DD151663A1

DD151663A1 - PROCESS FOR FORCED CONTROL OF DC VOLTAGE TRANSFORMERS

Info

Publication number: DD151663A1
Application number: DD22194680A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Hache
Original assignee: Wilfried Hache
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1981-10-28

Abstract

Verfahren zum Zwangssteuern von Gieiehspannungswandlern, das uebcrall dort angcwendet werden kann, yjc GJeiehspanriungswandier Gier die Stromversorgung in Gerasten der Nachrichtentechnik und der Datenverarbeitung eingesetzt worden. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, mit geringem oekonomischen Aufwand ein Verfahren zum Zwangssicuern von Gieirnspannunsswandlern zu schaffen, bei dem Welligkeit von Strom und Spannung exakt festgelegt weiden kann, bei dem die Beiastungsparameter d«s Schaitclementes festgelegt und somit dessen Lebensdauer erhoeht worden kann. D'e Ate wird dadurch geloest, dass die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom nicht nur be2ueglich ihrer HoecAs^M0fo|Sondern aucn bezueglich ihrer Minimalwerte zur Steuerung des Wandlers boitragen. Das erfindungsgemaesse Verfahren bcntffcfvier Bewerter. Es gibt jeweils einen Bawerter fuer die Spitzenspannung Cl, d:o Kieinstspannung U, tieft SpilzdflSirfMrt ! und den Kleinststrom I. Nach Festlegen der Bewerterschwelle ergibt sich die Welligkeit fuer die AuSJangsspannung Wu G ü - U und fuer den Ausgangsstrom W| s£T -Ϊ. -Fig. 1-Method for the forced control of DC-DC converters, which can be used everywhere, such as in the power supply in telecommunications and data processing systems. The aim and object of the invention is to create a method for the forced protection of DC-DC converters with low economic expenditure, in which the ripple of current and voltage can be precisely determined, in which the load parameters of the circuit element can be determined, and thus its service life can be increased. This problem is solved by the output voltage and the output current contributing to the control of the converter not only with regard to their high values, but also with regard to their minimum values. The method according to the invention requires four evaluators. There is a value for the peak voltage Cl, the minimum voltage U, the minimum current I, and the minimum current I. After setting the value threshold, the ripple for the output voltage Wu G ü - U and for the output current W| s£T -Ϊ results. -Fig. 1-

Description

Erfinder: Bautzen, den 29·Ο.5.198ΟInventor: Bautzen, 29 · Ο.5.198Ο

Dipl.-Phya. Wilfried HacheDipl.-Phya. Wilfried Hache

Titel der Erfindung:Title of the invention:

Verfahren zum Zwangssteuern von GleichspannungswandlernMethod for the forced control of DC-DC converters

Anwendungsgebiet der Erfundung!Field of application of the invention!

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zwangssteuern von Gleichspannungswandler^ wie sie für.die Stromversorgung in Geraten der nachrichtentechnik una der Datenverarbeitung eingesetzt werden.The invention relates to a method for forced control of DC-DC converter ^ as they are used for.die power supply in devices of telecommunications technology and data processing.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Verfahren zum Steuern derartiger Wandler sind bereits bekannt.Methods for controlling such transducers are already known.

Ein Verfahren beinhaltet einen Flip-Flop gesteuerten Wandler. Bei diesem werden Transistor-Flip-Plops vorgespannt und von den sich ändernden Größen, wie Strom und Spannung für eine bestimmte Zeit umgeschaltet (ÜS-PS 3 356 930). Der Hachteil dieser Verfahrensweise ist die nicht von Zeit und Zeitkonstanten unabhängige exakte Bewertung der Größen Strom und Spannung, sowie deren Zwangsverknüpfung. Bei den bekannten technischen Lösungen sind Zeitglieder und Größtwertbewerter eingesetzt.One method includes a flip-flop controlled converter. In this transistor flip-flops are biased and switched by the changing quantities, such as current and voltage for a certain time (ÜS-PS 3 356 930). The Hachteil this procedure is not independent of time and time constant exact evaluation of the variables current and voltage, and their forced connection. Timing elements and maximum value evaluators are used in the known technical solutions.

Nachteilig dabei ist, daß diese es nicht erlauben den derzeitigen Zustand der Anordnung exakt zu charakterisieren, da der Abbau einer badung von einer nicht bekannten Last abhängt und von der Toleranz in der konkreten Realisierung verwendeter Elemente. Deshalb ist es notwendig gewesen, für eine große Summe von Toleranzen und Zufälligkeiten zu dimensionieren, ohne daß das Ergebnis, wie Stabilität und Welligkeit von Strom und Spannung, exakt bestimmbar war·The disadvantage here is that they do not allow to characterize the current state of the arrangement exactly as the degradation of a bath depends on an unknown load and the tolerance in the concrete implementation of used elements. Therefore, it has been necessary to dimension for a large sum of tolerances and randomness without the result, such as stability and ripple of current and voltage, being exactly determinable.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es, mit geringem b'konomischen Aufwand ein Verfahren zum Zwangasteuern von Gleichspannungswandlern zu finden, bei dem die Belastungsparameter des Schaltelements und die Welligkeit von Strom und Spannung exakt festgelegt werden können.The aim of the invention is to find a method for forced control of DC-DC converters with low economic outlay, in which the load parameters of the switching element and the ripple of current and voltage can be precisely determined.

Darlegung des Wesens der Erfindung!Explanation of the essence of the invention!

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen, bei dem durch eine exakt wählbare Welligkeit von Strom und Spannung der Aufwand an Siebmitteln optimal gestaltet wird, durch ein exaktes Festlegen der Arbeitsbedingungen des,Schaltelements dessen Lebensdauer erhöht wird und dessen Überdimensionierung aus Sicherheitsgründen vermieden wird.The invention has for its object to provide a method in which is optimally designed by an exactly selectable ripple of current and voltage of sieve means is increased by an exact setting of the working conditions of, switching element whose life and its oversizing is avoided for safety reasons ,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die AusgangSBpannung und der Ausgangsstrom nicht nur bezüglich ihres und seines Höchstwertes, sondern auch bezüglich ihres und seines Minimalwertes zur Steuerung des Wandlers beiträgt. Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt anstelle von zwei Bewertern und einem Zeitglied vier Bewerter. Es gibt jeweils einen Bewerter für die Spitzenspannung U, die Kleinstspannung U, den Spitzenstrom I und den Kleinststrom I. Hach dem Festlegen der Bewerterschwelle ergibt sich die Welligkeit ftir die AusgangsspannungAccording to the invention the object is achieved in that the AusgangsSBpannung and the output current contributes not only in terms of its and its maximum value, but also in terms of its and its minimum value for controlling the converter. The method according to the invention uses four evaluators instead of two evaluators and one timer. There is an evaluator for the peak voltage U, the minimum voltage U, the peak current I and the minimum current I. After the evaluation threshold has been set, the ripple results for the output voltage

w_u ί и - иw _u ί и - и

- 3 una. die Welligkeit für den Ausgangsstrom- 3 una. the ripple for the output current

W₁ s ι - ι .W ₁ s ι - ι.

Gleichzeitig bedeuten Ö die SpitzenspanBung auch bei Leerlauf des Yfandlers und f der Spitzenstrom auch bei Kurzschluß des Wandlers.At the same time, the peak stress also means when the Yfandler is idling and f is the peak current even when the converter is short circuited.

Für das Schaltglied des Wandlers gelten die Grenzwerte ü und I, evtl. durch den Leistungstransformator Übersetzt, als exakt festlegbare Grenzen.For the switching element of the converter, the limits ü and I apply, possibly through the power transformer Translated, as exactly definable limits.

In einer zur Durchführung dee Verfahrens angewendeten Schaltungsanordnung schaltet das Schaltglied nach Anlegen der Eingangsspannung ein, bis $ erreicht ist. Der Auszustand bleibt solange erhalten, bis I unterschritten wird was zur Folge hat, daß das Schaltglied über den Flip-Plop einschaltet. Wird nun fj erreicht, schaltet der Flip-Flop das Schaltglied aus und erst dann wieder ein, wenn U und Ϊ unterschritten werden. Bei Kurzschluß wird U immer unterschritten. Das bedeutet, daß der Flip-Flop vom Strom geschaltet wird und der Wandler den Hennausgangsstrom der Welligkeit W₁ liefert. Bei leerlauf ist I unterschritten und der Wandler liefert die Hennausgangsspannung der Welligkeit W^.In a circuit arrangement used for carrying out the method, the switching element turns on after application of the input voltage until $ is reached. The off state is maintained until I is exceeded, which has the consequence that the switching element turns on via the flip-plop. If fj is reached, the flip-flop switches off the switching element and only switches it on again when U and Ϊ are exceeded. In the event of a short circuit, U is always undershot. This means that the flip-flop is switched from the current and the converter supplies the Hennausgangsstrom the ripple W ₁ . When idling I falls below and the converter supplies the Hennausgangsspannung the ripple W ^.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel naher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below on an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn the accompanying drawing shows

FIg 1 : eine mögliche Schaltungsanordnung zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen VerfahrensFIg 1: a possible circuit arrangement for carrying out the method according to the invention

Die Quelle 10 ist Über den Strommeßwiderstand 1, den Schalter 2 und die Drossel 4 mit dem Lastwiderstand 6 verbunden. Über den Glättungskondensator 5 greift der Bewerter 8 fUr U und U abThe source 10 is connected via the current measuring resistor 1, the switch 2 and the throttle 4 to the load resistor 6. The evaluator 8 uses the smoothing capacitor 5 for U and U

Der Strombewerter 7 erhält die zu bewertenden Stromwerte I The current value 7 receives the current values I to be evaluated

und I Über den Spannungsabfall am Strommeßwiderstand 1.and I About the voltage drop across the current measuring resistor 1.

Eine Freilaufdiode 3 sorgt flir das Abfließen des StromeB aus der Drossel 4 wHhrend der Auszeit des Schalters 2.A freewheeling diode 3 provides for the outflow of the stream B from the throttle 4 during the off time of the switch 2.

Die Bewerter fllr Strom 7 und Spannung 8 steuern den Flip-Flop 9 derart, daß er den Schalter 2 einschaltet, wenn U^U und I < Ϊ gilt und ausschaltet, wenn U > U oder I > I gilt.The evaluators for current 7 and voltage 8 control the flip-flop 9 so that it turns on the switch 2 when U ^ U and I <Ϊ holds and turns off when U> U or I> I.

Ifach dem Einschalten der Eingangsspannung wird der Schalter 2 solange aus- und eingeschaltet, bis der Kondensator 5 und der evtl. angeschaltete Lastwiderstand 6 mit einer Spannung U beaufschlagt sind. Ist dieser Punkt erreicht, wirkt die Be- «erterschwelle D begrenzend flir die Ausgangsspannung.When the input voltage is switched on, the switch 2 is switched off and on until the capacitor 5 and the possibly connected load resistor 6 are subjected to a voltage U. When this point is reached, the threshold value D acts as a limit for the output voltage.

Ist der Strom hinreichend klein, schwankt die Ausgangsspan-If the current is sufficiently small, the output voltage varies.

A VA V

Hung zwischen U und U. Wird der Lastwiderstand 6 niederohmig, eetzt durch das überschreiten von I die Strombegrenzung ein. Bis zum Kurzschluß ändert sich der Ausgangsstrora nun zwischen Λ V Hung between U and U. If the load resistor 6 becomes low-ohmic, the current limit is exceeded by exceeding I. Until the short circuit, the output current now changes between Λ V

I und I.I and I.

Claims

- 5 -. ErfxnduQgsanapruch

Method for the forced control of DC-DC converters

* л л ν characterizes thereby, the evaluating quantities U, I, U and

I Via a flip-flop the breaker of the converter

ν ν 'art so that it is switched on when U and I

л Л

are stepped and turned off when U or I / are exceeded, whereby a preselectable voltage wave-keіѣ W _u = U-U of the output voltage and a preselectable ripple Wj = I-I of the output current is reached and the operation of the converter under continuous short-circuit and without Oversizing is possible

For this Ί ropes. drawing