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WO1999019976A1 - Method for controlling the switching behaviour of the actuator of a forward converter, and forward converter - Google Patents

Method for controlling the switching behaviour of the actuator of a forward converter, and forward converter Download PDF

Info

Publication number
WO1999019976A1
WO1999019976A1 PCT/DE1998/002232 DE9802232W WO9919976A1 WO 1999019976 A1 WO1999019976 A1 WO 1999019976A1 DE 9802232 W DE9802232 W DE 9802232W WO 9919976 A1 WO9919976 A1 WO 9919976A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
actuator
converter
flow converter
resonance
flow
Prior art date
Application number
PCT/DE1998/002232
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Franz Ohms
Horst MÜCK
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO1999019976A1 publication Critical patent/WO1999019976A1/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

Definitions

  • the invention is based on a method for controlling the switching behavior of a forward converter actuator.
  • a flow converter with resonance behavior is known from EP 0 223 504 A2, the actuator of which is switched off via a control device in the de-energized state.
  • the leakage inductance of the flow-through wall transformer and a capacitor in series with the transformer primary winding are provided as resonance-determining means.
  • a diode is connected in parallel to the capacitor, which prevents the capacitor from being negatively charged after a discharge process and from resonating with the main transformer inductance.
  • a flow converter with resonance behavior is known from EP 0 610 158 B1.
  • an auxiliary switch is provided there, which is switched on when the actuator is switched off. Between the exit switching the auxiliary switch and switching the actuator back on, a gap time is provided which is selected such that the switching on only takes place when the voltage on the actuator has decreased to the value 0.
  • a push-pull DC-DC converter is known between whose push-pull switches a gap time is provided.
  • the gap time is selected there so that the oscillation system consisting of a transformer, as well as all inductive and capacitive components, which are described by the equivalent circuit diagram of the DC-DC converter, can switch to the opposite polarity with regard to its output voltage.
  • the method according to the invention enables the construction of DC-DC converters with very high efficiency with a small construction volume and minimal components on and off.
  • the invention allows induction stroke utilization as in a push-pull converter, but, in contrast to the push-pull converter, only requires one actuator in switching operation. This eliminates the need for complex control electronics for several switching actuators with symmetry devices or synchronizing devices.
  • the transformer does not require its own demagnetization winding, nor does it need any taps in the winding and several rectifiers in secondary circuits.
  • FIG. 1 shows a basic circuit diagram of a forward converter according to the invention
  • the actuator 1 of the DC voltage forward converter is in series with the primary winding 41 of the forward converter transformer 4.
  • the primary winding 41 and the secondary winding 42 are intended to represent an ideal transformer.
  • the main inductance 5 (magnetization inductance) of the transformer 4 is parallel to the primary winding 41 and the leakage inductance 3 in series.
  • the input capacitance 2 of the forward converter is parallel to the series circuit consisting of the leakage inductance 3, the primary winding 41 and the switching path of the actuator 1. Between the input capacitance 2 and the DC voltage supply source 8, an inductor 9 can also be arranged.
  • the inductance 9 represents the output inductance of the pre-regulator and the capacitance 2 represents the output capacitance of the pre-regulator.
  • the switching capacity of the Actuator 1 shows the capacitance 6 parallel to the switching distance of the actuator 1.
  • a rectifier 10 and a smoothing capacitance 11 on the output side are provided in series with the secondary winding 42 in the secondary circuit of the forward converter.
  • the leakage inductance 3 is used in conjunction with the capacitance 2.
  • the leakage inductance 3 forms, together with the capacitors 2 and 11, a resonance circuit which ensures that the current II through the actuator 1 increases sinusoidally in accordance with the resonant circuit equation relevant for this resonance circuit after the actuator 1 is switched on and then decreases again almost to 0 - falls.
  • the control device 7 for the actuator 1 is now set so that it switches off the actuator 1 at precisely this point in time. The following then applies for the switch-on time tE of the actuator 1 as a function of the leakage inductance 3 and the capacitance 2:
  • Figure 2 shows the switch-on time tE and the switch-off time tA of the actuator 1 and Figure 3 shows the associated course of the current II and the voltage US (dashed) above the Actuator 1.
  • Figure 3 shows the voltage U8 of the supply source 8 is also entered.
  • actuator 1 is switched off in the de-energized state (slow dU / dt), i.e. the previously selected switch-off state of the actuator 1 is maintained until the forward converter transformer 4 is reduced in its inductance modulation to a negative value (FIG. 4 shows the time course of the induction B of the transformer) and the voltage at the actuator 1 is at the value 0 has reduced (end of switch-off time tA).
  • This is achieved in that the main inductance 5 of the transformer 4 is selected so that it forms a resonant circuit with the switching capacitance 6 of the actuator 1.
  • an additional capacitance 12 can be connected in parallel with the actuator 1 in order to have a further possibility of setting the oscillation behavior.
  • the demagnetization process begins (FIG. 2).
  • the voltage US across the actuator 1 builds up sinusoidally due to the resonance-determining elements 5 and 6 until the main inductance 5 of the transformer 4 is completely demagnetized. From this point in time, the transformer 4 is reduced in magnetization to negative values (FIG. 3).
  • the switching capacitance 6 and the other parasitic capacitances oscillate back in connection with the main inductance 5. If the voltage US has reached the value 0, the actuator 1 is switched on for a new switching cycle in that the control device 7 delivers a corresponding switch-on pulse.
  • L3 indicates the size of the main inductance 5 and CS1 the size of the switching capacitance 6 in connection with the parasitic capacitances.
  • the switch-on and switch-off control of the actuator 1 can alternatively take place by means of the control device 7 by means of a current and a voltage sensor, for the detection of the current zero crossing or voltage zero crossing. From this, corresponding switch-on or switch-off pulses for the actuator 1 can be achieved by simple logic modules, eg. B. edge-controlled flip-flops can be derived.
  • the rectifier 10 in the secondary circuit can also be replaced by a field-effect transistor operated in the reverse direction in order to reduce the losses in the secondary circuit as well.
  • the flow converter according to the invention is defined in its switch-on and switch-off times by the previously specified resonance conditions, a customary push-button Ratio control (tA / tE) or pulse frequency control depending on input and / or output variables (input voltage, load voltage) do not take place.
  • a pre-regulator in particular a buck regulator, is therefore preferably provided for the control, the actuator of which is influenced in terms of its switching times by input and / or output variables (cf., for example, EP 0 664 9036 B1).

Landscapes

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

Abstract

The switching behaviour of the actuator (1) of a forward converter is influenced in dependence on means (2, 3, 5, 6) which determine the resonance, in such a way that the actuator (1) can be activated in the off-load status. This ensures a high degree of efficiency using minimum-cost components and with a minimal unit volume. In particular, it is also possible to make use of the induction range as with the push-pull transformer but with just one actuator in switched-mode.

Description

Verfahren zur Steuerung des Schaltverhaltens eines Durchflußwandler-Stellgliedes sowie DurchflußwandlerMethod for controlling the switching behavior of a forward converter actuator and forward converter
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung des Schaltverhaltens eines Durchflußwandler-Stellgliedes .The invention is based on a method for controlling the switching behavior of a forward converter actuator.
Aus der EP 0 223 504 A2 ist ein Durchflußwandler mit Resonanzverhalten bekannt, dessen Stellglied über eine Steuer- einrichtung im stromlosen Zustand abgeschaltet wird. Als re- sonanzbestimmende Mittel sind dort die Streuinduktivität des Durchflußwand-Transformators sowie ein Kondensator in Serie zur Transformator-Primärwicklung vorgesehen. Dem Kondensator ist eine Diode parallel geschaltet, die verhindert, daß der Kondensator nach einem Entladevorgang negativ geladen wird und in Resonanz mit der Transformatorhauptinduktivität tritt.A flow converter with resonance behavior is known from EP 0 223 504 A2, the actuator of which is switched off via a control device in the de-energized state. The leakage inductance of the flow-through wall transformer and a capacitor in series with the transformer primary winding are provided as resonance-determining means. A diode is connected in parallel to the capacitor, which prevents the capacitor from being negatively charged after a discharge process and from resonating with the main transformer inductance.
Aus der EP 0 610 158 Bl ist ein Durchflußwandler mit Reso- nanzverhalten bekannt. Neben dem Durchflußwandler-Stellglied ist dort ein Hilfsschalter vorgesehen, der im Ausschaltzustand des Stellgliedes eingeschaltet wird. Zwischen dem Aus- schalten des Hilfsschalters und dem Wiedereinschalten des Stellgliedes wird eine Lückzeit vorgesehen, die so gewählt ist, daß das Wiedereinschalten erst dann erfolgt, wenn sich die Spannung am Stellglied auf den Wert 0 abgebaut hat.A flow converter with resonance behavior is known from EP 0 610 158 B1. In addition to the flow converter actuator, an auxiliary switch is provided there, which is switched on when the actuator is switched off. Between the exit switching the auxiliary switch and switching the actuator back on, a gap time is provided which is selected such that the switching on only takes place when the voltage on the actuator has decreased to the value 0.
Aus US 4,443,840 ist ein Gegentakt-Gleichspannungswandler bekannt zwischen dessen Gegentaktschaltern eine Lückzeit vorgesehen ist. Die Lückzeit ist dort so gewählt, daß das Schwingsystem bestehend aus Transformator, sowie alle induk- tiven und kapazitiven Komponenten, die durch das Ersatzschaltbild des Gleichspannungswandlers beschrieben werden, bezüglich seiner AusgangsSpannung auf die entgegengesetzte Polarität umschwingen kann.From US 4,443,840 a push-pull DC-DC converter is known between whose push-pull switches a gap time is provided. The gap time is selected there so that the oscillation system consisting of a transformer, as well as all inductive and capacitive components, which are described by the equivalent circuit diagram of the DC-DC converter, can switch to the opposite polarity with regard to its output voltage.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht den Aufbau von Gleichspannungswandlern mit sehr hohem Wirkungsgrad bei kleinem Bauvolumen und minimalem Bauelementeauf and.The method according to the invention enables the construction of DC-DC converters with very high efficiency with a small construction volume and minimal components on and off.
Die Erfindung gestattet eine Induktionshubausnutzung wie bei einem Gegentaktwandler, benötigt aber im Gegensatz zum Ge- gentaktwandler nur ein Stellglied im Schaltbetrieb. Damit erübrigt sich eine aufwendige Ansteuerelektronik für mehrere schaltende Stellglieder mit Symmetrieeinrichtungen bzw. Synchronisiereinrichtungen. Der Transformator benötigt im Gegensatz zu üblichen Durchflußwandlern keine eigene Entmagne- tisierungswicklung und auch keine Wicklungsanzapfungen und mehrere Gleichrichter in Sekundärkreisen.The invention allows induction stroke utilization as in a push-pull converter, but, in contrast to the push-pull converter, only requires one actuator in switching operation. This eliminates the need for complex control electronics for several switching actuators with symmetry devices or synchronizing devices. In contrast to conventional forward converters, the transformer does not require its own demagnetization winding, nor does it need any taps in the winding and several rectifiers in secondary circuits.
Bei einem herkömmlichen Eintakt-Durchflußwandler mit Entma- gnetisierungswicklung ist eine Ausnutzung des Induktionshu- bes nur von 0 bis zur Sättigung möglich. Bei der erfindungs- gemäßen Lösung ist es möglich den Durchflußwandler- Transformator mit dem doppelten Induktionshub (-BSAT bis BgAT) auszunutzen, was die Verwendung kleinerer Lei- stungstransformatoren gestattet.In a conventional single-ended flow converter with demagnetization winding, the induction especially possible from 0 to saturation. In the solution according to the invention, it is possible to use the forward converter transformer with the double induction stroke (-B SAT to Bg AT ), which allows the use of smaller power transformers.
Zeichnungendrawings
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Er- findung näher erläutert. Es zeigenExemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings. Show it
Figur 1 ein Prinzipschaltbild eines Durchflußwandlers nach der Erfindung,FIG. 1 shows a basic circuit diagram of a forward converter according to the invention,
Figur 2 bis 4 zeitliche Verläufe ausgewählter Signale.Figure 2 to 4 temporal courses of selected signals.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Das Stellglied 1 des Gleichspannungs-Durchflußwandlers liegt in Serie zur Primärwicklung 41 des Durchflußwandler- Transformators 4. Die Primärwicklung 41 und die Sekundär- wicklung 42 sollen einen idealen Übertrager darstellen. Die Hauptinduktivität 5 (Magnetisierungsinduktivität) des Transformators 4 liegt parallel zur Primärwicklung 41 und die Streuinduktivität 3 in Serie. Die Eingangskapazität 2 des Durchflußwandlers liegt parallel zur Serienschaltung beste- hend aus der Streuinduktivität 3, der Primärwicklung 41 und der Schaltstrecke des Stellgliedes 1. Zwischen der Eingangskapazität 2 und der Gleichspannungsversorgungsquelle 8 kann noch eine Induktivität 9 angeordnet sein. Bei Betrieb des Durchflußwandlers über einen Vorregler, insbesondere über einen Buckregler, stellt die Induktivität 9 die Ausgangsinduktivität des Vorreglers dar und die Kapazität 2 die Aus- gangskapazität des Vorreglers. Für die Schaltkapazität des Stellgliedes 1 ist die Kapazität 6 parallel zur Schaltstrek- ke des Stellgliedes 1 eingezeichnet. Im Sekundärkreis des Durchflußwandlers ist in Serie zur Sekundärwicklung 42 ein Gleichrichter 10 vorgesehen, sowie eine ausgangsseitige Glattungskapazität 11.The actuator 1 of the DC voltage forward converter is in series with the primary winding 41 of the forward converter transformer 4. The primary winding 41 and the secondary winding 42 are intended to represent an ideal transformer. The main inductance 5 (magnetization inductance) of the transformer 4 is parallel to the primary winding 41 and the leakage inductance 3 in series. The input capacitance 2 of the forward converter is parallel to the series circuit consisting of the leakage inductance 3, the primary winding 41 and the switching path of the actuator 1. Between the input capacitance 2 and the DC voltage supply source 8, an inductor 9 can also be arranged. When the forward converter is operated via a pre-regulator, in particular via a buck regulator, the inductance 9 represents the output inductance of the pre-regulator and the capacitance 2 represents the output capacitance of the pre-regulator. For the switching capacity of the Actuator 1 shows the capacitance 6 parallel to the switching distance of the actuator 1. A rectifier 10 and a smoothing capacitance 11 on the output side are provided in series with the secondary winding 42 in the secondary circuit of the forward converter.
Um den Stellglied-Schalter 1 im stromlosen Zustand abzuschalten, wird die Streuinduktivität 3 in Verbindung mit der Kapazität 2 ausgenutzt. Die Streuinduktivität 3 bildet zu- sammen mit der Kapazität 2 und 11 einen Resonanzkreis, der dafür sorgt, daß der Strom II durch das Stellglied 1 entsprechend der für diesen Resonanzkreis maßgebenden Schwingkreisgleichung nach dem Einschalten des Stellgliedes 1 sinusförmig ansteigt und anschließend wieder nahezu auf 0 ab- fällt. Die Steuereinrichtung 7 für das Stellglied 1 ist nun so eingestellt, daß sie genau zu diesem Zeitpunkt das Stellglied 1 abschaltet. Für die Einschaltzeit tE des Stellgliedes 1 in Abhängigkeit der Streuinduktivität 3 und der Kapazität 2 gilt dann:In order to switch off the actuator switch 1 in the currentless state, the leakage inductance 3 is used in conjunction with the capacitance 2. The leakage inductance 3 forms, together with the capacitors 2 and 11, a resonance circuit which ensures that the current II through the actuator 1 increases sinusoidally in accordance with the resonant circuit equation relevant for this resonance circuit after the actuator 1 is switched on and then decreases again almost to 0 - falls. The control device 7 for the actuator 1 is now set so that it switches off the actuator 1 at precisely this point in time. The following then applies for the switch-on time tE of the actuator 1 as a function of the leakage inductance 3 and the capacitance 2:
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0001
wobei Cl die Größe der Kapazität 2, L2 die Größe der Streuinduktivität 3, Cll die Größe der Glattungskapazität 11 und ü das Übersetzungsverhältnis wl/w2 der Transformatorwicklungen 41 und 42 angibt.where Cl is the size of the capacitance 2, L2 is the size of the leakage inductance 3, Cll is the size of the smoothing capacitance 11 and ü is the transformation ratio wl / w2 of the transformer windings 41 and 42.
Figur 2 zeigt die Einschaltzeit tE sowie die Ausschaltzeit tA des Stellgliedes 1 und Figur 3 den zugehörigen Verlauf des Stromes II und der Spannung US (gestrichelt) über dem Stellglied 1. In Figur 3 ist auch noch die Spannung U8 der Versorgungsquelle 8 eingetragen.Figure 2 shows the switch-on time tE and the switch-off time tA of the actuator 1 and Figure 3 shows the associated course of the current II and the voltage US (dashed) above the Actuator 1. In Figure 3, the voltage U8 of the supply source 8 is also entered.
Zusätzlich zu diesem Resonanzbetrieb wird das Stellglied 1 im spannungslosen Zustand (langsames dU/dt) abgeschaltet, d.h. der zuvor gewählte Abschaltzustand des Stellgliedes 1 wird so lange beibehalten, bis der Durchflußwandler- Transformator 4 in seiner Induktivitätsaussteuerung auf einen negativen Wert zurückgeführt ist (Figur 4 zeigt den zeitlichen Verlauf der Induktion B des Transformators) und sich die Spannung am Stellglied 1 auf den Wert 0 abgebaut hat (Ende der Ausschaltzeit tA) . Dies wird dadurch erreicht, daß die Hauptinduktivität 5 des Transformators 4 so gewählt ist, daß die mit der Schaltkapazität 6 des Stellgliedes 1 einen Resonanzkreis bildet. Bedarfsweise kann dem Stellglied 1 eine zusätzliche Kapazität 12 parallel geschaltet werden, um eine weitere Einstellmöglichkeit des Schwingverhaltens zu haben .In addition to this resonance operation, actuator 1 is switched off in the de-energized state (slow dU / dt), i.e. the previously selected switch-off state of the actuator 1 is maintained until the forward converter transformer 4 is reduced in its inductance modulation to a negative value (FIG. 4 shows the time course of the induction B of the transformer) and the voltage at the actuator 1 is at the value 0 has reduced (end of switch-off time tA). This is achieved in that the main inductance 5 of the transformer 4 is selected so that it forms a resonant circuit with the switching capacitance 6 of the actuator 1. If necessary, an additional capacitance 12 can be connected in parallel with the actuator 1 in order to have a further possibility of setting the oscillation behavior.
Ab dem Abschaltzeitpunkt des Stellgliedes 1 fließt der in der Hauptinduktivität 5 des Transformators 4 fließende Magnetisierungsstrom nun weiter in die Schaltkapazität 6, sowie in die parasitäre Schalterkapazität des Gleichrichters 10 und in die Wickelkapazität des Transformators 4 und lädt diese auf. Sobald der Spannungswert US am Stellglied 1 denFrom the switch-off time of the actuator 1, the magnetizing current flowing in the main inductor 5 of the transformer 4 now flows further into the switching capacitance 6, into the parasitic switch capacitance of the rectifier 10 and into the winding capacitance of the transformer 4 and charges it. As soon as the voltage value US on the actuator 1
Wert der EingangsSpannung UE überschreitet, beginnt der Ent- magnetisierungsvorgang (Figur 2) . Die Spannung US über dem Stellglied 1 baut sich bedingt durch die resonanzbestimmenden Elemente 5 und 6 sinusförmig auf bis die Hauptinduktivi- tat 5 des Transformators 4 vollständig entmagnetisiert ist. Ab diesem Zeitpunkt wird nun der Transformator 4 in seiner Magnetisierung auf negative Werte (Figur 3) zurückgeführt. Die Schaltkapazität 6 und die anderen parasitären Kapazitäten schwingen in Verbindung mit der Hauptinduktivität 5 zurück. Hat die Spannung US den Wert 0 erreicht, wird das Stellglied 1 für einen neuen Schaltzyklus eingeschaltet, indem die Steuereinrichtung 7 einen entsprechenden Einschaltimpuls liefert.If the value of the input voltage UE exceeds, the demagnetization process begins (FIG. 2). The voltage US across the actuator 1 builds up sinusoidally due to the resonance-determining elements 5 and 6 until the main inductance 5 of the transformer 4 is completely demagnetized. From this point in time, the transformer 4 is reduced in magnetization to negative values (FIG. 3). The switching capacitance 6 and the other parasitic capacitances oscillate back in connection with the main inductance 5. If the voltage US has reached the value 0, the actuator 1 is switched on for a new switching cycle in that the control device 7 delivers a corresponding switch-on pulse.
Für die Ausschaltzeit tA des Stellgliedes 1 in Abhängigkeit der Hauptinduktivitat 5 und der Schaltkapazität 6 gilt:The following applies to the switch-off time tA of the actuator 1 as a function of the main inductance 5 and the switching capacitance 6:
tA = π L3 * csl ' tA = π L3 * csl '
wobei L3 die Größe der Hauptinduktivität 5 und CSl die Größe der Schaltkapazität 6 in Verbindung mit den parasitären Ka- pazitäten angibt.where L3 indicates the size of the main inductance 5 and CS1 the size of the switching capacitance 6 in connection with the parasitic capacitances.
Die Einschalt- und Ausschaltsteuerung des Stellgliedes 1 kann alternativ zur Steuerung durch die Steuereinrichtung 7 durch einen Strom- und einen Spannungssensor erfolgen, zur Detektion des Stromnulldurchganges bzw. Spannungsnulldurchganges. Daraus können entsprechende Einschalt- bzw Aus- schaltimpulse für das Stellglied 1 durch einfache logische Bausteine, z. B. flankengesteuerte Flip-Flops abgeleitet werden. Der Gleichrichter 10 im Sekundärkreis kann auch durch einen in Rückwärtsrichtung betriebenen Feldeffekttransistor ersetzt werden, um auch im Sekundärkreis die Verluste zu verringern.The switch-on and switch-off control of the actuator 1 can alternatively take place by means of the control device 7 by means of a current and a voltage sensor, for the detection of the current zero crossing or voltage zero crossing. From this, corresponding switch-on or switch-off pulses for the actuator 1 can be achieved by simple logic modules, eg. B. edge-controlled flip-flops can be derived. The rectifier 10 in the secondary circuit can also be replaced by a field-effect transistor operated in the reverse direction in order to reduce the losses in the secondary circuit as well.
Da der erfindungsgemäße Durchflußwandler in seinen Ein- schalt- und Ausschaltzeiten durch die zuvor angegebenen Resonanzbedingungen festgelegt ist, kann eine übliche Tastver- hältnissteuerung (tA/tE) oder Pulsfrequenzsteuerung in Abhängigkeit von Eingangs- und/oder Ausgangsgrößen (EingangsSpannung, LastSpannung) nicht erfolgen. Zur Regelung ist deshalb vorzugsweise ein Vorregler, insbesondere ein Buckregler, vorgesehen, dessen Stellglied bezüglich seiner Schaltzeiten von Eingangs- und/oder Ausgangsgrößen beeinflußt wird (vgl. hierzu beispielsweise EP 0 664 9036 Bl) .Since the flow converter according to the invention is defined in its switch-on and switch-off times by the previously specified resonance conditions, a customary push-button Ratio control (tA / tE) or pulse frequency control depending on input and / or output variables (input voltage, load voltage) do not take place. A pre-regulator, in particular a buck regulator, is therefore preferably provided for the control, the actuator of which is influenced in terms of its switching times by input and / or output variables (cf., for example, EP 0 664 9036 B1).
In das Ersatzschaltbild der resonanzbestimmenden Elemente können natürlich auch noch weitere Größen mit einbezogen werden, die einen Einfluß auf das Resonanzverhalten haben können, z. B. Wicklungskapazität des Transformators, Kapazität des sekundärseitigen Gleichrichters 10, Zuleitungsinduktivitäten, usw. Selbst wenn diese Elemente im Sekundärkreis auftreten, können sie unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators in den Primärkreis transformiert werden und entsprechend den dort vorgesehenen resonanzbestimmenden Elementen zugeschlagen werden oder mit diesen in einem entsprechend ergänzten Ersatzschaltbild bei den Resonanzbetrachtungen berücksichtigt werden. Auch Elemente des Vorreglers, die einen Einfluß auf das Resonanzverhalten haben, können so Berücksichtigung finden. In the equivalent circuit diagram of the resonance-determining elements, of course, other variables can also be included, which can have an influence on the resonance behavior, for. B. winding capacity of the transformer, capacity of the secondary rectifier 10, lead inductances, etc. Even if these elements occur in the secondary circuit, they can be transformed into the primary circuit, taking into account the transformation ratio of the transformer, and can be added in accordance with the resonance-determining elements provided there or with them a correspondingly supplemented equivalent circuit diagram should be taken into account when considering the resonance. Elements of the pre-regulator that have an influence on the resonance behavior can also be taken into account in this way.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Steuerung des Schaltverhaltens eines Durchflußwandler-Stellgliedes (1) mit resonanzbestimmenden Mitteln durch folgende Maßnahmen:1. Method for controlling the switching behavior of a forward converter actuator (1) using resonance-determining means by the following measures:
- Das Abschalten des Durchflußwandler-Stellgliedes (1) wird in Abhängigkeit erster resonanzbestimmender Mittel (2, 3, 11) im stromlosen Zustand des Durchflußwandler-Stellgliedes ( 1 ) vorgenommen,- The flow converter actuator (1) is switched off as a function of first resonance-determining means (2, 3, 11) in the de-energized state of the flow converter actuator (1),
- Der Abschaltzustand des Durchflußwandler-Stellgliedes (1) wird solange beibehalten, bis der Durchflußwandler- Transformator (4) in seiner Induktionsaussteuerung mittels weiterer resonanzbestimmenden Mittel (5, 6) auf einen negativen Wert zurückgeführt ist und sich die Spannung am Durchflußwandler-Stellglied (1) auf den Wert 0 abgebaut hat.- The switch-off state of the forward converter actuator (1) is maintained until the forward converter transformer (4) is reduced to a negative value in its induction control by means of further resonance-determining means (5, 6) and the voltage at the forward converter actuator (1 ) has reduced to the value 0.
2. Durchflußwandler zum Durchführen des Verfahrens nach An- spruch 1 bestehend aus:2. Flow converter for carrying out the method according to claim 1 consisting of:
- einem Durchflußwandler-Stellglied (1) ,- a flow converter actuator (1),
- einem Durchflußwandler-Transformator (4),- a forward converter transformer (4),
- einer Steuereinrichtung (7) für das Druchflußwandler- Stellglied (1) , - ersten resonanzbestimmenden Mitteln (2, 3, 11) zur Ermöglichung des Abschaltens des Durchflußwandler-Stellgliedes (1) im stromlosen Zustand, - weiteren resonanzbestimmenden Mitteln (5, 6) in Abhängigkeit derer der Abschalt-Zustand des Durchflußwandler- Stellgliedes (1) solange beibehaltbar ist, bis der Durchflußwandler-Transformator (4) in seiner Induktionsaussteue- rung auf einen negativen Wert zurückgeführt ist und sich die Spannung am Durchflußwandler-Stellglied (1) auf den Wert 0 abgebaut hat .- a control device (7) for the flow converter actuator (1), - first resonance-determining means (2, 3, 11) to enable the flow converter actuator (1) to be switched off in the de-energized state, - Further resonance-determining means (5, 6) depending on which the switch-off state of the forward converter actuator (1) can be maintained until the forward converter transformer (4) is reduced in its induction control to a negative value and the voltage on the flow converter actuator (1) has decreased to the value 0.
3. Durchflußwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten resonanzbestimmenden Mittel (2, 3, 11) aus der Eingangskapazität (2) des Durchflußwandlers und der Streuinduktivität (3) des Druchflußwandler-Transformators (4) und gegebenenfalls der Kapazität eines ausgangsseitigen Glättungskondensators (11) gebildet sind.3. Flow converter according to claim 2, characterized in that the first resonance-determining means (2, 3, 11) from the input capacitance (2) of the flow converter and the leakage inductance (3) of the flow-through transformer (4) and optionally the capacitance of a smoothing capacitor on the output side (11) are formed.
4. Durchflußwandler nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren resonanzbestimmenden Mittel (5, 6) aus der Hauptinduktivität (5) des Durchflußwandler- Transformators (4) und aus der Schaltkapazität des Durch- flußwandler-Stellgliedes (6) gebildet sind.4. Flow converter according to claim 2 or 3, characterized in that the further resonance-determining means (5, 6) from the main inductance (5) of the flow converter transformer (4) and from the switching capacity of the flow converter actuator (6) are formed .
5 Durchflußwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren resonanzbestimmenden Mittel (5, 6) zusätzlich durch eine Parallelkapazität (7) zum Durchflußwandler- Stellglied (1) gebildet sind.5 flow converter according to claim 4, characterized in that the further resonance-determining means (5, 6) are additionally formed by a parallel capacitance (7) to the flow converter actuator (1).
6. Durchflußwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Durchflußwandler ein Vorregler (8) insbesondere in Form eines Buckreglers vorgeschaltet ist. 6. Flow converter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the flow converter is preceded by a pre-regulator (8), in particular in the form of a buck regulator.
7. Durchflußwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskapazität des Buckreglers die Eingangskapazität (2) des Durchflußwandlers bildet. 7. Flow converter according to claim 6, characterized in that the output capacitance of the buck regulator forms the input capacitance (2) of the flow converter.
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