C11), the first capacitor (C1) connected to the first resistor (R2) of the second pair of resistors and with the gate of the first transistor (T3), and the second capacitor (C11) connected to the second resistor (R12) and the gate of the second transistor ( T13), while the first secondary winding (I) of the transformer (TR1) is connected to the drain of the first transistor (T3), while the second secondary winding (II) of the transformer (TR1) is connected to the drain of the second transistor (T13), where both secondary windings ( I, II) of the transformer (TR1) are connected with each other and with the output capacitor (C3) and with the load (Ro). 4. Zasilacz standardu ATX według zastrz. 3, znamienny tym, że układ wejściowy zasilacza (1) połączony jest dodatkowo poprzez układ przetwornicy (4) prądu stałego zasilania dla układów STAND BY z wejściem STAND BY odbiornika.4. ATX standard power supply according to claim The device according to claim 3, characterized in that the input circuit of the power supply (1) is additionally connected through the circuit of the DC power converter (4) for STAND BY circuits with the STAND BY input of the receiver. 5. Zasilacz standardu ATX według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że układ wejściowy zasilacza (1) oraz przetwornica rezonansowa LLC (2) połączone są z układem (6) kontroli napięć zasilających i sterowania pracą zasilacza.5. ATX standard power supply according to claim 3. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the input circuit of the power supply (1) and the resonant converter LLC (2) are connected with the circuit (6) for controlling the supply voltage and controlling the operation of the power supply.
PL387605A 2009-03-25 2009-03-25 Synchronous LLC rectifier and the ATX standard computer power supply unit PL217306B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL387605A PL217306B1 (en) 2009-03-25 2009-03-25 Synchronous LLC rectifier and the ATX standard computer power supply unit
PCT/PL2010/000023 WO2010110688A2 (en) 2009-03-25 2010-03-25 Standart atx format computer power supply unit of the llc resonant type with synchronous rectifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL387605A PL217306B1 (en) 2009-03-25 2009-03-25 Synchronous LLC rectifier and the ATX standard computer power supply unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL387605A1 PL387605A1 (en) 2010-09-27
PL217306B1 true PL217306B1 (en) 2014-07-31

Family

ID=42646805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL387605A PL217306B1 (en) 2009-03-25 2009-03-25 Synchronous LLC rectifier and the ATX standard computer power supply unit

Country Status (2)

Country Link
PL (1) PL217306B1 (en)
WO (1) WO2010110688A2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20110527A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-15 Filippo Bastianini VERY LOW CONSUMPTION CIRCUIT WITH ABSOLUTE VALUE SUITABLE FOR USE IN AN EXTENDED TEMPERATURE FIELD
CL2016002155A1 (en) * 2016-08-25 2016-11-11 Univ Tecnica Federico Santa Maria Utfsm A partial power converter (ppc) in an electric power system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6674658B2 (en) * 2001-02-09 2004-01-06 Netpower Technologies, Inc. Power converter including circuits for improved operational control of synchronous rectifiers therein
GB0127593D0 (en) * 2001-11-17 2002-01-09 Advanced Power Conversion Ltd DC-DC Converters
US7272024B2 (en) * 2005-06-08 2007-09-18 Tamura Corporation Synchronized rectification circuit and switching power supply device
US20070159863A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-12 Chao-Cheng Lu Field effect transistor of Lus Semiconductor and synchronous rectifier circuits
TWI326963B (en) * 2006-12-14 2010-07-01 Tungnan Inst Of Technology Resonant converter and synchronous rectification driving circuit thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010110688A2 (en) 2010-09-30
WO2010110688A9 (en) 2010-11-18
PL387605A1 (en) 2010-09-27
WO2010110688A3 (en) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6833635B2 (en) Dual input DC-to-DC power converter
US11329567B2 (en) Merged voltage-divider forward converter
EP3243264B1 (en) Power conversion device
JP5428480B2 (en) Power converter
US9780642B2 (en) Energy recovery snubber
US9318971B2 (en) Switching power supply apparatus
US10361624B2 (en) Multi-cell power converter with improved start-up routine
KR20100023770A (en) Circuit arrangement for operating at least one semiconductor light source
US20170149341A1 (en) Switching power-supply device
CN107112919B (en) Method and apparatus for controlling a multilevel soft switching power converter
CN105406715B (en) Switching power unit
JP6080091B2 (en) Pulse signal output circuit
US9564819B2 (en) Switching power supply circuit
PL217306B1 (en) Synchronous LLC rectifier and the ATX standard computer power supply unit
WO2018155080A1 (en) Power supply device and power supply unit
US10069429B2 (en) Push-pull type isolated DC/DC converter including zero voltage switching
KR101900098B1 (en) Method for potential-isolated energy transfer with two output DC voltages
EP3503364B2 (en) Driver unit, electric power converter, vehicle and method for operating an electric power converter
US8891263B2 (en) Inverter apparatus having power supply circuit
JP5169679B2 (en) Resonant power converter
KR102130362B1 (en) Bidirectional conversion circuit and bidirectional converter
JP4465713B2 (en) Switching power supply device and synchronous rectifier circuit
KR101024307B1 (en) DC / DC conversion converter circuit
WO2018155079A1 (en) Power supply device and power supply unit
EP1504517B1 (en) Method of regulated resonance dc-dc voltage conversion