CH710661A2 - DC / DC converter and method for controlling a soft switching bidirectional DC / DC converter. - Google Patents

DC / DC converter and method for controlling a soft switching bidirectional DC / DC converter. Download PDF

Info

Publication number
CH710661A2
CH710661A2 CH00120/15A CH1202015A CH710661A2 CH 710661 A2 CH710661 A2 CH 710661A2 CH 00120/15 A CH00120/15 A CH 00120/15A CH 1202015 A CH1202015 A CH 1202015A CH 710661 A2 CH710661 A2 CH 710661A2
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
switch
converter
time
switched
voltage
Prior art date
Application number
CH00120/15A
Other languages
German (de)
Other versions
CH710661B1 (en
Inventor
Bortis Dominik
Walter Kolar Johann
Original Assignee
ETH Zürich
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 ETH Zürich filed Critical ETH Zürich
Priority to CH00120/15A priority Critical patent/CH710661B1/en
Publication of CH710661A2 publication Critical patent/CH710661A2/en
Publication of CH710661B1 publication Critical patent/CH710661B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582Buck-boost converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054Transistor switching losses
    • H02M1/0058Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies 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

Ein erfindungsgemässer DC/DC-Konverter in Form eines Tiefsetzstellers, Hochsetzstellers oder Inverswandlers weist eine Wandlerinduktivität (L) und einen Induktivitätskurzschlussschalter (Q3, Q4, D3, D4) auf, welcher parallel zur Wandlerinduktivität (L) geschaltet ist. Der Induktivitätskurzschlussschalter (Q3, Q4, D3, D4) ist nach Stromrichtungen getrennt steuerbar. In einem erfindungsgemässen Verfahren zum Betrieb des DC-DC-Konverters wird ein Zeitintervall, während dem der Induktivitätskurzschlussschalter (Q3, Q4, D3, D4) eingeschaltet ist, variiert, um eine Periodendauer respektive eine Schaltfrequenz, mit welcher der DC/DC-Konverter betrieben wird, zumindest annähernd konstant zu halten. Dabei werden die Schaltvorgänge so gesteuert, dass für alle Schaltelemente (Q1, Q2, Q3, Q4) jeweils weiche Schaltvorgänge («soft switching») resultieren.A DC / DC converter according to the invention in the form of a step-down converter, step-up converter or inverter has a converter inductance (L) and an inductance short-circuit switch (Q3, Q4, D3, D4) which is connected in parallel to the converter inductance (L). The inductance short-circuit switch (Q3, Q4, D3, D4) can be controlled separately according to current directions. In a method according to the invention for operating the DC-DC converter, a time interval during which the inductance short-circuiting switch (Q3, Q4, D3, D4) is switched on varies by one period or one switching frequency with which the DC / DC converter operates is going to keep, at least approximately constant. The switching operations are controlled in such a way that soft switching processes ("soft switching") result for all switching elements (Q1, Q2, Q3, Q4).

Description

Stand der TechnikState of the art

[0001] Das Bauvolumen von DC/DC-Konvertern, wie z.B. Tiefsetzstellern wird massgeblich durch die passiven Komponenten, d.h. durch die Ausgangsinduktivität und die Ausgangskapazität bestimmt. Aufgabe des Ausgangsfilters ist die Tiefpassfilterung der durch die Schaltstufe des Konverters erzeugten Spannung; entsprechend kann bei höherer Schaltfrequenz die Knickfrequenz des Filters erhöht und damit die Baugrösse der Filterelemente verringert werden. Allerdings wird der Erhöhung der Schaltfrequenz durch die mit der Frequenz steigenden Schaltverluste eine Grenze gesetzt. Bei hohen Taktfrequenzen werden daher bevorzugt weich schaltende Konverter eingesetzt, welche das gleichzeitige Auftreten von Strom und Spannung eines Schaltelementes vermeiden, d.h. vor dem Einschalten die Spannung über dem Schalter auf null verringern (Zero Voltage Turn-on) oder beim Ausschalten die parasitäre Kapazität der Schaltelemente als Ausschaltentlastungskapazität nutzen, sodass der Spannungsanstieg über dem Schalter verzögert wird und der Strom im Schaltelement bereits unterbrochen ist bevor die Spannung massgebliche Werte erreicht (Zero Voltage Turn-off). Insgesamt wird diese, durch vernachlässigbare Schaltverluste gekennzeichnete Betriebsweise als Zero Voltage Switching (ZVS) bezeichnet. The construction volume of DC / DC converters, e.g. Buck converters is largely due to the passive components, i.e. determined by the output inductance and the output capacitance. The task of the output filter is the low-pass filtering of the voltage generated by the switching stage of the converter; correspondingly, at a higher switching frequency, the kink frequency of the filter can be increased and thus the size of the filter elements can be reduced. However, the increase in the switching frequency is limited by the switching losses that increase with the frequency. At high clock frequencies, soft-switching converters are therefore preferably used, which avoid the simultaneous occurrence of current and voltage of a switching element, i.e. Before switching on, reduce the voltage across the switch to zero (zero voltage turn-on) or when switching off, use the parasitic capacitance of the switching elements as a switch-off relief capacitance so that the voltage rise across the switch is delayed and the current in the switching element is interrupted before the voltage becomes significant Values reached (zero voltage turn-off). Overall, this mode of operation, which is characterized by negligible switching losses, is known as Zero Voltage Switching (ZVS).

[0002] Vorteilhaft wird ZVS durch entsprechende Steuerung der Konvertergrundstruktur, d.h. ohne Hilfsschalter erreicht. Eine derartige Betriebsweise wird z.B. in der Schweizerischen Patentanmeldung CH 0 480/10 und dem Schweizerischen Patent CH 701 856 (Anmeldenummer CH 1 451/09) beschrieben und ist durch einen dreieckförmigen Verlauf des Stromes in der Tiefsetzstellerinduktivität gekennzeichnet, wobei der Strom am Ende jeder Schaltperiode, d.h. am Ende des Ausschaltintervalls des Tiefsetzstellerschalters einen geringfügig negativen Strom aufweist. Die Einstellung dieses Stromes wird durch einen antiparallel zur Freilaufdiode liegenden Schalter (Freilaufschalter) ermöglicht, welcher auch im Leitintervall der Diode durchgeschaltet ist und so eine Stromführung mit geringem Vorwärtsspannungsabfall bzw. eine Verringerung der Leitverluste ermöglicht (synchrone Gleichrichtung). Durch den negativen Strom wird nach dem Ausschalten die parasitäre Kapazität des Freilaufschalters bzw. der Freilaufdiode aufgeladen, bzw. die parasitäre Kapazität des Tiefsetzstellerschalters (z.B. einen Leistungs-MOSFETs) entladen und damit schliesslich Spannung Null am Tiefsetzstellerschalter erreicht, womit die parasitäre interne Diode des Leistungs-MOSFETs leitend wird und die Spannung auf null klemmt, womit der Tiefsetzstellerschalter bzw. der Leistungs-MOSFET bei Spannung Null, d.h. ohne Verluste eingeschaltet werden kann und der Strom in der Tiefsetzstellerinduktivität wieder ansteigt. ZVS is advantageous through appropriate control of the converter basic structure, i. reached without auxiliary switch. Such an operation is e.g. in the Swiss patent application CH 0 480/10 and the Swiss patent CH 701 856 (application number CH 1 451/09) and is characterized by a triangular course of the current in the buck converter inductance, the current at the end of each switching period, i.e. has a slightly negative current at the end of the switch-off interval of the buck converter switch. The setting of this current is made possible by a switch (freewheeling switch) in antiparallel to the freewheeling diode, which is also switched through in the conduction interval of the diode and thus enables current to be carried with a low forward voltage drop or a reduction in conduction losses (synchronous rectification). Due to the negative current, the parasitic capacitance of the freewheeling switch or freewheeling diode is charged after switching off, or the parasitic capacitance of the buck converter switch (e.g. a power MOSFET) is discharged and thus finally zero voltage at the buck converter switch, with which the parasitic internal diode of the power -MOSFETs becomes conductive and the voltage clamps to zero, so that the buck converter or the power MOSFET at voltage zero, ie can be switched on without losses and the current in the buck converter inductance rises again.

[0003] Allerdings tritt durch die Dreieckform des Stromes in der Tiefsetzstellerinduktivität eine relativ hohe Variation der Schaltfrequenz über dem Betriebsbereich auf, da zwar die Steilheit der steigenden und fallenden Flanke des Stromes durch die Differenz von Ein- und Ausgangsspannung bzw. durch die Ausgangsspannung definiert sind, der Spitzenwert des Stromes näherungsweise jedoch stets gleich dem zweifachen Ausgangsstrommittelwert einzustellen ist, womit eine direkt von der Ausgangsleistung bestimmte Schaltfrequenzvariation resultiert. Insbesondere treten bei kleiner Ausgangsleistung kleine Stromspitzenwerte und damit aufgrund der festliegenden Stromsteilheiten sehr hohe Schaltfrequenzen auf. Andererseits sinkt die Schaltfrequenz bei hohen Leistungen auf tiefe Werte. However, the triangular shape of the current in the buck converter inductance causes a relatively high variation in the switching frequency over the operating range, since the steepness of the rising and falling edges of the current are defined by the difference between the input and output voltage and the output voltage , however, the peak value of the current must always be set approximately equal to twice the output current mean value, which results in a switching frequency variation determined directly by the output power. In particular, with a low output power, small current peaks and thus very high switching frequencies occur due to the fixed current slopes. On the other hand, the switching frequency drops to low values at high powers.

[0004] Zur Verringerung der Schaltfrequenzvariation ist bekannt, einen Kurzschlussschalter über der Tiefsetzstellerinduktivität anzuordnen welcher erlaubt den geringfügig negativen Umladestrom am Ende des Ausschaltintervalls für einen längeren Zeitabschnitt beizubehalten und so bei kleinen Ausgangsleistungen die Zunahme der Schaltfrequenz zu begrenzen. Der auch als Clamp-Switch oder Induktivitätskurzschlussschalter bezeichnete Schalter wird dabei gleichzeitig mit dem Abschalten des Freilaufschalters durchgeschaltet und damit die parasitäre Kapazität des Freilaufschalters und der Freilaufdiode hart auf die Ausgangsspannung aufgeladen, bzw. die parasitäre Kapazität des Clamp-Switch hart entladen. Der negative Strom der Ausgangsinduktivität zirkuliert dann über den Clamp-Switch, über der Induktivität liegt Spannung Null. Dieses Clamp-Intervall wird mit dem Abschalten des Clamp-Switch beendet. Der noch immer negative Strom lädt dann die Kapazität von Freilaufschalter und Freilaufdiode und des Clamp-Switch bzw. entlädt die Kapazität des Tiefsetzstellerschalters in Form einer Schwingung bis Spannung Null über dem Tiefsetzstellerschalter auftritt und der Schalter, wie oben beschrieben unter Spannung Null wieder einschaltet werden kann. Insgesamt kann durch Erhöhung der Länge des Clamp-Intervalls die Schaltfrequenz verringert und so auch bei kleinen Ausgangsleistungen eine niedrigere Schaltfrequenz sichergestellt werden. Allerdings steigt dabei der Spitzenwert des Stromes in der Induktivität da der lokale Mittelwert des Stromes in der Tiefsetzstellerinduktivität gleich dem Ausgangsstrom sein muss. Festzuhalten ist, dass der Clamp-Switch hier nur für negativen Stromfluss geeignet sein muss, worauf in der Literatur jedoch nicht hingewiesen wird. To reduce the switching frequency variation, it is known to arrange a short-circuit switch above the buck converter inductance which allows the slightly negative charge reversal to be maintained at the end of the switch-off interval for a longer period of time and so limit the increase in the switching frequency at low output powers. The switch, also known as a clamp switch or inductance short-circuit switch, is switched through at the same time as the freewheeling switch is switched off, thus charging the parasitic capacitance of the freewheeling switch and the freewheeling diode hard to the output voltage or hard discharging the parasitic capacitance of the clamp switch. The negative current of the output inductance then circulates via the clamp switch, voltage is zero across the inductance. This clamp interval ends when the clamp switch is switched off. The current, which is still negative, then charges the capacitance of the freewheeling switch and freewheeling diode and the clamp switch or discharges the capacitance of the buck converter switch in the form of an oscillation until voltage zero occurs across the buck converter switch and the switch can be switched on again under voltage zero as described above . Overall, by increasing the length of the clamp interval, the switching frequency can be reduced and thus a lower switching frequency can be ensured even with low output powers. However, the peak value of the current in the inductance increases because the local mean value of the current in the buck converter inductance must be equal to the output current. It should be noted that the clamp switch only has to be suitable for negative current flow, which is not referred to in the literature.

[0005] Aufgrund des Freilaufschalters kann der vorstehend beschriebene Tiefsetzsteller auch mit inverser Leistungsflussrichtung, d.h. mit negativem Strommittelwert in der Induktivität betrieben werden. Es tauschen dann Freilaufschalter und Tiefsetzstellerschalter ihre Funktion, und es liegt insgesamt Hochsetzstellerbetrieb vor, da nun ja Leistung von der niedrigen Ausgangsspannung in die höhere Eingangsspannung geliefert wird. Insgesamt liegt also ein bidirektionaler DC/DC-Konverter vor. Der Clamp-Switch muss demgemäss Ströme in beiden Richtungen führen und Spannungen in beiden Richtungen sperren können, d.h. es ist ein Vierquadrantenschalter vorzusehen. Wird dieser Schalter in der vorstehend beschriebenen Form angesteuert, d.h. werden beide Transistoren im Abschaltzeitpunkt des Freilaufschalters gleichzeitig durchgeschaltet tritt wie bereits oben erwähnt eine unmittelbare Entladung der parasitären Kapazität des Clamp-Switch und eine plötzlich Entladung der parasitären Kapazität des Tiefsetzstellerschalters von der vollen Eingangsspannung auf die Differenz von Ein- und Ausgangsspannung, sowie eine plötzliche Aufladung der Ausgangskapazität des Freilaufschalters auf die Ausgangsspannung auf. Hierdurch werden Schalterverluste verursacht und somit die eingangs erwähnte Schaltfrequenzerhöhung insgesamt begrenzt, bzw. elektromagnetischen Störungen verursacht. Due to the freewheeling switch, the buck converter described above can also be used with an inverse power flow direction, i.e. operated with a negative mean current value in the inductance. The freewheeling switch and the step-down converter switch then exchange their function, and there is a total step-up converter operation, since power is now being supplied from the low output voltage to the higher input voltage. Overall, there is a bidirectional DC / DC converter. The clamp switch must therefore carry currents in both directions and be able to block voltages in both directions, i.e. a four-quadrant switch is to be provided. If this switch is activated in the form described above, i. If both transistors are switched through at the same time when the freewheeling switch is switched off, as mentioned above, the parasitic capacitance of the clamp switch is immediately discharged and the parasitic capacitance of the buck converter is suddenly discharged from the full input voltage to the difference between the input and output voltage, as well as sudden charging the output capacitance of the freewheeling switch to the output voltage. This causes switch losses and thus limits the overall increase in switching frequency mentioned at the beginning, or causes electromagnetic interference.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen DC/DC-Konverter und ein Verfahren zu dessen Ansteuerung zu schaffen, sodass für Tief- und Hochsetzstellerbetrieb weiches Schalten aller Schaltelemente ermöglicht wird. [0006] The object of the invention is therefore to create a DC / DC converter and a method for controlling it, so that soft switching of all switching elements is made possible for buck and boost converter operation.

[0007] Der DC/DC-Konverter kann in Form eines Tiefsetzstellers, Hochsetzstellers oder Inverswandlers realisiert sein, und weist eine Wandlerinduktivität auf, sowie einen Induktivitätskurzschlussschalter, welcher parallel zur Wandlerinduktivität geschaltet ist, und welcher nach Stromrichtungen getrennt steuerbar ist. The DC / DC converter can be implemented in the form of a step-down converter, step-up converter or inverse converter, and has a converter inductance and an inductance short-circuit switch, which is connected in parallel to the converter inductance, and which can be controlled separately according to current directions.

[0008] «Nach Stromrichtungen getrennt» bedeutet beispielsweise, dass als Teil des Induktivitätskurzschlussschalters Schalter vorliegen, mit denen selektiv und unabhängig voneinander gesteuert werden kann, ob ein Strom durch den Schalter in die eine Richtung oder in die Gegenrichtung fliessen kann. "Separated by current directions" means, for example, that there are switches as part of the inductance short-circuit switch with which it is possible to selectively and independently control whether a current can flow through the switch in one direction or in the opposite direction.

[0009] Im Verfahren zum Betrieb des DC-DC-Konverters wird ein Zeitintervall, während dem der Induktivitätskurzschlussschalter (Q3, Q4, D3, D4) eingeschaltet ist, variiert, um eine Periodendauer respektive eine Schaltfrequenz, mit welcher der DC/DC-Konverter betrieben wird, zumindest annähernd konstant zu halten oder einem vorgegebenen, z.B. zeitabhängigen Sollwertverlauf anzupassen. Dabei werden die Schaltvorgänge so gesteuert, dass jeweils weiche Schaltvorgänge («soft switching») resultieren. In the method for operating the DC-DC converter, a time interval during which the inductance short-circuit switch (Q3, Q4, D3, D4) is switched on, varies by a period or a switching frequency with which the DC / DC converter is operated to hold at least approximately constant or a predetermined, for example adapt time-dependent setpoint curve. The switching processes are controlled in such a way that soft switching processes result in each case.

[0010] Es kann eine Abfolge von Schaltvorgängen bestimmt und vorgegeben werden, wobei bei der Ausführung des Verfahrens aufgrund von Messungen des Stroms durch die Wandlerinduktivität, insbesondere von Nulldurchgängen desselben, die Schaltzeitpunkte bestimmt respektive die Schaltvorgänge ausgelöst werden können. A sequence of switching operations can be determined and specified, the switching times determined or the switching operations being triggered when the method is carried out based on measurements of the current through the converter inductance, in particular zero crossings of the same.

[0011] In Ausführungsformen der Erfindung sind die folgenden Aspekte realisiert: Der Clamp-Switch oder Induktivitätskurzschlussschalter ist durch einen Vierquadrantenschalter realisiert, der nach Stromrichtungen getrennt steuerbar ist (Monolithic Bidirectional Switch mit 2 Gates, Antiserienschaltung von zwei unidirektionalen Schaltern mit anitparallelen Freilaufdioden, Antiparallelschaltung von Halbleitern mit Reverse Blocking Charakteristik, z.B. Reverse Blocking IGBTs). Der Induktivitätskurzschlussschalter kann für bidirektionale Tiefsetzsteller- (Buck-), Hochsetzsteller- (Boost), und Inverswandler (Buck-Boost-) Konverter eingesetzt werden. Dabei weisen in allen diesen Varianten jeweils die Eingangsklemme, Ausgangsklemme und Bezugsspannungsschiene zueinander eingeprägte, z.B. durch Kondensatoren gestützte Spannungen auf. Bei Tiefsetzsteller-Betrieb wird die Eingangsspannung zwischen Eingangsklemme und Bezugsspannungsschiene angelegt und die Ausgangsspannung tritt zwischen Ausgangsklemme und Bezugsspannungsschiene auf. Kehrt sich die Leistungsflussrichtung des Tiefsetzstellers um, d.h. wird Leistung vom Ausgang des Tiefsetzstellers an den Eingang zurückgespeist, liegt im Sinne der Spannungsübersetzung Hochsetzstellerbetrieb vor. Analog kann ein Hochsetzsteller mit Leistungsfluss entgegen der Spannungsübersetzungsrichtung als Tiefsetzsteller gesehen werden. Für Inverswandlerbetrieb wird die Eingangsspannung zwischen der Tiefsetzsetzsteller-eingangsklemme (positiver Pol) und Tiefsetzstellerausgangsklemme (negativer Pol) angelegt und die Ausgangsspannung zwischen der Bezugsspannungsschiene (negativer Pol) und Ausgangsklemme des Tiefsetzstellers (positiver Pol) abgegriffen, die Ausgangsklemme stellt also den für Ein- und Ausgangskreis des Inverswandlers gemeinsamen Schaltungspunkt dar. Entsprechend sind typisch zwischen Ein- und Ausgangsklemme und Bezugsspannungsschiene und Ausgangsklemme Stützkondensatoren angeordnet. Für unidirektionale Schaltung ist ein vereinfachter Induktivitätskurzschlussschalter, gebildet aus der Serienschaltung einer Diode und eines Schalters ausreichend. Auch in diesem Fall ist der Induktivitätskurzschlussschalter nach Stromrichtungen getrennt steuerbar. Die Schaltung wird modifiziert zu einem AC/DC-Wandler (beispielsweise für PFC, Power Factor Correction) oder zu einem AC/AC-Wandler. Auch in diesen Fällen kann ein Induktivitätskurzschlussschalter eingesetzt werden. Er kann insbesondere bei Volllast nur in der Umgebung der Nulldurchgänge mit breiter werdendem Aktivierungsintervall bei kleiner werdender Last betrieben werden. Betrieb des Induktivitätskurzschlussschalters bei DC/DC-Konvertern nur im Teillastbereich, bzw. bei DC/DC-Konvertern mit zeitlich veränderlicher Ein- und/oder Ausgangsspannung nur in jenen Bereichen, wo die Schaltfrequenz unzulässig hohe Werte erreichen würden. Wahl der Breite eines Ruheintervalls mit einem negativem Hilfsstrom durch den Induktivitätskurzschlussschalter derart, dass über einen gewissen Lastbereich oder einen Ein- und Ausgangsspannungsbereich nur eine relativ geringe Schaltfrequenzvariation auftritt, respektive eine Gesamtperiode der wiederholt durchgeführten Schaltvorgänge möglichst gleich bleibt. Einer der beiden Schalter des Induktivitätskurzschlussschalters kann für Synchrongleichrichtung des Induktivitätskurzschlussschalters eingeschaltet bleiben. Alternativ kann das Einschalten unterbleiben, um die Steuerung zu vereinfachen, bzw. kann bei nur unidirektionalem Leistungsfluss einer der beiden Schalter des Induktivitätskurzschlussschalters entfallen. In diesem Fall kann dann auch die antiparallele Diode zum anderen der beiden Schalter weggelassen werden.In embodiments of the invention, the following aspects are implemented: The clamp switch or inductance short-circuit switch is implemented by a four-quadrant switch that can be controlled separately according to current directions (monolithic bidirectional switch with 2 gates, anti-series connection of two unidirectional switches with anti-parallel freewheeling diodes, anti-parallel connection of semiconductors with reverse blocking characteristics, e.g. reverse blocking IGBTs) The inductance short-circuit switch can be used for bidirectional step-down converter (buck), step-up converter (boost) and inverse converter (buck-boost) converter. In all of these variants, the input terminal, output terminal and reference voltage rail have mutually embossed, e.g. voltages supported by capacitors. In buck converter operation, the input voltage is applied between the input terminal and the reference voltage rail and the output voltage occurs between the output terminal and the reference voltage rail. If the power flow direction of the buck converter is reversed, i.e. if power is fed back from the output of the step-down converter to the input, step-up converter operation is present in the sense of voltage translation. Similarly, a step-up converter with power flow opposite to the voltage conversion direction can be seen as a step-down converter. For inverse converter operation, the input voltage is applied between the buck converter input terminal (positive pole) and buck converter output terminal (negative pole) and the output voltage is tapped between the reference voltage rail (negative pole) and the output terminal of the buck converter (positive pole), so the output terminal provides the input and output terminal The output circuit of the inverse converter represents a common circuit point. Correspondingly, backup capacitors are typically arranged between the input and output terminal and the reference voltage rail and the output terminal. A simplified inductance short-circuit switch, formed from the series connection of a diode and a switch, is sufficient for unidirectional switching. In this case too, the inductance short-circuit switch can be controlled separately according to current directions. The circuit is modified to an AC / DC converter (for example for PFC, Power Factor Correction) or an AC / AC converter. An inductance short-circuit switch can also be used in these cases. In particular at full load, it can only be operated in the vicinity of the zero crossings with an increasing activation interval as the load decreases. Operation of the inductance short-circuit switch with DC / DC converters only in the partial load range, or with DC / DC converters with time-varying input and / or output voltage only in those areas where the switching frequency would reach impermissibly high values. Selection of the width of a rest interval with a negative auxiliary current through the inductance short-circuit switch in such a way that only a relatively small switching frequency variation occurs over a certain load range or an input and output voltage range, or a total period of the repeatedly performed switching operations remains as constant as possible. One of the two switches of the inductance short-circuit switch can remain switched on for synchronous rectification of the inductance short-circuit switch. Alternatively, switching on can be omitted in order to simplify the control, or one of the two switches of the inductance short-circuit switch can be omitted if the power flow is only unidirectional. In this case, the anti-parallel diode to the other of the two switches can also be omitted.

[0012] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schaltung; Fig. 2 Signalverläufe gemäss einem Steuerverfahren zum Betrieb der Schaltung; und Fig. 3 Signalverläufe gemäss einem modifizierten Steuerverfahren.In the following, the subject matter of the invention is explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments which are illustrated in the accompanying drawings. 1 shows an embodiment of a circuit according to the invention; 2 shows signal profiles according to a control method for operating the circuit; and FIG. 3 shows signal curves according to a modified control method.

[0013] Die im Folgenden anhand eines Tiefsetzstellers beschriebenen Vorgänge und Prinzipien sind in gleicher Weise auf andere DC/DC-Konverter wie Hochsetzsteller und Inverswandler wie auch AC/DC-Wandler oder AC/AC-Wandler mit Induktivitätskurzschlussschaltern übertragbar. Zum Teil können die gleichen Abfolgen von Schaltvorgängen realisiert werden, in anderen Fällen führen analoge Überlegungen in einer dem Fachmann sofort ersichtlichen Weise zu anderen Abfolgen. The processes and principles described below using a buck converter can be transferred in the same way to other DC / DC converters such as boost converters and inverse converters as well as AC / DC converters or AC / AC converters with inductance short-circuit switches. In some cases, the same sequences of switching operations can be implemented, in other cases analogous considerations lead to other sequences in a manner immediately apparent to a person skilled in the art.

[0014] Die Schaltungsstruktur eines bidirektionalen DC/DC-Konverters mit Tiefsetzstellercharakteristik ist in Fig. 1 gezeigt. Für die weitere Beschreibung wird eine Leistungsflussrichtung vom Eingang mit Spannung Upn = U1 zum Ausgang mit Spannung U n = U2 ≤ U1 vorausgesetzt und das System demgemäss als Tiefsetzsteller bezeichnet. Für umgekehrte Leistungsflussrichtung (welche aufgrund der Bidirektionalität des Konverters auftreten kann), d.h. bei Leistungsrückspeisung bzw. Leistungslieferung vom Tiefsetzstellerausgang n zum Tiefsetzstellereingang pn liegt mit Rücksicht auf die Spannungsübersetzung und Leistungsflussrichtung eigentlich Hochsetzstellerbetrieb vor. Im Sinne einer einfacheren Beschreibung wird darauf jedoch nicht näher eingegangen sondern stets nur von einem Tiefsetzsteller mit inverser Leistungsflussrichtung oder von Energierückspeisung des Tiefsetzstellers gesprochen, wenn Hochsetzstellerbetrieb vorliegt. The circuit structure of a bidirectional DC / DC converter with buck converter characteristic is shown in FIG. For the further description, a power flow direction from the input with voltage Upn = U1 to the output with voltage U n = U2 U1 is assumed and the system is accordingly referred to as a buck converter. For reverse power flow direction (which can occur due to the bidirectionality of the converter), i.e. In the case of power recovery or power delivery from the step-down converter output n to the step-down converter input pn, step-up converter operation is actually present, taking into account the voltage translation and power flow direction. In the sense of a simpler description, however, it is not discussed in more detail, but always only speaks of a step-down converter with an inverse power flow direction or of energy recovery of the step-down converter when step-up converter operation is present.

[0015] Die Schaltung weist eine Eingangskapazität C1, einen ersten und einen zweiten Schalter Q1, Q2 des Stellers, mit einer ersten und einer zweiten Freilaufdiode D1, D2, eine Wandlerinduktivität L, in diesem Fall auch Tiefsetzstellerinduktivität genannt, und eine Ausgangskapazität C2 auf. Die Tiefsetzstellerinduktivität L ist an einen Schaltungspunkt x zwischen dem ersten und zweiten Schalter Q1, Q2 angeschlossen. The circuit has an input capacitance C1, a first and a second switch Q1, Q2 of the controller, with a first and a second freewheeling diode D1, D2, a converter inductance L, in this case also called buck converter inductance, and an output capacitance C2. The buck converter inductance L is connected to a circuit point x between the first and second switches Q1, Q2.

[0016] Der erste Schalter Q1 ist zwischen den Schaltungspunkt x und eine Eingangsklemme p geschaltet. Der zweite Schalter Q2 ist zwischen den Schaltungspunkt x und eine Bezugsspannungsschiene n geschaltet. Zwischen die Eingangsklemme p und die Bezugsspannungsschiene n ist die Eingangskapazität C1 geschaltet. Anstelle der Eingangskapazität C1 kann auch ein anderes Element, das als Spannungsquelle wirkt, vorliegen. Die Wandlerinduktivität L ist zwischen den Schaltungspunkt x und einer Ausgangsklemme geschaltet. Zwischen die Ausgangsklemme und die Bezugsspannungsschiene n ist die Ausgangskapazität C2 geschaltet. The first switch Q1 is connected between the node x and an input terminal p. The second switch Q2 is connected between the node x and a reference voltage rail n. The input capacitance C1 is connected between the input terminal p and the reference voltage rail n. Instead of the input capacitance C1, another element that acts as a voltage source can also be present. The converter inductance L is connected between the node x and an output terminal. The output capacitance C2 is connected between the output terminal and the reference voltage rail n.

[0017] Es ist ein über der Tiefsetzstellerinduktivität L angeordneter Induktivitätskurzschlussschalter, auch Kurzschlussschalter genannt, als Antiserienschalter eines dritten und vierten Schalters Q3, Q4 mit Common-Emitter oder Common-Kollektor und mit antiparallelen (ggf. parasitären) Freilaufdioden D3 und D4 ausgeführt. Die Konverterfunktion wird nachfolgend anhand von Fig. 2 beschrieben, welche den Zeitverlauf des Stromes iL durch die Tiefsetzstellerinduktivität L, des Ausgangsstromes iout, der Spannung uQ2 über der Tiefsetzstellerfreilaufdiode D2 bzw. dem unmittelbar antiparallelen Tiefsetzstellerfreilaufschalter Q2 (welcher D2 als parasitäres Element aufweisen kann) sowie die Ansteuersignale der Schalter Q1, Q2, Q3 und Q4 zeigt, erläutert. Jedes der Schaltelemente Q1–Q4 weist eine parallele parasitäre Kapazität Cp1–Cp4 auf (in Fig. 1 nicht gezeigt), auch Ausgangskapazität genannt, welche ggf. durch eine externe Kapazitäten erhöht werden kann und zum Erreichen eines Zero Voltage Switchings bzw. allgemein eines weichen Schaltens (Soft-Switching) dient, d.h. beim Ausschalten eines stromführenden Schalters den Strom übernimmt. Durch entsprechenden Betrieb der gesamten Schaltung ist dann dafür zu sorgen, dass die vor dem Einschalten eines Schalters die zugehörige Kapazität entladen ist, um Einschaltverluste zu vermeiden. Durch die die hier beschriebene Steuerung des Tiefsetzstellers wird dieser Betrieb für alle Schalter Q1–Q4 sichergestellt. It is arranged above the buck inductance L inductance short-circuit switch, also called short-circuit switch, designed as an antiseries switch of a third and fourth switch Q3, Q4 with common emitter or common collector and with anti-parallel (possibly parasitic) freewheeling diodes D3 and D4. The converter function is described below with reference to FIG. 2, which shows the time course of the current iL through the buck converter inductance L, the output current iout, the voltage uQ2 across the buck converter freewheeling diode D2 or the directly anti-parallel buck converter freewheel switch Q2 (which D2 can have as a parasitic element) and shows the drive signals of switches Q1, Q2, Q3 and Q4. Each of the switching elements Q1-Q4 has a parallel parasitic capacitance Cp1-Cp4 (not shown in FIG. 1), also called output capacitance, which can optionally be increased by an external capacitance and to achieve zero voltage switching or generally a soft one Switching (soft switching) is used, ie takes over the current when a live switch is switched off. By operating the entire circuit accordingly, it must then be ensured that the associated capacitance is discharged before a switch is switched on in order to avoid switch-on losses. The control of the buck converter as described here ensures this operation for all switches Q1-Q4.

[0018] Bzgl. der im Weiteren verwendeten Bezeichnungen sei folgende Vereinbarung getroffen: Der einem Zeitpunkt tx zugeordnete Wert der Spannung uy wird kurz als uytx bezeichnet; Beispiel: uQ2 in t1: uQ2t1. Gleiches gilt für den Strom. Durchlassspannungen von Dioden und Leistungstransistoren werden vernachlässigt. Schraffur eines Steuersignals bedeutet, dass der zugehörige Transistor in diesem Zeitintervall für eine Verringerung der Komplexität der Steuerung vorteilhaft eingeschaltet verbleiben kann, für die Erfüllung der Schaltungsgrundfunktion ist dies jedoch nicht zwingend erforderlich. Allgemein ist die mit durchgezogenen Linien der Steuersignale in den Abbildungen gezeigte Steuerung so gewählt, dass im Sinne einer Minimierung der Leitverluste im Leitintervall einer Diode stets auch der antiparallele Transistor möglichst früh durchgeschaltet wird, wobei das Durchschalten nicht unmittelbar mit dem Leitendwerden der Diode sondern geringfügig zeitverzögert erfolgt, da eine Detektion des Leitens der Diode, welche anschliessend das Einschalten des Schalters auslöst eine gewisse Signallaufzeit aufweisen würde oder bei zeitlich fester Steuerung Sicherheitszeiten vorzusehen wären. [0018] Reg. The terms used below are agreed as follows: The value of the voltage uy assigned to a point in time tx is referred to as uytx for short; Example: uQ2 in t1: uQ2t1. The same goes for electricity. Forward voltages of diodes and power transistors are neglected. Hatching of a control signal means that the associated transistor can advantageously remain switched on in this time interval in order to reduce the complexity of the control, but this is not absolutely necessary for fulfilling the basic circuit function. In general, the control signal shown with solid lines in the figures is selected so that, in the interests of minimizing conduction losses in the conduction interval of a diode, the anti-parallel transistor is always switched through as early as possible, with switching through not immediately after the diode becomes conductive, but with a slight time delay takes place, since a detection of the conduction of the diode, which then triggers the switching on of the switch, would have a certain signal run time or, with fixed-time control, safety times would have to be provided.

Zeitpunkt t0Time t0

[0019] Der Strom iL steigt aufgrund der an L liegenden positiven Spannung uL = U1–U2 ausgehend von iLt0 = 0 linear an; Q1 wurde spätestens unmittelbar vor dem Nulldurchgang des Stroms iL spannungslos eingeschaltet, da der Strom dann durch die antiparallele Diode D1 von Q1 fliesst (Q1 kann D1 als parasitäres Element aufweisen). Transistor Q3 ist eingeschaltet, d.h. es gilt uQ3 = 0; die positive Spannung uL über L tritt damit über D4 in Sperrichtung auf (Q4 ist ausgeschaltet), d.h. Cp4 ist auf U1–U2 geladen. The current iL increases linearly due to the positive voltage uL = U1-U2 applied to L, starting from iLt0 = 0; Q1 was switched on without voltage at the latest immediately before the zero crossing of the current iL, since the current then flows through the anti-parallel diode D1 of Q1 (Q1 can have D1 as a parasitic element). Transistor Q3 is on, i.e. uQ3 = 0 applies; the positive voltage uL across L thus appears across D4 in the reverse direction (Q4 is switched off), i.e. Cp4 is loaded on U1-U2.

Zeitpunkt t1Time t1

[0020] Q1 wird spannungslos abgeschaltet, wobei t1 gegenüber t0 so gewählt wird, dass über die gesamte Taktperiode t0...t14 einerseits der gewünschte Leistungstransfer stattfindet und andererseits genügend Strom in L zur Verfügung steht um letztlich ein spannungsloses Einschalten von Q2 zum späteren Zeitpunkt t6 zu ermöglichen); der durch L eingeprägte Strom iLt1 lädt dann die parasitäre Kapazität Cp1 von Q1 (bzw. D1), entlädt Cp2 von Q2 (bzw. D2) und auch Cp4 von Q4 (Q3 wird spätestens jetzt eingeschaltet und ermöglicht das Fliessen dieses Entladestromes) in Form einer Schwingung, d.h. uL wird ausgehend von U1–U2 verringert. Der nicht für die Umladung von Cp4 benötigte Teil von iL tritt weiter als Ausgangsstrom iout auf. Q1 is switched off without voltage, where t1 is selected compared to t0 so that on the one hand the desired power transfer takes place over the entire clock period t0 ... t14 and on the other hand enough current is available in L to ultimately switch on Q2 without voltage at a later point in time t6 to enable); the current iLt1 impressed by L then charges the parasitic capacitance Cp1 of Q1 (or D1), discharges Cp2 of Q2 (or D2) and also Cp4 of Q4 (Q3 is now switched on at the latest and enables this discharge current to flow) in the form of a Vibration, ie uL is decreased starting from U1-U2. The part of iL that is not required for recharging Cp4 continues to appear as output current iout.

Zeitpunkt t2Time t2

[0021] Die Spannung uCp4 über die parasitäre Kapazität Cp4 von Q4 erreicht den Wert Null, womit D4 leitend wird; der gesamte Strom iL läuft nun über Q3 und D4. Entsprechend endet die Aufladung von Cp1 und Entladung von Cp2, der Schaltungspunkt x bleibt auf der Spannung uxn = U2 liegen. The voltage uCp4 across the parasitic capacitance Cp4 of Q4 reaches the value zero, so that D4 becomes conductive; the entire current iL now runs through Q3 and D4. The charging of Cp1 and the discharging of Cp2 ends accordingly, the circuit point x remains at the voltage uxn = U2.

Zeitpunkt t3Time t3

[0022] uD4 = uQ4 = 0, Q4 kann spannungslos eingeschaltet werden; der geringe Einschaltwiderstand von Q4 kommt damit parallel zu D4 zu liegen und die Leitverluste sinken; es gilt weiter uL = 0 bzw. uxn = U2. UD4 = uQ4 = 0, Q4 can be switched on without voltage; the low switch-on resistance of Q4 is parallel to D4 and the conduction losses decrease; furthermore, uL = 0 or uxn = U2.

Zeitpunkt t4Time t4

[0023] Q3 wird spannungslos ausgeschaltet (typisch wird das Zeitintervall t3...t4 so kurz gehalten, dass Q4 sicher spannungslos eingeschaltet werden kann), der vorher durch Q3 fliessende Strom fliesst nun über Cp3 und lädt Cp3 in Sperrrichtung von D3, womit zwischen und dem Schaltungspunkt x eine Spannung U x > 0 auftritt bzw. der Schaltungspunkt x zur Bezugsspannungsschiene n hin in der Spannung absinkt; damit wird ein Teil von iL nun wieder die weitere Aufladung von Cp1 und weitere Entladung von Cp2 übernehmen (vergleiche Zeitintervall t1...t2) und es tritt wieder ein entsprechender Ausgangsstrom iout auf. Q3 is switched off without voltage (typically the time interval t3 ... t4 is kept so short that Q4 can be safely switched on without voltage), the current flowing previously through Q3 now flows through Cp3 and charges Cp3 in the reverse direction of D3, which between and a voltage U x> 0 occurs at the circuit point x or the voltage of the circuit point x drops towards the reference voltage rail n; part of iL will then take over the further charging of Cp1 and further discharge of Cp2 (compare time interval t1 ... t2) and a corresponding output current iout occurs again.

Zeitpunkt t5Time t5

[0024] Die Spannung uQ2 über dem zweiten Sehalter Q2 erreicht den Wert Null, D4 wird leitend und übernimmt den Strom iL; Cp3 ist auf U2 aufgeladen, Cp1 auf U1, der gesamte Strom der Induktivität L tritt als Ausgangsstrom auf, iLt5 = iout. iL weist eine negative Steigung auf bzw. wird gegen U2 abgebaut. The voltage uQ2 across the second Sehalter Q2 reaches the value zero, D4 becomes conductive and takes over the current iL; Cp3 is charged on U2, Cp1 on U1, the entire current of the inductance L occurs as output current, iLt5 = iout. iL has a negative slope or is reduced against U2.

Zeitpunkt t6Time t6

[0025] uD2 = 0, Q2 kann spannungslos eingeschaltet werden, womit die Leitverluste gegenüber einem ausschliesslichen Leiten von D2 sinken. UD2 = 0, Q2 can be switched on without voltage, so that the conduction losses decrease compared to an exclusive conduction of D2.

Zeitpunkt t7Time t7

[0026] IL erreicht den Wert Null, spätestens jetzt muss Q2 eingeschaltet werden um eine Vorzeichenumkehr von iL zu ermöglichen. IL reaches the value zero, at the latest now Q2 must be switched on in order to enable a sign reversal of iL.

Zeitpunkt t8Time t8

[0026] iL < 0, Q2 wird spannungslos ausgeschaltet (der Zeitpunkt t8 wird so gewählt, dass iLt8 ausreicht um nachfolgend die parasitären Kapazitäten derart auf- bzw. zu entladen, dass letztlich in t13 Q1 spannungslos eingeschaltet werden kann), Q4 wird spätestens jetzt eingeschaltet. Der negative Strom iLt8 fliesst nun durch Cp2 und lädt die Kapazität in Sperrrichtung von D2 in Form einer Schwingung. Entsprechend müssen Cp1 und Cp3 entladen werden, d.h. ein Teil des Stromes iL wird über Q4 und Cp3 geführt, der verbleibende Rest tritt als Ausgangsstrom iout auf. IL <0, Q2 is switched off without voltage (time t8 is selected so that iLt8 is sufficient to subsequently charge or discharge the parasitic capacitances in such a way that Q1 can ultimately be switched on without voltage in t13), Q4 is now at the latest switched on. The negative current iLt8 now flows through Cp2 and charges the capacitance in the reverse direction of D2 in the form of an oscillation. Accordingly, Cp1 and Cp3 must be discharged, i.e. part of the current iL is conducted via Q4 and Cp3, the remainder occurs as output current iout.

Zeitpunkt t9Time t9

[0027] Cp3 ist vollständig entladen, D3 wird leitend, der gesamte Strom iL fliesst nun über Q4 und D3, damit gilt uL = 0 und uxn = U n, d.h. der Schaltungspunkt x bleibt auf dem Niveau der Ausgangsspannung stehen, die Aufladung von Cp2 und Entladung von Q1 endet. Cp3 is completely discharged, D3 becomes conductive, the entire current iL now flows through Q4 and D3, so that uL = 0 and uxn = U n, i.e. the node x remains at the level of the output voltage, the charging of Cp2 and discharging of Q1 ends.

Zeitpunkt t10Time t10

[0028] uD3 = 0, Q3 kann damit zur Verringerung der Leitverluste spannungslos eingeschaltet werden. Der Strom iL < 0 kreist nun über Q4 und Q3, es findet kein Leistungstransfer nach U2 statt. Das Intervall zwischen t10 und dem folgenden Zeitpunkt t11 kann als Ruheintervall bezeichnet werden. In diesem Intervall fliesst ein Strom durch den Induktivitätskurzschlussschalter, der als Hilfsstrom bezeichnet werden kann. UD3 = 0, Q3 can thus be switched on without voltage to reduce the conduction losses. The current iL <0 now circulates through Q4 and Q3, there is no power transfer to U2. The interval between t10 and the following point in time t11 can be referred to as the rest interval. In this interval, a current flows through the inductance short-circuit switch, which can be referred to as auxiliary current.

Zeitpunkt t11Time t11

[0029] Q4 wird spannungslos ausgeschaltet. Vorteilhaft wird die Länge des Intervalls t10…t11 so gewählt, dass die Länge der gesamten Pulsperiode, d.h. die Zeitdifferenz t14–t0 eine definierten Wert nicht unterschreitet, bzw. die Schaltfrequenz fs = 1/(t14–t0) des Systems auf eine definierten Wert limitiert bleibt. Durch das Ausschalten von Q4 wird iL < 0 nun Cp4 in Sperrrichtung von D4 aufladen, Q3 kann dabei leitend bleiben oder ausgeschaltet werden, da für den Stromfluss ja D3 zur Verfügung steht. Mit der Aufladung von Cp4 wird uL > 0, d.h. Schaltungspunkt x wird potentialmässig angehoben, d.h. Cp2 muss geladen und Cp1 entladen werden, wofür ein Teil von iL herangezogen wird der auch als Ausgangsstrom iout auftritt. Die Umladung der Kapazitäten findet wieder in Form einer Schwingung statt. Q4 is switched off without voltage. The length of the interval t10 ... t11 is advantageously chosen so that the length of the entire pulse period, i.e. the time difference t14 – t0 does not fall below a defined value, or the switching frequency fs = 1 / (t14 – t0) of the system remains limited to a defined value. By switching off Q4, iL <0 will now charge Cp4 in the reverse direction of D4, while Q3 can remain conductive or be switched off, since D3 is available for the current flow. With the charging of Cp4, uL> 0, i.e. Switching point x is raised in terms of potential, i.e. Cp2 must be charged and Cp1 discharged, for which a part of iL is used, which also occurs as output current iout. The recharging of the capacities takes place again in the form of an oscillation.

Zeitpunkt t12Time t12

[0030] Die Spannung über D1 wird Null, D1 beginnt zu leiten und klemmt den Schaltungspunkt x gegen die positive Eingangsspannungsklemme p. iL weist damit eine konstante positive, durch U1–U2 definierte Steigung auf. The voltage across D1 becomes zero, D1 begins to conduct and clamps the node x against the positive input voltage terminal p. iL thus has a constant positive slope defined by U1-U2.

Zeitpunkt t13Time t13

[0031] Q1 kann spannungslos eingeschalten werden und verringert die Leistverluste. [0031] Q1 can be switched on without voltage and reduces the power losses.

Zeitpunkt t14Time t14

[0032] iL erreicht von negativen Werten kommend den Wert Null, dies entspricht dem anfangs betrachteten Zustand in t0, eine Pulsperiode ist abgelaufen. Coming from negative values, iL reaches the value zero, this corresponds to the condition initially considered in t0, a pulse period has expired.

[0033] Zusammengefasst realisiert eine Steuerung der Schaltung durch Variation der Zeit t1–t0 eine Einstellung der Leistungslieferung; und durch Variation der Zeit t7–t6 eine Einstellung des negativen Hilfsstromwertes zur Sicherstellung des Zero Voltage Switching.In summary, the circuit is controlled by varying the time t1-t0, a cessation of the power delivery; and by varying the time t7-t6, setting the negative auxiliary current value to ensure zero voltage switching.

[0034] Bei einem unidirektionalen Leistungsfluss wird einer der Schalter des Induktivitätskurzschlussschalters nur eingeschaltet, um Verluste in seiner antiparallelen Diode zu vermeiden. Der Schalter kann dann auch ausgeschaltet bleiben oder weggelassen werden, wobei die Steuerung vereinfacht wird, aber Verluste in der Diode in Kauf zu nehmen sind. Im Beispiel der Fig. 1 können bei einem Leistungsfluss vom Eingang pn zum Ausgang n der vierte Schalter Q4 und die dritte Diode D3 weggelassen werden. Beim Leistungsfluss vom Ausgang n zum Eingang pn können der dritte Schalter D3 und die vierte Diode D4weggelassen werden In a unidirectional power flow, one of the switches of the inductance short-circuit switch is only switched on in order to avoid losses in its anti-parallel diode. The switch can then also remain switched off or be omitted, the control being simplified, but losses in the diode being accepted. In the example in FIG. 1, the fourth switch Q4 and the third diode D3 can be omitted when there is a power flow from the input pn to the output n. When power flows from output n to input pn, the third switch D3 and the fourth diode D4 can be omitted

[0035] Für die Ausgangsspannung U2 > U1/2 kann die vorstehend beschriebene Steuerung vereinfacht werden. Dieses modifizierte Steuerverfahren wird nachfolgend anhand von Fig. 3 kurz beschrieben. The control described above can be simplified for the output voltage U2> U1 / 2. This modified control method is briefly described below with reference to FIG. 3.

Zeitpunkt t0aTime t0a

[0036] wie oben As above

Zeitpunkt t1aTime t1a

[0037] Q1 wird spannungslos ausgeschaltet und Q3 wird, falls eingeschaltet ebenfalls ausgeschaltet, da anschliessend die Spannung uL negative Werte annehmen wird und entsprechend D3 Sperrspannung aufnehmen muss. Cp1 wird geladen, Cp2 entladen, ebenso wird die in t1a an einer U1–U2 liegende Sperrschichtkapazität Cp4 entladen, wobei Cp3 entsprechend aufgeladen wird. Wird uL = 0 erreicht, sind beide Cp3 und Cp4 gegenseitig geladen, die Umladeschwingung setzt sich fort und da U2 > U1/2 gilt muss sich über D3 bzw. Cp3 letztlich eine betragsmässig grössere Spannung aufbauen als in t1a an D4 bzw. Cp4 gelegen war, womit uD4 sicher den Wert Null erreicht bzw. D4 leitend wird und letztlich in t2a die volle Spannung U2 an D3 bzw. Cp3 liegt. Q1 is switched off without voltage and Q3, if switched on, is also switched off, since the voltage uL will then assume negative values and accordingly D3 must absorb reverse voltage. Cp1 is charged, Cp2 is discharged, and the junction capacitance Cp4 at a U1-U2 in t1a is discharged, with Cp3 being charged accordingly. If uL = 0 is reached, both Cp3 and Cp4 are mutually charged, the charge-reversal oscillation continues and since U2> U1 / 2 applies, a larger amount of voltage must build up across D3 or Cp3 than was located at D4 or Cp4 in t1a whereby uD4 surely reaches the value zero or D4 becomes conductive and ultimately the full voltage U2 is applied to D3 or Cp3 in t2a.

Zeitpunkt t2aTime t2a

[0038] uCp2 bzw. uQ2 erreicht den Wert Null, D2 wird leitend. UCp2 or uQ2 reaches the value zero, D2 becomes conductive.

Zeitpunkt t3aTime t3a

[0039] Q.2 kann spannungslos eingeschaltet werden, Verringerung der Leitverluste, iL wird gegen U2 abgebaut; weiter kann Q4 spannungslos eingeschaltet werden, da an D4 keine Spannung mehr liegt (siehe oben). Q.2 can be switched on without voltage, reducing the conduction losses, iL is reduced to U2; Q4 can also be switched on without voltage, since there is no longer any voltage at D4 (see above).

Zeitpunkt t4aTime t4a

[0040] iL wird Null, spätestens jetzt muss Q2 eingeschaltet werden um eine Stromumkehr zu ermöglichen. IL becomes zero, at the latest now Q2 must be switched on in order to enable a current reversal.

Zeitpunkt t5aTime t5a

[0041] Q2 wird ausgeschaltet und spätestens jetzt muss Q4 durchgeschaltet werden. Der negative Strom iL lädt nun Cp2, entlädt Cp1 und auch Cp3 über Q4. Q2 is switched off and at the latest now Q4 must be switched through. The negative current iL now charges Cp2, discharges Cp1 and also Cp3 via Q4.

Zeitpunkt t6aTime t6a

[0042] Cp3 ist entladen, uD3 wird Null, D3 wird leitend, womit iL über Q4 und D3 fliesst und der Schaltungspunkt x auf uxn=U2 verharrt. Cp3 is discharged, uD3 becomes zero, D3 becomes conductive, whereby iL flows through Q4 and D3 and the circuit point x remains at uxn = U2.

Zeitpunkt t7aTime t7a

[0043] Q.3 kann spannungslos eingeschaltet werden, Verringerung der Leitverluste. Q.3 can be switched on without voltage, reducing the conduction losses.

Zeitpunkt t8aTime t8a

[0044] Ausschalten von Q4, iL < 0 lädt nun Cp4 in Sperrrichtung von D4 über D3 und Q3, Q3 könnte ausgeschaltet werden, da D3 für die Stromführung zur Verfügung steht. Der Schaltungspunkt x wird potentialmässig angehoben, Cp2 in Form einer Schwingung weiter aufgeladen, Cp1 weiter entladen, wofür ein Teil von iL benötigt wird, der auch als Ausgangsstrom iout auftritt. Switching off Q4, iL <0 now charges Cp4 in the reverse direction from D4 via D3 and Q3, Q3 could be switched off, since D3 is available for conducting current. The switching point x is raised in terms of potential, Cp2 is further charged in the form of an oscillation, Cp1 is further discharged, for which a part of iL is required, which also occurs as an output current iout.

Zeitpunkt t9aTime t9a

[0045] uD1 wird zu Null, D1 wird leitend, der negative Strom iL gegen die Eingangsspannung U1 abgebaut. Cp4 liegt an einer Spannung U1–U2 UD1 becomes zero, D1 becomes conductive, the negative current iL is reduced against the input voltage U1. Cp4 is at a voltage U1-U2

Zeitpunkt t10aTime t10a

[0046] Q1 kann spannungslos eingeschaltet werden, Verringerung der Leitverluste. [0046] Q1 can be switched on without voltage, reducing the conduction losses.

Zeitpunkt t11aTime t11a

[0047] iL wird Null, Q1 muss spätestens jetzt eingeschaltet werden um einen Aufbau von iL zu positiven Werten hin zu ermöglichen. IL becomes zero, Q1 must now be switched on at the latest in order to enable iL to build up towards positive values.

Claims (10)

1. DC/DC-Konverter in Form eines Tiefsetzstellers, Hochsetzstellers oder Inverswandlers, mit einer Wandlerinduktivität (L), aufweisend einen Induktivitätskurzschlussschalter, welcher parallel zur Wandlerinduktivität (L) geschaltet ist, und welcher nach Stromrichtungen getrennt steuerbar ist.1. DC / DC converter in the form of a step-down converter, step-up converter or inverse converter, with a converter inductance (L), having an inductance short-circuit switch which is connected in parallel to the converter inductance (L) and which can be controlled separately according to current directions. 2. DC/DC-Konverter gemäss Anspruch 1, der für einen bidirektionalen Leistungsfluss ausgelegt ist, und wobei der Induktivitätskurzschlussschalter durch einen Vierquadrantenschalter (Q3, Q.4, D3, D4) realisiert ist.2. DC / DC converter according to claim 1, which is designed for a bidirectional power flow, and wherein the inductance short-circuit switch is implemented by a four-quadrant switch (Q3, Q.4, D3, D4). 3. DC/DC-Konverter gemäss Anspruch 1, der für einen unidirektionalen Leistungsfluss ausgelegt ist, und wobei der Induktivitätskurzschlussschalter durch eine Serienschaltung einer Diode und eines Schalters realisiert ist.3. DC / DC converter according to claim 1, which is designed for a unidirectional power flow, and wherein the inductance short-circuit switch is implemented by a series connection of a diode and a switch. 4. DC/DC-Konverter gemäss Anspruch 2, welcher in Form eines Tiefsetzstellers realisiert ist und die folgenden Elemente aufweist: – eine Eingangsklemme (p), eine Ausgangsklemme ( ) und eine Bezugsspannungsschiene (n), – einen ersten Schalter (Q1) mit einer antiparallelen ersten Diode (D1), die zwischen die Eingangsklemme (p) und einen Schaltungspunkt (x) geschaltet sind; – einen zweiten Schalter (Q2) mit einer antiparallelen zweiten Diode (D2), die zwischen den Schaltungspunkt (x) und die Bezugsspannungsschiene (n) geschaltet sind; – eine Wandlerinduktivität (L), die zwischen den Schaltungspunkt (x) und eine Ausgangsklemme geschaltet ist; – einen Induktivitätskurzschlussschalter (Q3, Q4, D3, D4) welcher parallel zur Wandlerinduktivität (L) geschaltet ist und als Antiserienschalter eines dritten und vierten Schalters (Q3, Q4) mit antiparallelen Freilaufdioden (D3) und (D4) ausgeführt ist.4. DC / DC converter according to claim 2, which is implemented in the form of a buck converter and has the following elements: - an input terminal (p), an output terminal () and a reference voltage rail (n), - A first switch (Q1) with an anti-parallel first diode (D1), which are connected between the input terminal (p) and a circuit point (x); - A second switch (Q2) with an anti-parallel second diode (D2), which are connected between the node (x) and the reference voltage rail (n); - A converter inductance (L) which is connected between the node (x) and an output terminal; - An inductance short-circuit switch (Q3, Q4, D3, D4) which is connected in parallel to the converter inductance (L) and is designed as an anti-series switch of a third and fourth switch (Q3, Q4) with anti-parallel freewheeling diodes (D3) and (D4). 5. Verfahren zum Betrieb eines DC/DC-Konverters, insbesondere in Form eines Tiefsetzstellers, welcher die folgenden Elemente aufweist: – eine Eingangsklemme (p), eine Ausgangsklemme ( ) und eine Bezugsspannungsschiene (n), – einen ersten Schalter (Q1) mit einer antiparallelen ersten Diode (Dl), die zwischen die Eingangsklemme (p) und einen Schaltungspunkt (x) geschaltet sind; – einen zweiten Schalter (Q2) mit einer antiparallelen zweiten Diode (D2), die zwischen den Schaltungspunkt (x) und die Bezugsspannungsschiene (n) geschaltet sind; – eine Wandlerinduktivität (L), die zwischen den Schaltungspunkt (x) und eine Ausgangsklemme geschaltet ist; – einen Induktivitätskurzschlussschalter (Q3, Q4, D3, D4) welcher parallel zur Wandlerinduktivität (L) geschaltet ist und als Antiserienschalter eines dritten und vierten Schalters (Q3, Q4) mit antiparallelen Freilaufdioden (D3) und (D4) ausgeführt ist; wobei im Betrieb des DC/DC-Konverters ein Strom, im Folgenden Wandlerstrom iL genannt, durch die Wandlerinduktivität (L) fliesst, und wobei zur Realisierung von weichen Schaltvorgängen – ausgehend von einem Startzeitpunkt t0, in welchem der Wandlerstrom null ist, und der erste Schalter (Q1) eingeschaltet ist oder spannungslos eingeschaltet wird, der dritte Schalter (Q3) eingeschaltet ist oder ausgeschaltet ist und der zweite Schalter (Q2) und der vierte Schalter (Q4) ausgeschaltet sind die nachstehend beschriebenen Schritte in dieser Folge ausgeführt werden: – zu einem Zeitpunkt t1, spannungsloses Ausschalten des ersten Schalters (Q1); – zu einem Zeitpunkt t3, spannungsloses Einschalten des vierten Schalters (Q4); – zu einem Zeitpunkt t4, spannungsloses Ausschalten des dritten Schalters (Q3); – zu einem Zeitpunkt t6, spannungsloses Einschalten des zweiten Schalters (Q2); – zu einem Zeitpunkt t8, spannungsloses Ausschalten des zweiten Schalters (Q2); – zu einem Zeitpunkt t10, spannungsloses Einschalten des dritten Schalters (Q3); – zu einem Zeitpunkt t11, spannungsloses Ausschalten des vierten Schalters (Q4); – zu einem Zeitpunkt t13, spannungsloses Einschalten des ersten Schalters (Q1); und damit wieder der Zustand entsprechend dem Startzeitpunkt t0 erreicht ist.5. A method for operating a DC / DC converter, in particular in the form of a buck converter, which has the following elements: - an input terminal (p), an output terminal () and a reference voltage rail (n), - A first switch (Q1) with an anti-parallel first diode (Dl) which are connected between the input terminal (p) and a circuit point (x); - A second switch (Q2) with an anti-parallel second diode (D2), which are connected between the node (x) and the reference voltage rail (n); - A converter inductance (L) which is connected between the node (x) and an output terminal; - An inductance short-circuit switch (Q3, Q4, D3, D4) which is connected in parallel to the converter inductance (L) and is designed as an anti-series switch of a third and fourth switch (Q3, Q4) with anti-parallel freewheeling diodes (D3) and (D4); wherein, during operation of the DC / DC converter, a current, hereinafter referred to as converter current iL, flows through the converter inductance (L), and wherein for the implementation of soft switching processes - Starting from a starting time t0, at which the converter current is zero, and the first switch (Q1) is switched on or is switched on without voltage, the third switch (Q3) is switched on or off and the second switch (Q2) and the fourth switch (Q4) are switched off follow the steps outlined below in this order: - At a time t1, de-energized switching off of the first switch (Q1); - At a point in time t3, the fourth switch (Q4) is switched on without voltage; - at a time t4, de-energized switching off of the third switch (Q3); - at a point in time t6, switching on the second switch (Q2) without voltage; - at a time t8, de-energized switching off of the second switch (Q2); - At a point in time t10, the third switch (Q3) is switched on without voltage; - at a time t11, de-energized switching off of the fourth switch (Q4); - at a point in time t13, switching on the first switch (Q1) without voltage; and thus the state corresponding to the starting time t0 is reached again. 6. Verfahren gemäss Anspruch 5, mit den weiteren Schritten – frühestens zum Zeitpunkt t11, Ausschalten des dritten Schalters (Q3); und – spätestens zum Zeitpunkt t1 einer folgenden Periode, spannungsloses Einschalten des dritten Schalters (Q3).6. The method according to claim 5, with the further steps - at the earliest at time t11, switching off the third switch (Q3); and - At the latest at time t1 of a subsequent period, the third switch (Q3) is switched on without voltage. 7. Verfahren gemäss Anspruch 5 oder 6, mit den weiteren Schritten – frühestens zum Zeitpunkt t4, Ausschalten des vierten Schalters (Q4); und – spätestens zum Zeitpunkt t8, spannungsloses Einschalten des vierten Schalters (Q4).7. The method according to claim 5 or 6, with the further steps - at the earliest at time t4, switching off the fourth switch (Q4); and - At the latest at time t8, the fourth switch (Q4) is switched on without voltage. 8. Verfahren zum Betrieb eines DC/DC-Konverters, insbesondere in Form eines Tiefsetzstellers, welcher die folgenden Elemente aufweist: – eine Eingangsklemme (p), eine Ausgangsklemme ( ) und eine Bezugsspannungsschiene (n), – einen ersten Schalter (Q1) mit einer antiparallelen ersten Diode (Dl), die zwischen die Eingangsklemme (p) und einen Schaltungspunkt (x) geschaltet sind; – einen zweiten Schalter (Q2) mit einer antiparallelen zweiten Diode (D2), die zwischen den Schaltungspunkt (x) und die Bezugsspannungsschiene (n) geschaltet sind; – eine Wandlerinduktivität (L), die zwischen den Schaltungspunkt (x) und eine Ausgangsklemme geschaltet ist; – einen Induktivitätskurzschlussschalter (Q3, Q4, D3, D4) welcher parallel zur Wandlerinduktivität (L) geschaltet ist und als Antiserienschalter eines dritten und vierten Schalters (Q3, Q4) mit antiparallelen Freilaufdioden (D3) und (D4) ausgeführt ist; wobei im Betrieb des DC/DC-Konverters ein Strom, im Folgenden Wandlerstrom iL genannt, durch die Wandlerinduktivität (L) fliesst, und wobei zur Realisierung von weichen Schaltvorgängen – ausgehend von einem Startzeitpunkt t0a, in welchem der Wandlerstrom null ist, und der erste Schalter (Q1) eingeschaltet ist oder spannungslos eingeschaltet wird, der dritte Schalter (Q3) eingeschaltet ist oder ausgeschaltet ist und der zweite Schalter (Q2) und: der vierte Schalter (Q4) ausgeschaltet sind die nachstehend beschriebenen Schritte in dieser Folge ausgeführt werden: –zu einem Zeitpunkt t1a, spannungsloses Ausschalten des ersten Schalters (Q1), und spätestens zu diesem Zeitpunkt t1a spannungsloses Ausschalten des dritten Schalters (Q3), falls dieser eingeschaltet ist; – frühestens zu einem Zeitpunkt t3a und spätestens zu einem Zeitpunkt t4a, spannungsloses Einschalten des zweiten Schalters (Q2); – zu einem Zeitpunkt t5a, spannungsloses Ausschalten des zweiten Schalters (Q2) und spätestens zu diesem Zeitpunkt t5a spannungsloses Einschalten des vierten Schalters (Q4), falls dieser noch nicht eingeschaltet ist; – zu einem Zeitpunkt t7a, spannungsloses Einschalten des dritten Schalters (Q3); – zu einem Zeitpunkt t8a, spannungsloses Ausschalten des vierten Schalters (Q4); – frühestens zu einem Zeitpunkt t10a und spätestens zu einem Zeitpunkt t11a spannungsloses Einschalten des ersten Schalters (Q1); – wobei im Zeitpunkt t11a wieder der Zustand entsprechend dem Startzeitpunkt t0 erreicht ist.8. A method for operating a DC / DC converter, in particular in the form of a buck converter, which has the following elements: - an input terminal (p), an output terminal () and a reference voltage rail (n), - A first switch (Q1) with an anti-parallel first diode (Dl) which are connected between the input terminal (p) and a circuit point (x); - A second switch (Q2) with an anti-parallel second diode (D2), which are connected between the node (x) and the reference voltage rail (n); - A converter inductance (L) which is connected between the node (x) and an output terminal; - An inductance short-circuit switch (Q3, Q4, D3, D4) which is connected in parallel to the converter inductance (L) and is designed as an anti-series switch of a third and fourth switch (Q3, Q4) with anti-parallel freewheeling diodes (D3) and (D4); wherein during operation of the DC / DC converter, a current, hereinafter referred to as converter current iL, flows through the converter inductance (L), and whereby for the realization of soft switching processes - Starting from a starting time t0a, at which the converter current is zero, and the first switch (Q1) is switched on or is switched on without voltage, the third switch (Q3) is switched on or off and the second switch (Q2) and: the fourth Switches (Q4) are switched off follow the steps outlined below in this order: - at a point in time t1a, de-energizing the first switch (Q1), and at the latest at this point in time t1a de-energizing the third switch (Q3), if it is switched on; - At the earliest at a point in time t3a and at the latest at a point in time t4a, the second switch (Q2) is switched on without voltage; - at a point in time t5a, de-energized switching off of the second switch (Q2) and at the latest at this point in time t5a de-energized switching on of the fourth switch (Q4), if it is not yet switched on; - at a point in time t7a, switching on the third switch (Q3) without voltage; - at a time t8a, de-energized switching off of the fourth switch (Q4); - at the earliest at a point in time t10a and at the latest at a point in time t11a, switching on the first switch (Q1) without voltage; - the state corresponding to the starting time t0 being reached again at time t11a. 9. Verfahren gemäss Anspruch 8, mit den weiteren Schritten – frühestens zum Zeitpunkt t8a, Ausschalten des dritten Schalters (Q3); und – spätestens zum Zeitpunkt t1a einer folgenden Periode, spannungsloses Einschalten des dritten Schalters (Q3).9. The method according to claim 8, with the further steps - at the earliest at time t8a, switching off the third switch (Q3); and - At the latest at time t1a of a following period, the third switch (Q3) is switched on without voltage. 10. Verfahren gemäss Anspruch 8 oder 9, mit dem weiteren Schritt – frühestens zum Zeitpunkt t3a, spannungsloses Einschalten des vierten Schalters (Q.4).10. The method according to claim 8 or 9, with the further step - At the earliest at time t3a, the fourth switch (Q.4) is switched on without voltage.
CH00120/15A 2015-01-29 2015-01-29 DC / DC converter and method for controlling a soft-switching DC / DC converter. CH710661B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00120/15A CH710661B1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 DC / DC converter and method for controlling a soft-switching DC / DC converter.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00120/15A CH710661B1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 DC / DC converter and method for controlling a soft-switching DC / DC converter.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CH710661A2 true CH710661A2 (en) 2016-07-29
CH710661B1 CH710661B1 (en) 2019-04-15

Family

ID=56464780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH00120/15A CH710661B1 (en) 2015-01-29 2015-01-29 DC / DC converter and method for controlling a soft-switching DC / DC converter.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH710661B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180041125A1 (en) * 2016-08-03 2018-02-08 Vlt, Inc. Reducing switching losses in power converters
AT520274A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-15 Ing Dr Felix Himmelstoss Dipl DC / DC converter with additional inductively coupled voltage bidirectional switch for bridging an inductance
CN111010158A (en) * 2019-12-11 2020-04-14 北京圣非凡电子系统技术开发有限公司 Current conversion method and device of controllable reactor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180041125A1 (en) * 2016-08-03 2018-02-08 Vlt, Inc. Reducing switching losses in power converters
US9899924B1 (en) * 2016-08-03 2018-02-20 Vlt, Inc. Reducing switching losses in power converters
AT520274A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-15 Ing Dr Felix Himmelstoss Dipl DC / DC converter with additional inductively coupled voltage bidirectional switch for bridging an inductance
AT520274B1 (en) * 2017-08-08 2023-09-15 Himmelstoss Dipl Ing Dr Felix DC/DC converter with additional inductively coupled voltage bidirectional switch to bridge an inductance
CN111010158A (en) * 2019-12-11 2020-04-14 北京圣非凡电子系统技术开发有限公司 Current conversion method and device of controllable reactor
CN111010158B (en) * 2019-12-11 2023-11-21 中电长城圣非凡信息系统有限公司 Converter method and device of controllable reactor

Also Published As

Publication number Publication date
CH710661B1 (en) 2019-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2996235B1 (en) Dc/dc-converter
EP2661806B1 (en) Electrical circuit and method for operation thereof
DE102015116995A1 (en) Power factor correction circuit and method of operation
DE102009000602A1 (en) Control of a first and a second switching element in a boost converter
EP2515424A2 (en) Direct current converter
DE102019206970A1 (en) Multi-stage power converter with regulation of the voltage of the floating capacitor at low load
DE102013002266A1 (en) Bootstrap Circuitry for an IGBT
DE102015219850A1 (en) Device for controlling a switching DC-DC converter, switching DC-DC converter and method for controlling a switched DC-DC converter
DE102014110758A1 (en) HIGH SETTINGS AND OPERATING PROCEDURES
DE102012216691A1 (en) Converter circuit and method for controlling the converter circuit
AT515242B1 (en) Method of controlling a full bridge DC / DC converter
DE112017005404T5 (en) DC-DC converter
EP3785360A1 (en) Precharging of an intermediate circuit
CH710661A2 (en) DC / DC converter and method for controlling a soft switching bidirectional DC / DC converter.
EP2507902B1 (en) Flyback converter with power factor correction
DE19711017A1 (en) Electric power feeder for multistage gradient amplifier
WO2020193268A1 (en) Isolated dc/dc converter with secondary-side full bridge diode rectifier and asymmetrical auxiliary capacitor
CH701856A2 (en) A method for driving an active converter circuit and corresponding circuit.
CH707447B1 (en) Device for DC voltage conversion for high transmission ratios.
DE102014100868A1 (en) Power factor correction circuit
EP2951912B1 (en) Method for regulating an inverter, and inverter
EP2768130B1 (en) Direct current converter
DE102015111214A1 (en) POWER CONVERTER AND WIRELESS POWER SUPPLY SYSTEM
LU501001B1 (en) Method for providing sinusoidal phase currents with control and charging
AT390855B (en) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A POWER SUPPLY DERIVED FROM PHASE-CONDUCTORS AND A CENTER-CONDUCTOR FOR ERROR CURRENT PROTECTION SWITCHES

Legal Events

Date Code Title Description
PCAR Change of the address of the representative

Free format text: NEW ADDRESS: POSTFACH, 8032 ZUERICH (CH)

PL Patent ceased