DE102007043322A1 - Control circuit i.e. integral differential controller for e.g. single-ended flyback converter, has control amplifier designed as linear reversal integrator, whose inverting input is connected above resistor with reference voltage - Google Patents

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Abstract

The circuit has a control amplifier designed as a linear reversal integrator (OP). An inverting input (E minus) of the control amplifier is connected before an inductor (L) of the low pass filter with switching voltage (Vs) through a feedback branch and after the inductor of the LC low pass filter with a smooth output voltage (Vout) through another feedback branch and with a reference voltage above a resistor (Rref), when a non-inverting input (E plus) of the integrator rests at mass. The reference voltage includes a polarity opposite to the output voltage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelschaltung für Schaltspannungswandler mit einem Regelverstärker und einem LC-Tiefpassfilter.The The invention relates to a control circuit for switching voltage converter with a variable gain amplifier and an LC low pass filter.

Im Stand der Technik werden in derartigen Schaltspannungswandlern entweder Proportional-Integral-Regler (PI-Regler) oder Proportional-Integral-Differential-Regler (PID-Regler) zur Regelung einer Ausgangsspannung verwendet. Bei diesen Ausgestaltungen von Schaltspannungswandlern wird der Absolutwert der zu regelnden Ausgangsspannung durch einen Fehlerverstärker (error amplifier) mit einer Referenzspannung verglichen. Der Fehlerverstärker hat die Aufgabe, den Pulsbreitenmodulator stets so anzusteuern, dass sowohl Betriebsspannungsschwankungen, als auch Lastschwankungen möglichst schnell ausgeglichen werden können, ohne dass die Ausgangsspannung dabei um den Sollwert oszilliert (instabile Regelschleife). Als Fehlerverstärker wird in der Regel ein Transkonduktanzverstärker mit Stromausgang verwendet.in the The prior art either in such switching voltage transducers Proportional integral controller (PI controller) or proportional integral derivative controller (PID controller) used to control an output voltage. at these embodiments of switching voltage transformers is the absolute value the output voltage to be regulated by an error amplifier (error amplifier) compared with a reference voltage. The error amplifier has the task of always controlling the pulse width modulator so that Both operating voltage fluctuations, and load fluctuations as possible can be compensated quickly without that the output voltage oscillates around the setpoint (unstable Locked Loop). As an error amplifier Typically a transconductance amplifier with current output is used.

Diese konventionellen PI- oder PID-Regler weisen jedoch einige Nachteile auf. Zum Einen reagieren die PI-Regler prinzipbedingt nur sehr träge auf Betriebsspannungsschwankungen und Lastschwankungen. PID-Regler reagieren zwar etwas schneller, sind aber sehr aufwändig in der Berechnung. Des Weiteren sind die Regeleigenschaften beider Regler in hohem Maße abhängig von den Verlustkomponenten eines LC-Tiefpassfilters (RDC von L sowie RESR von C). Ferner wären PI- und PID-Regler in hohem Maße instabil, beziehungsweise würden gar nicht funktionieren, wenn die Verlustkomponenten des LC-Tiefpassfilters gegen Null tendieren, was eigentlich zu einer effektiven Unterdrückung der Rippelspannung wünschenswert wäre.However, these conventional PI or PID controllers have some disadvantages. On the one hand, the PI controllers react very slowly due to operating voltage fluctuations and load fluctuations. Although PID controllers react a little faster, they are very expensive to calculate. Furthermore, the control characteristics of both controllers are highly dependent on the loss components of an LC low-pass filter (R DC of L and R ESR of C). Further, PI and PID controllers would be highly unstable, or would not work at all, if the loss components of the LC low pass filter tended to zero, which would actually be desirable for effectively suppressing the ripple voltage.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelschaltung bereitzustellen, die die vorbeschriebenen Nacheile nicht aufweist.outgoing From this prior art, it is the object of the present Invention to provide a control circuit, the above-described Has no wake-up.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Regelschaltung für Schaltspannungswandler mit einem Regelverstärker und einem LC-Tiefpassfilter nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.These The object is achieved by a Control circuit for Switching voltage converter with a variable gain amplifier and an LC low-pass filter solved according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Regelverstärker als linearer Umkehrintegrator ausgebildet ist, dessen invertierender Eingang über einen Rückkopplungszweig mit der Schaltspannung vor der Drosselspule des LC-Tiefpassfilters, über einen weiteren Rückkopplungszweig mit der durch den LC-Tiefpassfilter geglätteten Ausgangspannung hinter der Drosselspule des LC-Tiefpassfilters und über einen Widerstand mit der Referenzspannung verbunden ist, während der nichtinvertierende Eingang des linearen Umkehrintegrators an Masse liegt, wobei die Referenzspannung eine zur Ausgangsspannung entgegengesetzte Polarität aufweist.According to the invention, it is provided that the variable gain amplifier is designed as a linear inverting integrator whose inverting Entrance via a feedback branch with the switching voltage in front of the choke coil of the LC low-pass filter, via a another feedback branch with the output voltage smoothed by the LC low pass filter behind the choke coil of the low-pass LC filter and a resistor with the Reference voltage is connected while the noninverting Input of the linear inverter is grounded, with the reference voltage has a polarity opposite to the output voltage.

Durch diese Ausbildung des Regelverstärkers als linearer Umkehrintegrator wird nicht mehr der Absolutwert (Proportionalwert) der Ausgangsspannung abgegriffen, sondern es wird zum einen das Integral der Schaltspannung vor der Drosselspule (Integrationsdrossel) des LC-Tiefpassfilters über einen Widerstand und einen Integrationskondensator und zum anderen das Differential der Ausgangsspannung hinter der Drosselspule über ein Reihen-RC-Glied abgegriffen. Aufgrund dieses Funktionsprinzips wird vorgeschlagen, die erfindungsgemäße Regelschaltung „Integral-Differential-Regler" (ID-Regler) zu nennen. Diese Regelschaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass eine schnelle Regelung unabhängig von den Verlustkomponenten des LC-Tiefpassfilters erfolgen kann, deren Spannungsausgang einen Pulsbreitmodulator steuert.By this training of the control amplifier as a linear inverse integrator no longer the absolute value (proportional value) tapped off the output voltage, but it is the one Integral of the switching voltage in front of the choke coil (integration choke) of the LC low-pass filter via a Resistor and an integration capacitor and the other that Differential of the output voltage behind the inductor via a Series RC element tapped. Because of this principle of operation is proposed to call the control circuit according to the invention "integral differential controller" (ID controller). This control circuit offers the particular advantage that a fast regulation independently from the loss components of the low-pass LC filter, whose voltage output controls a pulse width modulator.

Neben dem Vorteil der schnelleren Regelung als im Fall der Verwendung eines herkömmlichen Reglers ist der erfindungsgemäße ID-Regler wesentlich einfacher zu dimensionieren und gänzlich unabhängig von den Verlustkomponenten des LC-Tiefpassfilters, beziehungsweise nicht auf diese angewiesen, sodass der LC-Tiefpassfilter so verlustfrei wie möglich ausgeführt werden kann.Next the advantage of faster regulation than in the case of use a conventional regulator is the ID controller according to the invention much easier to dimension and completely independent of the loss components of the LC low-pass filter, or not dependent on these, so the LC low-pass filter so lossless as possible accomplished can be.

Der einzige Nachteil des ID-Reglers besteht darin, dass die Ausgangsspannung stets um den vom jeweiligen Ausgangsstrom abhängigen Wert der Spannungsdifferenz Vdiff = Iout·RDC (L) kleiner ist, als der durch das Verhältnis Rout/Rref vorgegebene Wert. Diese Spannungsdifferenz ist aber in der Regel so klein, dass sie vernachlässigt werden kann. In der Praxis überwiegt somit der Vorteil einer schnellen Spannungsregelung mit idealem Einschwingverhalten.The only disadvantage of the ID controller is that the output voltage is always smaller by the value of the voltage difference V diff = I out * R DC (L) that is dependent on the respective output current than the value specified by the ratio R out / R ref . However, this voltage difference is usually so small that it can be neglected. In practice, therefore, the advantage of fast voltage regulation with ideal transient response predominates.

Die erfindungsgemäße Regelschaltung kann als getaktete oder selbstschwingende Regelschaltung ausgebildet werden. Im ersten Fall wir ein Taktgenerator, vorzugsweise ein symmetrischer Dreieckgenerator, verwendet, der mit einem invertierenden Komparatoreingang einer Leistungsschaltstufe verbindbar ist. Im zweiten Fall ist kein Taktgenerator vorgesehen und die Leistungsschaltstufe weist einen positiven, symmetrischen Schmitt-Trigger-Eingang auf.The Control circuit according to the invention can be designed as a clocked or self-oscillating control circuit become. In the first case we have a clock generator, preferably a symmetric one Triangle generator, used with an inverting comparator input a power switching stage is connectable. In the second case is no Provided clock generator and the power switching stage has a positive, symmetrical Schmitt trigger input on.

Des Weiteren ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Regelschaltung einen Eintaktschaltspannungswandler oder einen Gegentaktschaltspannungswandler auszubilden. Letztere können zwei Leistungsschaltstufen, einen Synchrongleichrichter, einen Transformator, einen Komparator mit zwei komplementären Ausgängen, ein D-Flip-Flop sowie zwei UND-Gatter aufweisen, wobei das D-Flip-Flop vorzugsweise als positiv-flankengetriggerter Frequenzteiler geschaltet ist. Beispiele für Eintaktschaltspannungswandler sind Eintakt-Sperrwandler oder Eintakt-Durchflusswandler. Bei derartigen Eintaktschaltspannungswandlern findet vorzugsweise eine Teilung des Wandlers in Primärseite und Sekundärseite statt, wobei die Regelschaltung auf der Sekundärseite angeordnet ist, während sich der Leistungsschalter auf der Primärseite befindet.Furthermore, it is possible with the control circuit according to the invention to form a single-ended switching voltage converter or a push-pull switching voltage converter. The latter can be two power switching stages, a synchronous rectifier, a transformer, a comparator with two complementary outputs, a D-type flip-flop and two AND-gates, wherein the D-type flip-flop is preferably connected as a positive edge-triggered frequency divider. Examples of single-ended switching voltage transformers are single-ended flyback converters or single-ended forward converters. In single-ended switching voltage transformers, preferably, the converter is divided into the primary side and the secondary side, the control circuit being arranged on the secondary side, while the circuit breaker is located on the primary side.

Voraussetzungen für das einwandfreie Funktionieren eines entsprechenden Integral-Differential-Schaltspannungswandlers ist, dass keine Gleichrichterdioden verwendet werden, sondern stattdessen Leistungs-MOSFETs als Synchrongleichrichter Anwendung finden. Im Gegensatz zu Gleichrichterdioden leiten MOSFETs im eingeschalteten Zustand den Strom in beide Richtungen, sodass es nicht zu einem lückenden Drosselstrom (discontinious mode) mit den bekannten parasitären Oberschwingungen kommen kann. Diese könnten die Schaltspannung vor dem LC-Tiefpassfilter überlagern und würden die hier beschriebene ID-Regelung stören. Bei modernen Schaltspannungswandlern, insbesondere im Niederspannungsbereich, werden aber Gleichrichterdioden ohnehin mehr und mehr durch Synchrongleichrichter ersetzt, um Verluste zu minimieren.requirements for the proper functioning of a corresponding integral differential switching voltage converter is that no rectifier diodes are used, but instead Find power MOSFETs as synchronous rectifier application. in the Unlike rectifier diodes, MOSFETs conduct in the on state State the current in both directions, so it does not become one intermittent Compressive current come with the known parasitic harmonics can. These could superimpose the switching voltage in front of the LC low-pass filter and would disturb the ID control described here. In modern switching voltage transformers, especially in the low voltage range, but are rectifier diodes anyway more and more replaced by synchronous rectifiers to losses to minimize.

Ist eine Potentialtrennung zwischen Primärspannung (Betriebsspannung) und Sekundärspannung gefordert, wie beispielsweise im Fall der Eintaktschaltspannungswandler, befindet sich hingegen bei konventionellen Schaltspannungswandlern die Regelschaltung meist auf der Primärseite und zu regelnden Sekundärspannung wird mit einem Optokoppler überwacht. Zu den genannten Nachteilen bezüglich der PI- und PID-Regelungen kommt dann noch die Ungenauigkeit und die Trägheit des Optokopplers hinzu.is a potential separation between primary voltage (operating voltage) and secondary voltage demanded, as in the case of the single-ended switchgear, is on the other hand in conventional switching voltage transformers the control circuit usually on the primary side and to be regulated secondary voltage is monitored with an optocoupler. Regarding the mentioned disadvantages regarding the PI and PID regulations then comes the inaccuracy and the inertia of the optocoupler.

Alle genannten Nachteile konventioneller Regelschaltungen können wieder vermieden werden, wenn eine ID-Regelung eingesetzt wird, die sich auf der Sekundärseite eines Schaltspannungswandlers befindet und die primärseitigen Leistungsschalter über einen Impulstransformator zur Potentialtrennung ansteuert. Da der Impulstransformator die Steuersignale praktisch verzögerungsfrei überträgt, bleiben die positiven Regeleigenschaften einer ID-Regelung voll erhalten.All mentioned disadvantages of conventional control circuits can again be avoided if an ID scheme is used that pertains to the secondary side a switching voltage converter is located and the primary-side Circuit breaker over drives a pulse transformer for potential separation. Since the Pulse transformer, the control signals practically instantaneously transmits remain the positive control properties of an ID control fully preserved.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren beschrieben.Further Advantages and features of the present invention will become apparent below described with reference to the figures.

Es zeigenIt demonstrate

1 ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung einer erfindungsgemäßen Regelschaltung für einen Tiefsetzsteller mit Synchrongleichrichtung, 1 an embodiment for the application of a control circuit according to the invention for a buck converter with synchronous rectification,

2 ein weiteres Ausführungsbeispiels für die Anwendung einer erfindungsgemäßen Regelschaltung für einen Hochsetzsteller mit Synchrongleichrichtung, 2 a further embodiment for the application of a control circuit according to the invention for a boost converter with synchronous rectification,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anwendung einer erfindungsgemäßen Regelschaltung für einen invertierenden Wandler, 3 a further embodiment for the application of a control circuit according to the invention for an inverting converter,

3a ein anderes Ausführungsbeispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Regelschaltung für einen invertierenden Wandler, 3a another embodiment for the application of the inventive control circuit for an inverting converter,

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Regelschaltung für einen Eintakt-Sperrwandler, 4 a further embodiment for the application of the control circuit for a single-ended flyback converter according to the invention,

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Regelschaltung für einen Eintakt-Durchflusswandler, 5 a further embodiment for the application of the control circuit for a single-ended forward converter according to the invention,

6 ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Regelschaltung für ein Steuerteil eines Gegentakt-Schaltspannungswandlers, 6 an embodiment for the application of the control circuit according to the invention for a control part of a push-pull switching voltage converter,

7 ein Ausführungsbeispiel für einen Halbbrücken-Leistungsteil zur Verwendung mit dem Steuerteil der 6, 7 an embodiment of a half-bridge power unit for use with the control part of 6 .

8 ein Ausführungsbeispiel für einen push-pull-Leistungsteil zur Verwendung mit dem Steuerteil der 6, 8th an embodiment of a push-pull power unit for use with the control part of 6 .

9 ein Ausführungsbeispiel für ein Vollbrücken-Leistungsteil zur Verwendung mit dem Steuerteil der 6 und 9 an embodiment of a full-bridge power unit for use with the control part of 6 and

10 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Regelschaltung für einen selbstschwingender Wandler. 10 a further embodiment of the application of the control circuit according to the invention for a self-oscillating transducer.

1 zeigt die einfachste Ausführung eines Schaltspannungswandlers in Form eines Tiefsetzstellers mit Synchrongleichrichtung (synchronous buck regulator). Die Höhe der Ausgangsspannung Vout ist a priori unabhängig von der Betriebsspannung Vplus und wird allein bestimmt durch das Teilerverhältnis der beiden Widerstände Rref und Rout mit Vout = Vref·Rout/Rref. 1 shows the simplest embodiment of a switching voltage converter in the form of a buck converter with synchronous buck regulator. The magnitude of the output voltage V out is a priori independent of the operating voltage V plus and is determined solely by the divider ratio of the two resistors R ref and R out with V out = V ref * R out / R ref .

Der Integrationskondensator Cint wird so bemessen, dass die Amplitude der Dreieckspannung, die sich am Ausgang des Umkehrintegrators OP ergibt, stets kleiner bleibt (in der Praxis 25% bis 50%), als die Amplitude der Dreieckspannung des Dreieckgenerators, der somit allein die Schaltfrequenz des Spannungswandlers bestimmt.The integration capacitor C int is dimensioned so that the amplitude of the delta voltage, which results at the output of the inverting integrator OP, always remains smaller (in practice 25% to 50%), than the amplitude of the triangle voltage of the triangle generator, which thus determines the switching frequency of the voltage converter alone.

Der LC-Tiefpassfilter besitz naturgemäß eine Eigenresonanz mit f0 = 1/(2Π√LC). Diese Eigenresonanz wird durch den Lastwiderstand RL bedampft, wobei sich der Q-Faktor der Eigenresonanzfrequenzen nach der Gleichung Q = RL/√LC berechnet. Wünschenswert ist stets ein ideales Einschwingverhalten des LC-Tiefpassfilters und damit auch der Ausgangsspannung Vout. Dieses ist bei einem Q-Faktor von 0,71 gegeben. Bei vorgegebenen Werten für die Drosselspule L und den Kondensator C wäre das aber nur für einen bestimmten und konstanten Wert für den Lastwiderstand RL gegeben. Wird der Lastwiderstand RL kleiner (größere Last), sinkt auch der Wert des Q-Faktors und die Regelzeit vergrößert sich, bis die Ausgangsspannung Vout wieder auf den Nennwert geregelt ist. Wird der Lastwiderstand RL größer (geringere Last), so vergrößert sich auch der Wert des Q-Faktors, sodass die Ausgangsspannung Vout zunächst überschwingt und mit der Eigenresonanz f0 um den Nennwert oszilliert. Dieses Überschwingen dauert naturgemäß umso länger, je heftiger der Lastwechsel ist und je verlustärmer der LC-Tiefpassfilter ist.Of course, the LC low-pass filter has a natural resonance with f 0 = 1 / (2Π√LC). This self-resonance is vaporized by the load resistance R L , whereby the Q-factor of the self-resonance frequencies is calculated according to the equation Q = R L / √LC. It is always desirable to have an ideal transient response of the LC low-pass filter and thus also of the output voltage V out . This is given at a Q-factor of 0.71. For given values for the choke coil L and the capacitor C that would only be given for a certain and constant value for the load resistance R L. As the load resistance R L becomes smaller (larger load), the value of the Q factor also decreases and the control time increases until the output voltage V out is regained to the nominal value. If the load resistance R L becomes greater (lower load), the value of the Q factor also increases, with the result that the output voltage V out initially overshoots and oscillates with the natural resonance f 0 around the nominal value. Naturally, this overshoot takes longer, the more intense the load change and the less lossy the LC low-pass filter is.

Um dieses Überschwingen zu verhindern, beziehungsweise den Q-Faktor des gesamten Schaltspannungsreglers stets auf dem idealen Wert von 0,71 zu halten, ist die Ausgangsspannung Vout über ein Reihe-RC-Glied Rcomp-Ccomp mit dem invertierenden Eingang E– des Umkehrintegrators OP verbunden, was eine aktive Bedämpfung des LC-Tiefpassfilters bewirkt. Der Wert des Widerstands Rcomp ist relativ unkritisch und kann zunächst etwa 1 kOhm betragen. Der Wert des Kondensators Ccomp wird so angepasst, dass auch für einen Lastwiderstand RL = ∞ gerade noch kein Überschwingen der Ausgangsspannung Vout auftritt. Dann wird der Widerstand Rcomp so angepasst, dass gerade keine Spannungsspitzen mehr auf dem dreieckförmigen Strom sichtbar sind, der durch das Reihen-RC-Glied Rcomp-Ccomp fließt, um die Funktion des Umkehrintegrators OP nicht negativ zu beeinflussen. Damit ist der Schaltspannungswandler für jeden beliebigen Lastwiderstand RL größer RLmin vollständig kompensiert und zeigt prinzipbedingt immer ein ideales Einschwingverhalten.In order to prevent this overshoot, or to keep the Q-factor of the entire switching voltage regulator always at the ideal value of 0.71, the output voltage V out via a series RC element R comp -C comp with the inverting input E- of Reverse integrator OP connected, which causes an active damping of the LC low-pass filter. The value of the resistor R comp is relatively uncritical and may initially be about 1 kOhm. The value of the capacitor C comp is adjusted so that no overshoot of the output voltage V out occurs even for a load resistor R L = ∞. Then, the resistor R comp is adjusted so that voltage peaks are no longer visible on the triangular current flowing through the series RC element R comp -C comp , so as not to adversely affect the function of the inverting integrator OP. Thus, the switching voltage converter for any load resistance R L greater R Lmin is fully compensated and shows the principle always an ideal transient response.

Der Synchrongleichrichter weist ein oder zwei MOSFETs auf und bietet den Vorteil, dass die Ausgangsspannung Vout in beide Richtungen aktiv geregelt wird. Wird der Widerstand Rref durch einen veränderlichen Widerstand ersetzt, so kann die Ausgangsspannung Vout umgekehrt proportional zum Wert des Widerstands Rref eingestellt und verändert werden. Soll die Ausgangsspannung Vout verringert werden, ist man nicht auf die Ausgangslast angewiesen, um den Ausgangskondensator C auf den niedrigeren Wert für die Ausgangsspannung Vout zu entladen, sondern die überschüssige Ladung in C wird aktiv in die Betriebsspannungsquelle mit der Betriebsspannung Vout zurückgespeist. Alternativ kann auch eine negative Referenzspannung-Vref als eine einstellbare Steuerspannungsquelle ausgebildet sein. Die gesamte Anordnung arbeitet dann als eine lineare, invertierende und spannungsgesteuerte Spannungsquelle mit idealen Regeleigenschaften.The synchronous rectifier has one or two MOSFETs and offers the advantage that the output voltage V out is actively regulated in both directions. If the resistor R ref is replaced by a variable resistor, the output voltage V out can be adjusted and changed in inverse proportion to the value of the resistor R ref . If the output voltage V out is to be reduced, the output load is not relied on to discharge the output capacitor C to the lower value for the output voltage V out , but the excess charge in C is actively fed back into the operating voltage source with the operating voltage V out . Alternatively, a negative reference voltage V ref may be formed as an adjustable control voltage source. The entire array then operates as a linear, inverting and voltage controlled voltage source with ideal control characteristics.

Bei entsprechender Dimensionierung der Bauteile kann das beschriebene Schaltungsprinzip auch als PWM-Audio-Verstärker verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist, dass der Frequenzgang des LC-Tiefpassfilters bei jeder beliebigen Impedanz des angeschlossenen Lautsprechers konstant bleibt.at appropriate dimensioning of the components can be described Circuit principle can also be used as a PWM audio amplifier. Especially advantageous is that the frequency response of the LC low pass filter at any Impedance of the connected speaker remains constant.

Grundsätzlich kann eine ID-Regelung auch für alle anderen Schaltspannungswandler-Typen eingesetzt werden und bietet auch dort immer die genannten Vorteile gegenüber konventionellen PI- oder PID-Reglern.Basically an ID scheme also for all other switching voltage transformer types are used and There also always offers the mentioned advantages over conventional ones PI or PID controllers.

2 zeigt einen Hochsetzsteller mit Synchrongleichrichtung, wobei die Ausgangsspannung Vout immer größer als die Betriebsspannung Vplus ist. Auch hier ist das Reihen-RC-Glied Rcomp-Ccomp zwischen den invertierenden Eingang E– des Umkehrintegrators OP und der Ausgangsspannung Vout geschaltet. Der Widerstand Rout, der die Höhe der Ausgangsspannung Vout bestimmt, ist aber nicht mehr direkt mit der Schaltspannung Vs verbunden, sondern stattdessen mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers OP1, der die Größe (Vout – Vs + Vplus) bildet. Somit stellt sich die Ausgangsspannung Vout immer auf den Wert Vref·Rout/Rref ein. 2 shows a step-up converter with synchronous rectification, wherein the output voltage V out is always greater than the operating voltage V plus . Again, the series RC element R comp -C comp is connected between the inverting input E- of the inverting integrator OP and the output voltage V out . However, the resistor R out , which determines the magnitude of the output voltage V out , is no longer directly connected to the switching voltage V s , but instead to the output of a differential amplifier OP1, which forms the magnitude (V out -V s + V plus ). Thus, the output voltage V out always adjusts to the value V ref * R out / R ref .

In der Praxis wird man den Differenzverstärker OP1 so beschalten, dass er keine zu hohen Spannungsamplituden verarbeiten muss. Die Bedingung für die Ausgangsspannung Vout bleibt hierbei erhalten. Die Prinzipschaltung der 2 eignet sich insbesondere für eine außerordentlich effektive und präzise Leistungsfaktor-Korrekturschaltung (power factor correction) als Vorschaltgerät für Schaltnetzteile am Wechselspannungsnetz.In practice, the differential amplifier OP1 will be wired so that it does not have to process excessive voltage amplitudes. The condition for the output voltage V out remains the same. The basic circuit of 2 is particularly suitable for an extremely effective and accurate power factor correction circuit as a ballast for switching power supplies on the AC voltage network.

3 zeigt einen invertierenden Wandler mit ID-Regelung, wobei sich die gewünschte negative Ausgangsspannung –Vout = –Vref·Rout/Rref dann einstellt, wenn der Widerstand Rout an den Ausgang des Differenzverstärkers OP1 geschaltet ist, der die Größe (Vs – (–Vout)) bildet, und das Reihen-RC-Glied Rcomp-Ccomp zwischen den invertierenden Eingang E– des Umkehrintegrators OP und den Ausgang eines Spannungsinverters OP2 geschaltet ist, der –Vout in eine äquivalente positive Spannung umsetzt. Auch hier ist es wieder zweckmäßig, den Differenzverstärker OP1 und den Spannungsinverter OP2 so zu beschalten, dass sie keine zu hohen Differenzspannungen verarbeiten müssen. Die entsprechende Schaltungsvariante zeigt 3a. 3 shows an inverting converter with ID control, wherein the desired negative output voltage -V out = -V ref * R out / R ref then sets when the resistor R out is connected to the output of the differential amplifier OP1, the size (V s - (-V out )), and the series RC element R comp -C comp is connected between the inverting input E- of the inverting integrator OP and the output of a voltage inverter OP2 which converts -V out to an equivalent positive voltage , Again, it is again useful to connect the differential amplifier OP1 and the voltage inverter OP2 so that they are not too high Differenzspannun must process. The corresponding circuit variant shows 3a ,

4 zeigt die einfachste Ausführungsform eines Eintakt-Sperrwandler mit ID-Regelung. Zur Gleichrichtung der Ausgangsspannung Vout dient wieder ein MOSFET als Synchrongleichrichter, der über den invertierenden Ausgang Q– des Komparators COMP gesteuert wird, während der nichtinvertierende Ausgang Q+ des Komparators COMP über einen Impulstransformator pulseTR den MOSFET als Leistungsschalter auf der Primärseite steuert. Die Schaltspannung Vs wird zwischen dem Synchrongleichrichter und der Sekundärwicklung des Leistungstransformators powerTR abgegriffen und über den Widerstand Rout mit dem invertierenden Eingang E– des Umkehrintegrators OP verbunden. Für die Ausgangsspannung Vout gilt wieder Vout = Vref·Rout/Rref. Ansonsten gelten die gleichen Bedingungen, wie für einen konventionellen Sperrwandler. 4 shows the simplest embodiment of a single-ended flyback converter with ID control. For rectification of the output voltage V out , a MOSFET is again used as a synchronous rectifier which is controlled via the inverting output Q- of the comparator COMP, while the non-inverting output Q + of the comparator COMP controls the MOSFET as a circuit breaker on the primary side via a pulse transformer pulseTR. The switching voltage V s is tapped between the synchronous rectifier and the secondary winding of the power transformer powerTR and connected via the resistor R out to the inverting input E- of the inverter reversing OP. For the output voltage V out again V out = V ref * R out / R ref . Otherwise, the same conditions apply as for a conventional flyback converter.

5 zeigt einen Eintakt-Durchflusswandler mit ID-Regelung, wobei die Schaltspannung Vs direkt vor der Speicherdrossel L abgegriffen wird. 5 shows a single-ended through-flow converter with ID control, wherein the switching voltage V s is tapped directly in front of the storage inductor L.

Für höhere Leistungen werden Gegentakt-Schaltspannungswandler benötigt. Um sie mit einer ID-Regelung auszustatten, müssen diese um ein D-Flip-Flop DFF zur Frequenzteilung, sowie um zwei UND-Gatter AND1 und AND2 erweitert werden. Die entsprechende Prinzipschaltung zeigt 6. Der nichtinvertierende Ausgang Q+ des Komparators COMP steuert mit seiner positiven Taktflanke ein D-Flip-Flop DFF, dessen invertierender Ausgang Q– mit einem D-Eingang des D-Flip-Flop DFF verbunden ist und somit die Taktfrequenz am nichtinvertierenden Ausgang Q+ des Komparators COMP exakt durch 2 dividiert. Sowohl der nichtinvertierende Ausgang Q+, als auch der invertierende Ausgang Q– des D-Flip-Flop DFF ist jeweils mit dem ersten Eingang A je eines UND-Gatters AND1 bzw. AND2 verbunden, wobei die beiden zweiten Eingänge B der beiden UND-Gatter AND1 und AND2 untereinander und mit dem nichtinvertierenden Ausgang Q+ des Komparators COMP verbunden sind. Die Ausgangssignale der Ausgänge A·B der zwei UND-Gatter AND1 und AND2 werden mit X1 bzw. X2 bezeichnet und das Ausgangssignal des invertierenden Ausgangs Q– des Komparators COMP wird mit Y bezeichnet. Die in 6 gezeigte Schaltung hat somit genau drei Eingangssignale –Vref, Vs, Vout sowie genau drei Ausgangssignale X1, X2 und Y.For higher powers push-pull switching voltage transformers are needed. To equip them with an ID control, they must be extended by a D-flip-flop DFF for frequency division, as well as two AND-gates AND1 and AND2. The corresponding basic circuit shows 6 , The non-inverting output Q + of the comparator COMP controls with its positive clock edge a D flip-flop DFF whose inverting output Q- is connected to a D input of the D flip-flop DFF and thus the clock frequency at the noninverting output Q + of the comparator COMP exactly divided by 2. Both the non-inverting output Q + and the inverting output Q- of the D flip-flop DFF are respectively connected to the first input A of each of an AND gate AND1 and AND2, the two second inputs B of the two AND gates AND1 and AND2 are connected to each other and to the noninverting output Q + of the comparator COMP. The output signals of the outputs A · B of the two AND gates AND1 and AND2 are denoted by X1 and X2, respectively, and the output signal of the inverting output Q- of the comparator COMP is designated by Y. In the 6 Thus, the circuit shown has exactly three input signals -V ref , V s , V out and exactly three output signals X 1 , X 2 and Y.

Die 7, 8 und 9 zeigen die jeweilige Schaltungsanordnung, wie die Ein- und Ausgangssignale der ID-Steuerschaltung der 6 mit den MOS-Leistungsschaltern verbunden werden müssen, um jeweils einen ID-geregelten Halbbrücken-Wandler, einen push-pull-Wandler beziehungsweise einen Vollbrücken-Wandler mit Potentialtrennung zu erhalten.The 7 . 8th and 9 show the respective circuit arrangement, as the input and output signals of the ID control circuit of 6 must be connected to the MOS circuit breakers to each receive an ID-controlled half-bridge converter, a push-pull converter or a full-bridge converter with potential separation.

Ein ID-geregelter Schaltspannungswandler kann in allen gezeigten Varianten auch selbstschwingend aufgebaut werden. Dazu wird der Komparator COMP durch einen symmetrischen Schmitt-Trigger ersetzt. Der Dreieckgenerator ist nicht mehr erforderlich. 10 zeigt die entsprechende selbstschwingende Variante.An ID-regulated switching voltage converter can be constructed in all variants shown self-oscillating. For this purpose, the comparator COMP is replaced by a symmetrical Schmitt trigger. The triangle generator is no longer required. 10 shows the corresponding self-oscillating variant.

Da die meisten Komparatoren COMP nicht über symmetrische Ausgänge verfügen, ist ein symmetrischer Schmitt-Trigger auch dadurch realisierbar, dass der nichtinvertierende Eingang E+ des Komperators COMP mit einem Spannungsteiler über den nichtinvertierenden Ausgang Q+ mitgekoppelt wird und gleichzeitig der invertierende Eingang E– mit einem identischen Spannungsteiler über den invertierenden Ausgang Q– mitgekoppelt wird.There Most COMP comparators do not have balanced outputs a symmetrical Schmitt trigger can also be realized by the non-inverting input E + of the comparator COMP with a Voltage divider over the non-inverting output Q + is coupled and simultaneously the inverting input E- with an identical voltage divider across the inverting output Q- coupled becomes.

Vdiff V diff
Differenzspannungdifferential voltage
Vout V out
Ausgangsspannungoutput voltage
Vref V ref
Referenzspannungreference voltage
Vs V s
Schaltspannungswitching voltage
Vplus V plus
Betriebsspannungoperating voltage
Rout R out
Widerstandresistance
Rcomp R comp
Widerstandresistance
R1 R 1
Lastwiderstandload resistance
RDC R DC
GleichstromwiderstandDC resistance
Rref R ref
Widerstandresistance
Ccomp C comp
Kondensatorcapacitor
Cint C int
Integrationskondensatorintegration capacitor
CC
Kondensatorcapacitor
Iout I out
Ausgangsstromoutput current
LL
Induktivitätinductance
X1 X 1
Ausgangssignaloutput
X2 X 2
Ausgangssignaloutput
YY
Ausgangssignaloutput
COMPCOMP
Komparatorcomparator
E–E-
invertierender Einganginverting entrance
E+e +
nichtinvertierender Einganginverting entrance
Q–Q-
invertierender Ausganginverting output
Q+Q +
nichtinvertierender Ausganginverting output
TGTG
Taktgeberclock
OPoperating room
Umkehrintegratorreverse integrator
OP1OP1
Differenzverstärkerdifferential amplifier
OP2OP2
Spannungsinvertervoltage inverter
AND1AND1
UND-GatterAND gate
AND2AND2
UND-GatterAND gate
AA
Eingangentrance
BB
Eingangentrance
ABFROM
Ausgangoutput
powerTRpowerTR
Leistungstransformatorpower transformer
pulseTRpulseTR
Steuertransformatorcontrol transformer
DFFDFF
D-Flip-FlopD flip-flop
CLKCLK
Takteingangclock input
T1T1
MOSFETMOSFET
T2T2
MOSFETMOSFET

Claims (19)

Regelschaltung für Schaltspannungswandler mit einem Regelverstärker und einem LC-Tiefpassfilter, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelverstärker als linearer Umkehrintegrator (OP) ausgebildet ist, dessen invertierender Eingang (E–) über einen Rückkopplungszweig mit der Schaltspannung (Vs) vor der Drosselspule (L) des LC-Tiefpassfilters, über einen weiteren Rückkopplungszweig mit der durch den LC-Tiefpassfilters geglätteten Ausgangsspannung (Vout) hinter der Drosselspule (L) des LC-Tiefpassfilters und über einen Widerstand (Rref) mit der Referenzspannung (Vref) verbunden ist, während der nichtinvertierenden Eingang (E+) des linearen Umkehrintegrators (OP) an Masse liegt, wobei die Referenzspannung (Vref) eine zur Ausgangsspannung (Vout) entgegengesetzte Polarität aufweist.Control circuit for switching voltage converter with a control amplifier and an LC low-pass filter, characterized in that the control amplifier is designed as a linear reversing integrator (OP) whose inverting input (E) via a feedback branch with the switching voltage (V s ) in front of the choke coil (L) the LC low-pass filter is connected via a further feedback branch to the output voltage (V out ) smoothed by the LC low-pass filter, behind the choke coil (L) of the LC low-pass filter and via a resistor (R ref ) to the reference voltage (V ref ), while the non-inverting input (E +) of the linear inverse integrator (OP) is grounded, the reference voltage (V ref ) having a polarity opposite to the output voltage (V out ). Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Schaltspannung (Vs) verbundene Rückkopplungszweig einen Widerstand (Rout) aufweist.Control circuit according to Claim 1, characterized in that the feedback branch connected to the switching voltage (V s ) has a resistor (R out ). Regelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Ausgangsspannung (Vout) verbundene Rückkopplungszweig ein Reihen-RC-Glied (Rcomp-Ccomp) aufweist.Control circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the feedback branch connected to the output voltage (V out ) comprises a series RC element (R comp -C comp ). Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Leistungsschaltstufe, einen Komparator (COMP) und einen Taktgenerator (TG), wobei der Ausgang des Taktgenerators (TG) mit dem invertierenden Komparatoreingang (E–) und der Ausgang des linearen Umkehrintegrators (OP) mit dem nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) verbunden ist und wobei der Taktgenerator (TG) vorzugsweise ein symmetrischer Dreieckgenerator ist.Control circuit according to one of claims 1 to 3, characterized by a power switching stage, a comparator (COMP) and a clock generator (TG), the output of the clock generator (TG) with the inverting comparator input (E-) and the output of the linear Inverse integrator (OP) with noninverting comparator input (E +) and wherein the clock generator (TG) is preferably a is symmetrical triangle generator. Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Leistungsschaltstufe mit einem Komparator (COMP) mit einem positiven, symmetrischen Schmitt-Trigger-Eingang, der mit dem Ausgang des linearen Umkehrintegrators (OP) verbunden ist.Control circuit according to one of claims 1 to 3, characterized by a power switching stage with a comparator (COMP) with a positive, symmetrical Schmitt trigger input, which is connected to the output of the linear inverter (OP) is. Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei komplementäre Leistungsschaltstufen, einen Synchrongleichrichter, einen Transformator, einen Komparator (COMP) mit zwei komplementären Ausgängen, ein D-Flip-Flop (DFF), einen Taktgenerator (TG) und zwei UND-Gatter (AND1, AND2), wobei der Ausgang des Taktgenerators (TG) mit dem invertierenden Komparatoreingang (E–) und der Ausgang des linearen Umkehrintegrators (OP) mit dem nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) verbunden ist, wobei der nichtinvertierende Ausgang (Q+) des Komparators (COMP) mit dem Takteingang (CLK) des D-Flip-Flop (DFF) und mit je einem Eingang (B) der beiden UND-Gatter (AND1, AND2) verbunden ist, wobei die Eingänge SET und RESET des D-Flip-Flop (DFF) an Masse liegen und der D-Eingang des D-Flip-Flop (DFF) mit dem invertierenden Ausgang (Q–) des D-Flip-Flop (DFF) verbunden ist, wobei der nichtinvertierende Ausgang (Q+) des D-Flip-Flop (DFF) mit dem zweiten Eingang (A) des ersten UND-Gatters (AND1) und der invertierende Ausgang (Q–) des D-Flip-Flop (DFF) mit dem zweiten Eingang (A) des zweiten UND-Gatters (AND2) verbunden ist, wobei die erste Leistungsschaltstufe zur Steuerung derselben mit dem Ausgang (AB) des ersten UND-Gatters (AND1) und die zweite Leistungsschaltstufe zur Steuerung derselben mit dem Ausgang (A·B) des zweiten UND-Gatters (AND2) verbunden ist, wobei die beiden komplementären Leistungsschaltstufen mit dem Transformator verbunden sind und diesen im Gegentakt ansteuern und wobei der Synchrongleichrichter mit den Ausgängen (AB) der beiden UND-Gatter (AND1, AND2) und mit dem invertierenden Ausgang (Q–) des Komparators (COMP) verbunden ist und dadurch gesteuert wird.Control circuit according to one of claims 1 to 3, characterized by two complementary power switching stages, one Synchronous rectifier, a transformer, a comparator (COMP) with two complementary ones outputs, a D flip-flop (DFF), a clock generator (TG) and two AND gates (AND1, AND2), wherein the output of the clock generator (TG) with the inverting comparator input (E-) and the output of the linear Inverse integrator (OP) with the noninverting comparator input (E +), the noninverting output (Q +) of the Comparator (COMP) with the clock input (CLK) of the D flip-flop (DFF) and each having one input (B) of the two AND gates (AND1, AND2) connected, with the inputs SET and RESET of the D flip-flop (DFF) are grounded and the D input of the D flip-flop (DFF) with the inverting output (Q-) of the D flip-flop (DFF) is connected, wherein the non-inverting output (Q +) of the D flip-flop (DFF) to the second input (A) of the first AND-gate (AND1) and the inverting output (Q-) of the D flip-flop (DFF) with the second input (A) of the second AND gate (AND2) is connected, wherein the first power switching stage for controlling the same with the output (AB) of the first AND gate (AND1) and the second power switching stage for controlling the same with the output (A · B) of the second AND gate (AND2), the two complementary power switching stages connected to the transformer and this drive in push-pull and wherein the synchronous rectifier is connected to the outputs (AB) of the two AND gates (AND1, AND2) and connected to the inverting output (Q-) of the comparator (COMP) is and is controlled by it. Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei komplementären Leistungsschaltstufen, einen Synchrongleichrichter, einen Transformator, einen Komparator (COMP) mit zwei komplementären Ausgängen und einem positiven, symmetrischen Schmitt-Trigger-Eingang, ein D-Flip-Flop (DFF) und zwei UND-Gatter (AND1, AND2), wobei der Ausgang des linearen Umkehrintegrators (OP) mit dem positiven, symmet rischen Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) verbunden ist, wobei der nichtinvertierende Ausgang (Q+) des Komparators (COMP) mit dem Takteingang (CLK) des D-Flip-Flop (DFF) und mit je einem Eingang (A) der beiden UND-Gatter (AND1, AND2) verbunden ist, wobei die Eingänge SET und RESET des D-Flip-Flop (DFF) an Masse liegen und der D-Eingang des D-Flip-Flop (DFF) mit dem invertierenden Ausgang (Q–) des D-Flip-Flop (DFF) verbunden ist, wobei der nichtinvertierende Ausgang (Q+) des D-Flip-Flop (DFF) mit dem zweiten Eingang (A) des ersten UND-Gatters (AND1) und der invertierende Ausgang (Q–) des D-Flip-Flop (DFF) mit dem zweiten Eingang (A) des zweiten UND-Gatters (AND2) verbunden ist, wobei die erste Leistungsschaltstufe zur Steuerung derselben mit dem Ausgang (A·B) des ersten UND-Gatters (AND1) und die zweite Leistungsschaltstufe zur Steuerung derselben mit dem Ausgang (A·B) des zweiten UND-Gatters (AND2) verbunden ist, wobei die beiden komplementärem Leistungsschaltstufen mit dem Transformator verbunden sind und diesen im Gegentakt ansteuert und wobei der Synchrongleichrichter mit den Ausgängen (A·B) der beiden UND-Gatter (AND1, AND2) und mit dem invertierenden Ausgang (Q–) des Komparators (COMP) verbunden ist und dadurch gesteuert wird.Control circuit according to one of Claims 1 to 3, characterized by two complementary power switching stages, a synchronous rectifier, a transformer, a comparator (COMP) with two complementary outputs and a positive, symmetrical Schmitt trigger input, a D flip-flop (DFF) and two AND gates (AND1, AND2), the output of the linear inverse integrator (OP) being connected to the positive, symmetric Schmitt trigger input of the comparator (COMP), the non-inverting output (Q +) of the comparator (COMP ) is connected to the clock input (CLK) of the D flip-flop (DFF) and to each one input (A) of the two AND gates (AND1, AND2), wherein the inputs SET and RESET of the D flip-flop ( DFF) are grounded and the D input of the D flip-flop (DFF) is connected to the inverting output (Q-) of the D flip-flop (DFF), the non-inverting output (Q +) of the D-flip Flop (DFF) with the second input (A) of the first AND gate (AND1) and the inverting output (Q-) of the D flip-flop (DFF) is connected to the second input (A) of the second AND gate (AND2), wherein the first power switching stage for controlling the same with the output (A · B) of the first AND gate (AND1) and the second power switching stage for controlling the same with the Output (A · B) of the second AND gate (AND2) is connected, wherein the two complementary power switching stages are connected to the transformer and this drives in push-pull and wherein the synchronous rectifier with the outputs (A · B) of the two AND gates ( AND1, AND2) and connected to the inverting output (Q-) of the comparator (COMP) and thereby controlled. Regelschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschaltstufe als Halbbrücke ausgebildet ist, die bei einer genügend positiven Spannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) gegen eine positive Betriebsspannung schaltet und bei einer genügend negativen Spannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) gegen Masse schaltet, wobei der Ausgang der Leistungsschaltstufe die Schaltspannung (Vs) ist, die direkt mit dem LC-Tiefpassfilter und über einen Widerstand (Rout) mit dem invertierenden Eingang (E–) das linearen Umkehintegrators (OP) verbunden ist.Control circuit according to claim 4, characterized in that the power switching stage is designed as a half-bridge, which switches at a sufficiently positive voltage at the noninverting comparator input (E +) against a positive operating voltage and at a sufficiently negative voltage at the noninverting comparator input (E +) switches to ground, said the output of the power switching stage is the switching voltage (V s ), which is connected directly to the LC low-pass filter and via a resistor (R out ) to the inverting input (E-) of the linear conversion integrator (OP). Regelschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschaltstufe als Halbbrücke ausgebildet ist, die bei einer genügend positiven Spannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) gegen eine positive Betriebsspannung (Vplus) schaltet und bei einer genügend negativen Spannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) gegen Masse schaltet, wobei der Ausgang der Leistungsschaltstufe die Schaltspannung (Vs) ist, die direkt mit dem LC-Tiefpassfilter und über einen Widerstand (Rout) mit dem invertierenden Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) verbunden ist.Control circuit according to claim 5, characterized in that the power switching stage is designed as a half-bridge, which switches at a sufficiently positive voltage at the Schmitt trigger input of the comparator (COMP) against a positive operating voltage (V plus ) and at a sufficiently negative voltage at the Schmitt Trigger output of the comparator (COMP) switches to ground, wherein the output of the power switching stage, the switching voltage (V s ), directly to the LC low-pass filter and a resistor (R out ) to the inverting input (E-) of the Linear Inverse Integrator (OP) is connected. Regelschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschaltstufe als Halbbrücke ausgebildet ist, die bei einer genügend positiven Spannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) gegen eine positive Betriebsspannung (Vplus) schaltet und bei einer genügend negativen Spannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) gegen eine komplementäre negative Betriebsspannung (–Vplus) schaltet, wobei der Ausgang der Leistungsschaltstufe die Schaltspannung (Vs) ist, die direkt mit dem LC-Tiefpassfilter und über einen Widerstand (Rout) mit dem invertierenden Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) verbunden ist, wobei die Referenzspannungsquelle durch eine NF- Spannungsquelle ersetzt ist und die Ausgangsspannung (Vout) hinter dem LC-Tiefpassfilter die NF-Ausgangsspannung ist.Control circuit according to claim 4, characterized in that the power switching stage is designed as a half-bridge, which switches at a sufficiently positive voltage at the noninverting comparator input (E +) against a positive operating voltage (V plus ) and at a sufficiently negative voltage at the noninverting comparator input (E +) against a complementary negative operating voltage (-V plus ), wherein the output of the power switching stage is the switching voltage (V s ) directly to the LC low-pass filter and via a resistor (R out ) to the inverting input (E-) of the linear inverter (OP) is connected, wherein the reference voltage source is replaced by a NF-voltage source and the output voltage (V out ) is behind the LC low-pass filter, the LF output voltage. Regelschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschaltstufe als Halbbrücke ausgebildet ist, die bei einer genügend positiven Spannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) gegen eine positive Betriebsspannung (Vplus) schaltet und bei einer genügend negativen Spannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) gegen eine komplementäre negative Betriebsspannung (–Vplus) schaltet, wobei der Ausgang der Leistungsschaltstufe die Schaltspannung (Vs) ist, die direkt mit dem LC-Tiefpassfilter und über einen Widerstand (Rout) mit dem invertierenden Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) verbunden ist, wobei die Referenzspannungsquelle durch eine NF-Spannungsquelle ersetzt ist und die Ausgangsspannung (Vout) hinter dem LC-Tiefpassfilter die NF-Ausgangsspannung ist.Control circuit according to claim 5, characterized in that the power switching stage is designed as a half-bridge, which switches at a sufficiently positive voltage at the Schmitt trigger input of the comparator (COMP) against a positive operating voltage (V plus ) and at a sufficiently negative voltage at the Schmitt Trigger input of the comparator (COMP) against a complementary negative operating voltage (-V plus ) switches, wherein the output of the power switching stage, the switching voltage (V s ), directly with the LC low-pass filter and a resistor (R out ) with the inverting input (E-) of the linear inversion integrator (OP) is connected, wherein the reference voltage source is replaced by a low-voltage power source and the output voltage (V out ) behind the LC low-pass filter is the low-frequency output voltage. Regelschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschaltstufe als Halbbrücke ausgebildet ist, die bei einer genügend positiven Spannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) gegen Masse schaltet und bei der einer genügend negativen Spannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) gegen die positive Ausgangsspannung (Vout) schaltet, wobei der Ausgang der Leistungsschaltstufe über eine Drosselspule (L) mit der positiven Betriebsspannung (Vplus) verbunden ist, wobei der invertierende Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) über einen Widerstand (Rout) mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers (OP1) verbunden ist, der die Differenz zwischen der positiven Ausgangsspannung (Vout) und der Schaltspannung (Vs) am Ausgang der Leistungsschaltstufe bildet und die positive Betriebsspannung (Vplus) hinzu addiert.Control circuit according to claim 4, characterized in that the power switching stage is designed as a half-bridge, which switches at a sufficiently positive voltage at the noninverting comparator input (E +) to ground and at a sufficiently negative voltage at the noninverting comparator input (E +) against the positive output voltage (V out ), wherein the output of the power switching stage via a choke coil (L) to the positive operating voltage (V plus ) is connected, wherein the inverting input (E-) of the linear inverse integrator (OP) via a resistor (R out ) to the output a differential amplifier (OP1) which forms the difference between the positive output voltage (V out ) and the switching voltage (V s ) at the output of the power switching stage and adds the positive operating voltage (V plus ). Regelschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschaltstufe als Halbbrücke ausgebildet ist, die bei einer genügend positiven Spannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) gegen Masse schaltet und bei einer genügenden negativen Spannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) gegen die positive Ausgangsspannung (Vout) schaltet, wobei der Ausgang der Leistungsschaltstufe über eine Drosselspule (L) mit der positiven Betriebsspannung (Vplus) verbunden ist, wobei der invertierende Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) über einen Widerstand (Rout) mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers (OP1) verbunden ist, der die Differenz zwischen der positiven Ausgangsspannung (Vout) und der Schaltspannung (Vs) am Ausgang der Leistungsschaltstufe bildet und die positive Betriebsspannung (Vplus) hinzu addiert.Control circuit according to claim 5, characterized in that the power switching stage is designed as a half-bridge, which switches at a sufficiently positive voltage at the Schmitt trigger input of the comparator (COMP) to ground and at a sufficient negative voltage at the Schmitt trigger input of the comparator (COMP) against the positive output voltage (V out ), wherein the output of the power switching stage via a choke coil (L) to the positive operating voltage (V plus ) is connected, wherein the inverting input (E-) of the linear reversing integrator (OP) via a resistor (R out ) is connected to the output of a differential amplifier (OP1) which forms the difference between the positive output voltage (V out ) and the switching voltage (V s ) at the output of the power switching stage and adds the positive operating voltage (V plus ) , Regelschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschaltstufe als Halbbrücke ausgebildet ist, die bei einer genügend positiven Spannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) gegen eine positive Betriebsspannung (Vplus) schaltet und bei einer genügend negativen Spannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) gegen die negative Ausgangsspannung (–Vout) schaltet, wobei der Ausgang der Leistungsschaltstufe über eine Drosselspule (L) mit Masse verbunden ist, wobei der invertierende Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) über einen Widerstand (Rout) mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers (OPI) verbunden ist, der die Differenz zwischen der Schaltspannung (Vs) am Ausgang der Leistungsschaltstufe und der negativen Ausgangsspannung (–Vout) bildet, und wobei das differenzierende Reihen-RC-Glied (Rcomp-Ccomp) zwischen den invertierenden Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) und dem Ausgang eines Spannungsinverters (OP2) geschaltet ist, der die negative Ausgangsspannung (–Vout) in einer äquivalente positive Spannung umsetzt.Control circuit according to claim 4, characterized in that the power switching stage is designed as a half-bridge, which switches at a sufficiently positive voltage at the noninverting comparator input (E +) against a positive operating voltage (V plus ) and at a sufficiently negative voltage at the noninverting comparator input (E +) against the negative output voltage (-V out ) switches, the output of the power is connected via a choke coil (L) to ground, wherein the inverting input (E) of the linear reversing integrator (OP) via a resistor (R out ) to the output of a differential amplifier (OPI) is connected, the difference between the switching voltage (V s ) forms at the output of the power switching stage and the negative output voltage (-V out ), and wherein the differentiating series RC element (R comp -C comp ) between the inverting input (E-) of the linear inverse integrator (OP) and the output of a voltage inverter (OP2) is connected, which converts the negative output voltage (-V out ) in an equivalent positive voltage. Regelschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschaltstufe als Halbbrücke ausgebildet ist, die bei einer genügend positiven Spannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) gegen eine positive Betriebsspannung (Vplus) schaltet und bei einer genügend negativen Spannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) gegen die negative Ausgangsspannung (–Vout) schaltet, wobei der Ausgang der Leistungsschaltstufe über eine Drosselspule (L) mit Masse verbunden ist, wobei der invertierende Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) über einen Widerstand (Rout) mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers (OP1) verbunden ist, der die Differenz zwischen der Schaltspannung (Vs) am Ausgang der Leistungsschaltstufe und der negativen Ausgangsspannung (–Vout) bildet, und wobei das differenzierende Reihen-RC-Glied (Rcomp-Ccomp) zwischen den invertierenden Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) und den Ausgang eines Spannungsinverters (OP2) geschaltet ist, der die negative Ausgangsspannung (–Vout) in eine äquivalente positive Spannung umsetzt.Control circuit according to claim 5, characterized in that the power switching stage is designed as a half-bridge, which switches at a sufficiently positive voltage at the Schmitt trigger input of the comparator (COMP) against a positive operating voltage (V plus ) and at a sufficiently negative voltage at the Schmitt Trigger input of the comparator (COMP) against the negative output voltage (-V out ), wherein the output of the power switching stage via a choke coil (L) is connected to ground, wherein the inverting input (E) of the linear inverse integrator (OP) is connected across a resistor (R out ) to the output of a differential amplifier (OP1) which forms the difference between the switching voltage (V s ) at the output of the power switching stage and the negative output voltage (-V out ), and wherein the differentiating series RC Member (R comp -C comp ) between the inverting input (E-) of the linear inverse integrator (OP) and the output of a spa is switched inverter (OP2), which converts the negative output voltage (-V out ) into an equivalent positive voltage. Verwendung der Regelschaltung nach Anspruch 4 für einen Eintakt-Sperrwandler mit Synchrongleichrichtung, gekennzeichnet durch einen Leistungstransformator (powerTR), einen Steuertransformator (pulseTR), einen Leistungsschalter und einen Synchrongleichrichter, wobei die Regelschaltung auf der Sekundärseite und der Leistungsschalter auf der Primärseite des Eintakt-Sperrwandlers angeordnet sind, wobei der primärseitige Leistungsschalter dann über den Steuertransformator (pulseTR) eingeschaltet wird, wenn eine genügend positive Steuerspannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) anliegt, und der sekundärseitige Synchrongleichrichter dann eingeschaltet wird, wenn eine genügend negative Steuerspannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) anliegt, wobei der Synchrongleichrichter gegen die Sekundärmasse schaltet und die sekundärseitige Schaltspannung (Vs) zwischen dem Synchrongleichrichter und der Sekundärwicklung des Leistungstransformators (powerTR) abgegriffen wird und über einen Widerstand (Rout) mit dem invertierenden Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) verbunden ist.Use of the control circuit according to claim 4 for a synchronous rectification single ended flyback converter, characterized by a power transformer (TR), a control transformer (pulseTR), a power switch and a synchronous rectifier, the secondary side regulator circuit and the primary side single ended flyback converter are arranged, wherein the primary-side power switch then via the control transformer (pulseTR) is turned on when a sufficiently positive control voltage at the non-inverting comparator (E +) is applied, and the secondary-side synchronous rectifier is turned on when a sufficiently negative control voltage at the non-inverting comparator (E +) is applied , wherein the synchronous rectifier switches against the secondary ground and the secondary-side switching voltage (V s ) between the synchronous rectifier and the secondary winding of the power transformer (powerTR) tapped is connected via a resistor (R out ) to the inverting input (E-) of the linear inverter (OP). Verwendung der Regelschaltung nach Anspruch 5 für einen Eintakt-Sperrwandler mit Synchrongleichrichtung, gekennzeichnet durch einen Leistungstransformator (powerTR), einen Steuertransformator (pulseTR), einen Leistungsschalter und einen Synchrongleichrichter, wobei die Regelschaltung auf der Sekundärseite und der Leistungsschalter auf der Primärseite des Eintakt-Sperrwandlers angeordnet sind, wobei der primär seitige Leistungsschalter dann über den Steuertransformator (pulseTR) eingeschaltet wird, wenn eine genügend positive Steuerspannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) anliegt, und der sekundärseitige Synchrongleichrichter dann eingeschaltet wird, wenn eine genügend negative Steuerspannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) anliegt, wobei der Synchrongleichrichter gegen die Sekundärmasse schaltet und die sekundärseitige Schaltspannung (Vs) zwischen dem Synchrongleichrichter und der Sekundärwicklung des Leistungstransformators (powerTR) abgegriffen wird und über einen Widerstand (Rout) mit dem invertierenden Eingang (E–) des linearen Umkehrintegrators (OP) verbunden ist.Use of the control circuit according to claim 5 for a synchronous rectification single ended flyback converter, characterized by a power transformer (TR), a control transformer (pulseTR), a power switch and a synchronous rectifier, the secondary side control circuit and the primary side power switch of the single ended flyback converter are arranged, wherein the primary-side power switch is then turned on via the control transformer (pulseTR) when a sufficiently positive control voltage at the Schmitt trigger input of the comparator (COMP) is applied, and the secondary-side synchronous rectifier is then turned on when a sufficiently negative control voltage on Schmitt trigger input of the comparator (COMP) is applied, the synchronous rectifier switches against the secondary ground and the secondary side switching voltage (V s ) between the synchronous rectifier and the secondary winding of the power transformer (powerTR) from and is connected via a resistor (R out ) to the inverting input (E-) of the linear inverse integrator (OP). Verwendung der Regelschaltung nach Anspruch 4 für einen Eintakt-Durchflusswandler mit Synchrongleichrichtung, gekennzeichnet durch einen Leistungsschalter, einen Leistungstransformator (powerTR) und einen Steuertransformator (pulseTR), wobei die Regelschaltung auf der Sekundärseite und der Leistungsschalter auf der Primärseite des Eintakt-Durchflusswandlers angeordnet sind, wobei der primärseitige Leistungsschalter dann über den Steuertransformator (pulseTR) eingeschaltet wird, wenn eine genügend positive Steuerspannung am nichtinvertierenden Komparatoreingang (E+) anliegt, wobei die Synchrongleichrichtung durch zwei Leistungsschalter erfolgt, von denen der erste in Phase mit dem primärseitigen Leistungsschalter das Wicklungsende der Sekundärwicklung des Leistungstransformators (powerTR) nach Sekundärmasse schaltet, das nicht mit dem LC-Tiefpassfilter verbunden ist, und der zweite Leistungsschalter der Synchrongleichrichtung in Gegenphase zum primärseitigen Leistungsschalter das Wicklungsende der Sekundärwicklung des Leis tungstransformators (powerTR) an Sekundärmasse schaltet, das mit dem LC-Tiefpassfilter verbunden ist.Use of the control circuit according to claim 4 for a Single-ended forward converters with synchronous rectification, characterized by a circuit breaker, a power transformer (powerTR) and a control transformer (pulseTR), the control circuit on the secondary side and the Circuit breaker on the primary side of the single-ended forward converter are arranged, the primary side Circuit breaker then over the control transformer (pulseTR) is turned on when a enough positive control voltage at the noninverting comparator input (E +) is applied, with the synchronous rectification by two power switches of which the first in phase with the primary side Circuit breaker the winding end of the secondary winding of the power transformer (powerTR) switches to secondary mass, that is not connected to the LC low-pass filter, and the second one Circuit breaker synchronous rectification in the opposite phase to the primary side Circuit breaker the winding end of the secondary winding of the power transformer (powerTR) at secondary mass which is connected to the LC low-pass filter. Verwendung der Regelschaltung nach Anspruch 5 für einen Eintakt-Durchflusswandler mit Synchrongleichrichtung, gekennzeichnet durch einen Leistungsschalter, einen Leistungstransformator (powerTR) und einen Steuertransformator (pulseTR), wobei die Regelschaltung auf der Sekundärseite und der Leistungsschalter auf der Primärseite des Eintakt-Durchflusswandlers angeordnet sind, wobei der primärseitige Leistungsschalter dann über den Steuertransformator (pulseTR) eingeschaltet wird, wenn eine genügend positive Steuerspannung am Schmitt-Trigger-Eingang des Komparators (COMP) anliegt, wobei die Synchrongleichrichtung durch zwei Leistungsschalter erfolgt, von denen der erste in Phase mit dem primärseitigen Leistungsschalter das Wicklungsende der Sekundärwicklung des Leistungstransformators (powerTR) nach Sekundärmasse schaltet, das nicht mit dem LC-Tiefpassfilter verbunden ist, und der zweite Leistungsschalter der Synchrongleichrichtung in Gegenphase zum primärseitigen Leistungsschalter das Wicklungsende der Sekundärwicklung des Leistungstransformators (powerTR) an Sekundärmasse schaltet, das mit dem, LC-Tiefpassfilter verbunden ist.Use of the control circuit according to claim 5 for a synchronous rectified single ended forward converter, characterized by a power switch, a power transformer (powerTR) and a control transformer (pulseTR), the control circuit being on the secondary side and the circuit breaker are arranged on the primary side of the single-ended forward converter, wherein the primary-side power switch is then turned on via the control transformer (pulseTR), when a sufficiently positive control voltage at the Schmitt trigger input of the comparator (COMP) is applied, the synchronous rectification by two power switches the first one in phase with the primary-side power switch switches the winding end of the secondary winding of the power transformer (powerTR) to secondary ground which is not connected to the LC low-pass filter and the second power switch of the synchronous rectification in antiphase to the primary-side power switch the winding end of the secondary winding of the power transformer (powerTR) to secondary ground connected to the LC low pass filter.
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