AT506362B1

AT506362B1 - Gleichspannungswandler mit spartransformator

Info

Publication number: AT506362B1
Application number: AT1902008A
Authority: AT
Inventors: Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss; Helmut Votzi
Original assignee: Fachhochschule Technikum Wien
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2012-05-15
Also published as: AT506362A1

Abstract

Schaltungen zur Gleichspannungswandlung (DC/DC Konverter), deren Ausgangsspannung durch das Tastverhältnis verändert werden kann, bei denen ein Spartransformator eingebaut ist, werden dargestellt. Dadurch ist es möglich, z.B. relativ große Eingangsspannungen in relativ kleine Ausgangsspannungen zu verwandeln, ohne dass ein extrem kleines Tastverhältnis für den aktiven Schalter gewählt werden muss. Die Vorteile des Spartransformators sind eine kleinere Bauform und daher Kostenreduktion. Wenn der aktive Schalter (S) eingeschaltet ist, fließt aus der Quelle, die an den Eingangklemmen (1) und (2) angeschlossen ist ein Strom. Durch die Transformatorwirkung wird eine um die Trafoübersetzung kleinere Spannung an den an die zweite Wicklung (N2) angeschlossenen Teil der Schaltung gelegt. Dadurch erhöht sich der Energieinhalt der Spule (L). Wird der aktive Schalter (S) abgeschaltet, so kommutiert der Spulenstrom in den Ausgangskondensator (C) und führt diesem nun Energie zu. Die im Spartransformator gespeicherte Energie wird nun ebenfalls über die Diode (D2) an den Kondensator (C) abgegeben. Dadurch wird der Transformator entmagnetisiert. Die neuerliche Einschaltung des aktiven Schalters (S) soll erst nach der vollständigen Entmagnetisierung erfolgen.

Description

österreichisches Patentamt AT506 362 B1 2012-05-15

Beschreibung

GLEICHSPANNUNGSWANDLER MIT SPARTRANSFORMATOR

[0001] Die Erfindung betrifft Gleichspannungswandler bestehend aus einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2), die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters S geschaltet ist, und einer zweiten positiven (3) und einer zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3), oder einer dritten (D3) und vierten (D4), oder einer dritten (D3), vierten (D4) und fünften (D5) Diode.

[0002] Die Offenlegung behandelt neue Schaltungen zur Gleichspannungswandlung (DC/DC Konverter), deren Ausgangsspannung durch das Tastverhältnis verändert werden kann, bei denen ein Spartransformator eingebaut ist. Dadurch ist es möglich z.B. relativ große Eingangsspannungen in relativ kleine Ausgangsspannungen zu verwandeln, ohne dass ein extrem kleines Tastverhältnis für den aktiven Schalter gewählt werden muss. Durch den Einbau eines Spartransformators kann kein Wandler mit Potentialtrennung erzielt werden. Dies ist aber nicht immer erforderlich und so können für die Spannungsanpassung die Vorteile des Spartransformators genutzt werden. Diese sind eine kleinere Bauform und daher Kostenreduktion gegenüber einem Trafo mit galvanischer Trennung. Die Wicklungen des Spartransformators können durch eine Anzapfung einer Gesamtwicklung oder durch Aneinanderschalten von zwei ursprünglich getrennten Wicklungen erfolgen. In der Patentliteratur findet man in AT 409.568 (HIMMELSTOSS) eine ganze Familie von Schaltungen zur Umformung von Gleichspannungen mit Hilfe von Spartransformatoren. Diese Schaltungen benötigen nur einen aktiven Schalter und eine Diode und neben dem Spartrafo noch zwei Kondensatoren und eine Drossel. Im Unterschied zu diesem Patent und auch zu AT 413.912 B (HIMMELSTOSS) bei dem eine angezapfte Spule (Spartrafo) in einem Konverter zu Erzeugung von zwei symmetrischen, stellbaren Spannungen dient, wobei nur ein einziger aktiver Schalter benötigt wird, wird hier das Trafoverhalten vollständig genutzt, da der Energietransport einerseits über die Trafowirkung und andererseits, wie bei den erwähnten Patenten, über die gespeicherte Magnetisierungsenergie erfolgt.

[0003] Zum allgemeinen Stand der Technik seien noch drei weitere Patentdokumente angeführt. WO 1986/03349 A1 (ERICSSON) zeigt einen Hochsetzsteller mit angezapfter Spule und einer Vorrichtung zur Verbesserung des Kommutierungsverhaltens. JP 2001-298944 A (SANKEN ELECTRONIC) zeigt einen Hoch-Tiefsetzsteller mit gekoppelten Spulen, wobei noch eine dritte Wicklung am selben Magnetkern hinzukommt um die Schaltverluste zu verringern. JP 10-285915 A (TOSHIBA) zeigt ein verlustarmes Entlastungsnetzwerk, das einen Spartransformator zwecks Rückgewinnung der im Entlastungskondensator gespeichert Energie verwendet.

[0004] Die Ansteuerung des aktiven Schalters, die Erzeugung der Pulsweitenmodulation, die möglichen Konzepte der Regelung und/oder Steuerung sind allgemein bekannt und daher in dieser Schrift nicht behandelt.

[0005] Die Funktionsweise soll an Hand der Schaltung Fig. 1 a besprochen werden. Wenn der aktive Schalter (S) eingeschaltet ist fließt aus der Quelle, die an den Eingangklemmen (1) und (2) angeschlossen ist, ein Strom. Durch die Transformatorwirkung wird eine um die Trafoübersetzung kleinere Spannung an den an die zweite Wicklung (N2) angeschlossenen Teil der Schaltung gelegt. Dadurch erhöht sich der Energieinhalt der (Drossel) Spule (L). Wird der aktive Schalter (S) abgeschaltet, so kommutiert der Spulenstrom in den Ausgangskondensator (C) und führt diesem nun Energie zu. Die im Spartransformator gespeicherte Energie wird nun ebenfalls über die Diode (D2) an den Kondensator (C) abgegeben. Dadurch wird der Transformator entmagnetisiert. Die neuerliche Einschaltung des aktiven Schalters (S) soll erst nach der vollständigen Entmagnetisierung erfolgen. 1 /13 österreichisches Patentamt AT506 362B1 2012-05-15 [0006] Die Figuren zeigen die neuen Schaltungen (Fig. 1 bis 8). In Fig. 9 ist beispielhaft für die Schaltung gemäß Fig. 1a die Wicklungsanordnung verändert. Der Transformator funktioniert nun als Aufwärtswandler. Diese Umstrukturierung ist bei allen vorher dargestellten Schaltungen möglich. Weiters zeigt Fig. 10 beispielhaft für die Schaltung gemäß Fig. 1a die Erweiterung mit synchroner Gleichrichtung.

[0007] Das Problem, eine unipolare Eingangsspannung in eine unipolare Ausgangsspannung mit einer Konverterschaltung zu verwandeln wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) die Kathode der zweiten Diode (D2) und eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2), welche weiters mit der Kathode der ersten Diode (D1) verbunden ist, geschaltet ist und die negative Ausgangsklemme (4) mit den Anoden der ersten (D1) und zweiten (D2) Diode verbunden ist (Fig.l.a.b) (Anspruch 1).

[0008] Zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) kann - anstatt einer Verbindung - eine vierte Diode (D4) in Flussrichtung geschaltet werden (Fig.3.a.b) (Anspruch 3).

[0009] Es kann weiters eine fünfte Diode (D5) zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4) in Sperrrichtung geschaltet werden (Fig.7.a.b) (Anspruch 7).

[0010] Das Problem kann auch dadurch gelöst werden, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4), die weiters mit dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) geschaltet ist und die positive Ausgangsklemme (3) mit den Kathoden der ersten (D1), deren Anode mit dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist und der zweiten (D2) Diode, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, geschaltet ist (Fig.2a.b) (Anspruch 2).

[0011] Zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4) kann anstatt einer Verbindung eine vierte Diode (D4) in Sperrrichtung geschaltet werden (Fig.4.a.b) (Anspruch 4).

[0012] Es kann weiters eine fünfte Diode (D5) zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) in Flussrichtung geschaltet werden (Fig.8.a.b) (Anspruch 9).

[0013] Das Problem kann auch dadurch gelöst werden, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit der Kathode der vierten Diode (D4) verbunden ist, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, eine dritte Diode (D3) geschaltet ist und die negative Ausgangsklemme (4) an eine Induktivität (L) geschaltet ist, deren zweiter Anschluss mit den Anoden der ersten Diode (D1), deren Kathode an das Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) geschaltet ist und zweiten Diode (D2), deren Kathode an den Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) geschaltet ist, verbunden ist (Fig.5) (Anspruch 5).

[0014] Es kann weiters eine fünfte Diode (D5) zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4) in Sperrrichtung geschaltet werden (Fig.7.c) (Anspruch 8).

[0015] Das Problem kann auch dadurch gelöst werden, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4), die weiters mit der Anode einer vierten Diode (D4) verbunden ist, deren Kathode mit dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, eine dritte Diode (D3) geschaltet ist und die positive Ausgangsklemme (3) an eine Induktivität (L) geschaltet ist, deren zweiter Anschluss mit den Kathoden der ersten Diode (D1), deren Anode mit dem Wicklungsanfang (a) und der zweiten (D2) Diode, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, geschaltet ist (Fig. 6) (Anspruch 6). 2/13 österreichisches Patentamt AT506 362B1 2012-05-15 [0016] Es kann weiters eine fünfte Diode (D5) zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) in Flussrichtung geschaltet werden (Fig.8.c) (Anspruch 10).

[0017] Weiters kann man die Anordnung der Sparwandlerwicklungen anders mit den Bauelementen verschalten. Dies führt zu einem anderen stationären Gleichspannungstransformationsgesetz. Der Gleichspannungswandler besteht aus einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung einer zweiten Wicklung (N2) eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2) die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters (S) geschaltet sind, und einer zweiten positiven (3) und zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3).

[0018] Die weitere Schaltung ergibt sich dadurch, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der Sekundärwicklung (N2) eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit dem Wicklungsende (b) der Sekundärwicklung (N2) verbunden ist geschaltet ist. Hier wird nun erfindungsgemäß zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) die Kathode der zweiten Diode (D2) und eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2), welche weiters mit der Kathode der ersten Diode (D1) verbunden ist, geschaltet ist und die negative Ausgangsklemme (4) mit den Anoden der ersten (D1) und zweiten (D2) Diode verbunden ist (Fig. 9) (Fig.l.a.b.abgew) (Anspruch 11).

[0019] Zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) anstatt einer Verbindung wird eine vierte Diode (D4) in Flussrichtung geschaltet (Fig.3.a.b.abgew) (Anspruch 13).

[0020] Es kann weiters eine fünfte Diode (D5) zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der negativen Ausgangsklemme (4) in Sperrrichtung geschaltet werden (Fig.7.a.b.abgew) (Anspruch 17).

[0021] Das Problem kann auch dadurch gelöst werden, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4), die weiters mit dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) verbunden ist, eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) geschaltet ist und die positive Ausgangsklemme (3) mit den Kathoden der ersten (D1), deren Anode mit dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) verbunden ist und der zweiten (D2) Diode, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, geschaltet ist (Fig.2.a.b.abgew) (Anspruch 12).

[0022] Zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der negativen Ausgangsklemme (4) kann anstatt einer Verbindung eine vierte Diode (D4) in Sperrrichtung geschaltet werden (Fig.4.a.b.abgew.) (Anspruch 14).

[0023] Es kann weiters eine fünfte Diode (D5) zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) in Flussrichtung geschaltet werden (Fig.8.a.b.abgew) (Anspruch 19).

[0024] Man kann nun aber auch zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit der Kathode der vierten Diode (D4) verbunden ist, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, eine dritte Diode (D3) schalten. An die negative Ausgangsklemme (4) schaltet man eine Induktivität (L), deren zweiter Anschluss mit den Anoden der ersten Diode (D1), deren Kathode an das Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) geschaltet ist und der zweiten Diode (D2), deren Kathode an den Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) geschaltet ist, verbunden ist (Fig.5abgew) (Anspruch 15).

[0025] Es kann weiters eine fünfte Diode (D5) zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten 3/13

Claims

österreichisches Patentamt AT506 362B1 2012-05-15 Wicklung (N1) und der negativen Ausgangsklemme (4) in Sperrrichtung geschaltet werden (Fig.7.c.abgew) (Anspruch 18). [0026] Das Problem kann auch dadurch gelöst werden, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4), die weiters mit der Anode einer vierten Diode (D4) verbunden ist, deren Kathode mit dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) verbunden ist, eine dritte Diode (D3) geschaltet ist und die positive Ausgangsklemme (3) an eine Induktivität (L) geschaltet ist, deren zweiter Anschluss mit den Kathoden der ersten Diode (D1), deren Anode mit dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der zweiten (D2) Diode, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, geschaltet ist (Fig. 6 abgew.) (Anspruch 16). [0027] Es kann weiters eine fünfte Diode (D5) zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) in Flussrichtung geschaltet werden. (Fig.8.c. abgew) (Anspruch 20). [0028] Weiters sei darauf hingewiesen, dass die Dioden des Durchflusswandlers auf bekannte Weise mit aktiven Schaltern überbrückt (Fig. 10) werden und entsprechend der Methode der synchronen Gleichrichtung angesteuert werden können. Ebenso ist denkbar, die anderen Dioden der Schaltung durch aktive Schalter zu entlasten. Weiters sei angemerkt, dass es oft notwendig ist, einen Kondensator zwischen die Eingangsklemmen zu schalten um die Zuleitungsinduktivität zu kompensieren. Die Eingangsquelle wird dadurch für die Schaltfrequenz des Konverters niederimpedant. BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG (U1) Eingangsspannung (U2) Ausgangsspannung (N1) erste Wicklung (N2) zweite Wicklung (D1) Diode (D2) Diode (D3) Diode (D4) Diode (D5) Diode (S) aktiver Schalter (51) aktiver Schalter (52) aktiver Schalter (L) Induktivität (C) Kondensator (a) Wicklungsanfang der ersten /zweiten Wicklung (b) Wicklungsende der zweiten Wicklung (1) positive Eingangsklemme (2) Eingangsklemme (Bezugspunkt) (3) positive Ausgangsklemme (4) Ausgangsklemme (Bezugspunkt) Patentansprüche 1. Gleichspannungswandler bestehend aus einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2), die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters S geschaltet ist, 4/13 österreichisches Patentamt AT506 362 B1 2012-05-15 und einer zweiten positiven (3) und einer zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) die Kathode der zweiten Diode (D2) und eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2), welche weiters mit der Kathode der ersten Diode (D1) verbunden ist, geschaltet ist und die negative Ausgangsklemme (4) mit den Anoden der ersten (D1) und zweiten (D2) Diode verbunden ist. (Fig.1 .a.b)
2. Gleichspannungswandler bestehend aus einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2), die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters S geschaltet ist, und einer zweiten positiven (3) und einer zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4), die weiters mit dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) geschaltet ist und die positive Ausgangsklemme (3) mit den Kathoden der ersten (D1), deren Anode mit dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist und der zweiten (D2) Diode, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, geschaltet ist. (Fig.2a.b)
3. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) anstatt einer Verbindung eine vierte Diode (D4) in Flussrichtung geschaltet ist. (Fig.3.a.b)
4. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4) anstatt einer Verbindung eine vierte Diode (D4) in Sperrrichtung geschaltet ist. (Fig.4.a.b)
5. Gleichspannungswandler bestehend aus einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2), die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters (S) geschaltet ist, und einer zweiten positiven (3) und einer zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit der Kathode der vierten Diode (D4) verbunden ist, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, eine dritte Diode (D3) geschaltet ist und die negative Ausgangsklemme (4) an eine Induktivität (L) geschaltet ist, deren zweiter Anschluss mit den Anoden der ersten Diode (D1), deren Kathode an den Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) geschaltet ist und zweiten Diode (D2), deren Kathode an den Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) geschaltet ist, verbunden ist. (Fig.5)
6. Gleichspannungswandler mit einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2), die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters S geschaltet ist, und einer zweiten positiven (3) und einer zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein 5/13 österreichisches Patentamt AT506 362B1 2012-05-15 Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4), die weiters mit der Anode einer vierten Diode (D4) verbunden ist, deren Kathode mit dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, eine dritte Diode (D3) geschaltet ist und die positive Ausgangsklemme (3) an eine Induktivität (L) geschaltet ist, deren zweiter Anschluss mit den Kathoden der ersten Diode (D1), deren Anode mit Wicklungsanfang (a) und zweiten (D2) Diode, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, geschaltet ist. (Fig. 6)
7. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4) eine fünfte Diode (D5) in Sperrrichtung geschaltet ist. (Fig.7.a.b)
8. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4) eine fünfte Diode (D5) in Sperrrichtung geschaltet ist. (Fig.7.c)
9. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) eine fünfte Diode (D5) in Flussrichtung geschaltet ist. (Fig.8.a.b)
10. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) eine fünfte Diode (D5) in Flussrichtung geschaltet ist. (Fig.8.c)
11. Gleichspannungswandler bestehend aus einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung einer zweiten Wicklung (N2) eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2) die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters S geschaltet ist, und einer zweiten positiven (3) und zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) die Kathode der zweiten Diode (D2) und eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2), welche weiters mit der Kathode der ersten Diode (D1) verbunden ist, geschaltet ist und die negative Ausgangsklemme (4) mit den Anoden der ersten (D1) und zweiten (D2) Diode verbunden ist. (Fig. 9)
12. Gleichspannungswandler bestehend aus einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung einer zweiten Wicklung (N2) eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1 ) und einer zweiten Wicklung (N2) die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters S geschaltet ist, und einer zweiten positiven (3) und einer zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4), die weiters mit dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) verbunden ist, eine Serienschaltung, bestehend aus einer Induktivität (L) und einer dritten Diode (D3) geschaltet ist und die positive Ausgangsklemme (3) mit den Kathoden der ersten (D1), deren Anode mit dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) verbunden ist und der zweiten (D2) Diode, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, geschaltet ist. 6/13 österreichisches Patentamt AT506 362B1 2012-05-15
13. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) anstatt einer Verbindung eine vierte Diode (D4) in Flussrichtung geschaltet ist.
14. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der negativen Ausgangsklemme (4) anstatt einer Verbindung eine vierte Diode (D4) in Sperrrichtung geschaltet ist.
15. Gleichspannungswandler bestehend aus einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung einer zweiten Wicklung (N2) eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2), die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters S geschaltet ist, und einer zweiten positiven (3) und einer zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der positiven Ausgangsklemme (3), die weiters mit der Kathode der vierten Diode (D4) verbunden ist, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, eine dritte Diode (D3) geschaltet ist und die negative Ausgangsklemme (4) an eine Induktivität (L) geschaltet ist, deren zweiter Anschluss mit den Anoden der ersten Diode (D1), deren Kathode an das Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) geschaltet ist und der zweiten Diode (D2), deren Kathode an den Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) geschaltet ist, verbunden ist.
16. Gleichspannungswandler mit einer ersten positiven (1) und ersten negativen (2) Eingangsklemme, zwischen die die Serienschaltung einer zweiten Wicklung (N2) eines Spartransformators - bestehend aus einem magnetischen Kern und aus einer ersten Wicklung (N1) und einer zweiten Wicklung (N2), die in Serie geschaltet sind - und eines aktiven Schalters S geschaltet ist, und einer zweiten positiven (3) und einer zweiten negativen (4) Ausgangsklemme, zwischen die ein Kondensator (C) geschaltet ist, weiters mit einer Induktivität (L), einer ersten (D1) und zweiten (D2) Diode, die entweder an den jeweiligen Kathoden oder den jeweiligen Anoden miteinander verbunden sind und einer dritten Diode (D3) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der negativen Ausgangsklemme (4), die weiters mit der Anode einer vierten Diode (D4) verbunden ist, deren Kathode mit dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) verbunden ist, eine dritte Diode (D3) geschaltet ist und die positive Ausgangsklemme (3) an eine Induktivität (L) geschaltet ist, deren zweiter Anschluss mit den Kathoden der ersten Diode (D1), deren Anode mit dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der zweiten (D2) Diode, deren Anode mit dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) verbunden ist, geschaltet ist.
17. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der negativen Ausgangsklemme (4) eine fünfte Diode (D5) in Sperrrichtung geschaltet ist.
18. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsanfang (a) der ersten Wicklung (N1) und der negativen Ausgangsklemme (4) eine fünfte Diode (D5) in Sperrrichtung geschaltet ist.
19. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) eine fünfte Diode (D5) in Flussrichtung geschaltet ist.
20. Gleichspannungswandler gemäß Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wicklungsende (b) der zweiten Wicklung (N2) und der positiven Ausgangsklemme (3) eine fünfte Diode (D5) in Flussrichtung geschaltet ist. 7/13 österreichisches Patentamt AT506 362 B1 2012-05-15
21. Gleichspannungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur ersten (D1) und zweiten Diode (D2) jeweils ein aktiver Schalter geschaltet ist.
22. Gleichspannungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur dritten (D3), vierten (D4) oder fünften (D5) Diode jeweils ein aktiver Schalter geschaltet ist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 8/13