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TECHNISCHES GEBIET
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Der
hier beschriebene Gegenstand betrifft allgemein DC/DC-Wandler, und
er betrifft insbesondere DC/DC-Wandler mit verringertem Spannungsüberschwingen
und verringertem Schaltverlust.
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HINTERGRUND
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Ein
DC/DC-Wandler empfängt eine DC-Spannung als Eingang und
erzeugt eine weitere DC-Spannung als Ausgang. Viele DC/DC-Wandler funktionieren
so, dass sie eine DC-Spannung eine kurze Zeitspanne lang an eine
Induktivität oder einen Transformator anlegen, was zu einer
Energiespeicherung führt, gefolgt von einem Entfernen oder
Abschalten der angelegten DC-Spannung, was bewirkt, dass die gespeicherte
Energie an den Ausgang übertragen wird. Der Zeitpunkt des
Schattens des DC/DC-Wandlers wird gesteuert, um die Ausgangsspannung
nach Bedarf zu regeln. Wenn der DC/DC-Wandler in einem Aufwärtsmodus
arbeitet, erzeugt er eine Ausgangsspannung, die höher als
die Eingangsspannung ist. Wenn der DC/DC-Wandler in dem Abwärtsmodus
arbeitet, erzeugt er eine Ausgangsspannung, die kleiner oder gleich
der Eingangsspannung ist.
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Obwohl
der Stand der Technik viele verschiedene DC/DC-Wandlerkonfigurationen
enthält, ist der in dem
US-Patent
Nr. 7,106,605 offenbarte DC/DC-Wandler beispielhaft. Dieser
spezielle DC/DC-Wandler verwen det Glättungskondensatoren über
zwei seiner Ausgangsdioden. Im Betrieb dieses DC/DC-Wandlers kann
die in diesen Glättungskondensatoren gespeicherte Energie
zu einem ungewünschten Schaltverlust führen.
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KURZZUSAMMENFASSUNG
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Eine
Ausführungsform eines DC/DC-Wandlers umfasst einen ersten
niedrigen Knoten und einen zweiten niedrigen Knoten für
eine DC-Eingangsspannung, einen ersten hohen Knoten und einen zweiten hohen
Knoten für eine DC-Ausgangsspannung, einen Transformator
mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung,
einen ersten Schalter, der zwischen ein erstes Ende der Primärwicklung
und den zweiten niedrigen Knoten gekoppelt ist, einen zweiten Schalter,
der zwischen ein zweites Ende der Primärwicklung und den
zweiten niedrigen Knoten gekoppelt ist, ein erstes geschaltetes
Diodenelement, das zwischen den ersten hohen Knoten und ein erstes
Ende der Sekundärwicklung gekoppelt ist, ein zweites geschaltetes
Diodenelement, das zwischen den ersten hohen Knoten und ein zweites Ende
der Sekundärwicklung gekoppelt ist, ein drittes geschaltetes
Diodenelement, das zwischen das erste Ende der Sekundärwicklung
und den zweiten hohen Knoten gekoppelt ist, und ein viertes geschaltetes
Diodenelement, das zwischen das zweite Ende der Sekundärwicklung
und den zweiten hohen Knoten gekoppelt ist. Der DC/DC-Wandler umfasst
auch ein erstes kapazitives Element, das zwischen den ersten hohen
Knoten und das zweite Ende der Sekundärwicklung gekoppelt
ist, und ein zweites kapazitives Element, das zwischen das zweite
Ende der Sekundärwicklung und den zweiten hohen Knoten
gekoppelt ist. Der DC/DC-Wandler umfasst auch einen Schaltcontroller,
der mit dem ersten Schalter, dem zweiten Schalter, dem ersten geschalteten
Diodenelement, dem zweiten geschalteten Diodenelement, dem dritten
geschalteten Diodenelement und dem vierten geschalteten Diodenelement
gekoppelt ist. Der Schaltcontroller ist so ausgestaltet, dass er
ein Entladen des ersten kapazitiven Elements und des zweiten kapazitiven
Elements durch die Sekundärwicklung während eines
Abwärts-Betriebsmodus für den DC/DC-Wandler steuert.
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Es
wird auch ein Verfahren zum Steuern eines DC/DC-Wandlers bereitgestellt,
bei dem der DC/DC-Wandler einen ersten Schalter, der zwischen ein
erstes Ende einer primären Transformatorwicklung und einen
niedrigen Knoten gekoppelt ist, einen zweiten Schalter, der zwischen
ein zweites Ende der primären Transformatorwicklung und
den niedrigen Knoten gekoppelt ist, eine erste geschaltete Diode, die
zwischen ein erstes Ende einer sekundären Transformatorwicklung
und einen ersten hohen Knoten gekoppelt ist, eine zweite geschaltete
Diode, die zwischen ein zweites Ende der sekundären Transformatorwicklung
und den ersten hohen Knoten gekoppelt ist, eine dritte geschaltete
Diode, die zwischen das erste Ende der sekundären Transformatorwicklung
und einen zweiten hohen Knoten gekoppelt ist, eine vierte geschaltete
Diode, die zwischen das zweite Ende der sekundären Transformatorwicklung
und den zweiten hohen Knoten gekoppelt ist, ein erstes kapazitives
Element parallel zu der zweiten geschalteten Diode und ein zweites
kapazitives Element parallel zu der vierten geschalteten Diode umfasst.
Das Verfahren beinhaltet, dass Bedingungen detektiert werden, die
einem Abwärts-Betriebsmodus mit leichter oder keiner Last
für den DC/DC-Wandler entsprechen, und dass in Ansprechen
auf den Schritt des Detektierens die Zustande des ersten Schalters,
des zweiten Schalters, der ersten geschalteten Diode, der zweiten
geschalteten Diode, der dritten geschalteten Diode und der vierten
geschalteten Diode gesteuert werden, um ein Entladen des ersten
kapazitiven Elements und des zweiten kapazitiven Elements durch
die Sekundärwicklung zu erleichtern.
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Es
wird auch eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern
eines DC/DC-Wandlers während eines Abwärts-Betriebsmodus
bereitgestellt. Der DC/DC-Wandler umfasst einen ersten Schalter,
der zwischen ein erstes Ende einer primären Transformatorwicklung
und einen niedrigen Knoten gekoppelt ist, einen zweiten Schalter,
der zwischen ein zweites Ende der primären Transformatorwicklung
und den niedrigen Knoten gekoppelt ist, eine erste geschaltete Diode,
die zwischen ein erstes Ende einer sekundären Transformatorwicklung
und einen ersten hohen Knoten gekoppelt ist, eine zweite geschaltete
Diode, die zwischen ein zweites Ende der sekundären Transformatorwicklung
und den ersten hohen Knoten gekoppelt ist, eine dritte geschaltete
Diode, die zwischen das erste Ende der sekundären Transformatorwicklung
und einen zweiten hohen Knoten gekoppelt ist, eine vierte geschaltete
Diode, die zwischen das zweite Ende der sekundären Transformatorwicklung
und den zweiten hohen Knoten gekoppelt ist, ein erstes kapazitives
Element parallel zu der zweiten geschalteten Diode und ein zweites
kapazitives Element parallel zu der vierten geschalteten Diode.
Das Verfahren umfasst, dass zu Beginn einer ersten Entladeperiode
der erste Schalter geschlossen wird, um ein Entladen des ersten
kapazitiven Elements und des zweiten kapazitiven Elements durch die
Sekundärwicklung zu ermöglichen; dass während der
ersten Entladeperiode der erste Schalter in seinem geschlossenen
Zustand gehalten wird, der zweite Schalter in seinem geschlossenen
Zustand gehalten wird, die erste geschaltete Diode in ihrem Kurzschlusszustand
gehalten wird, die zweite geschaltete Diode in ihrem Diodenzustand
gehalten wird, die dritte geschaltete Diode in ihrem Diodenzustand
gehalten wird und die vierte geschaltete Diode in ihren Diodenzustand
gehalten wird; und dass am Ende der ersten Entladeperiode die zweite
geschaltete Diode in ihren Kurzschlusszustand geschaltet wird.
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Diese
Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten
in einer vereinfachten Form vorzustellen, die nachstehend in der
genauen Beschreibung weiter beschrieben werden. Diese Zusammenfassung
ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche
Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, und soll auch
nicht als ein Hilfsmittel zur Ermittlung des Schutzumfangs des beanspruchten
Gegenstands verwendet werden.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Mindestens
eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hier
nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben,
in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und
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1 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines DC/DC-Wandlers
ist;
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2 ein
Schaltplan einer Ausführungsform eines DC/DC-Wandlers ist;
und
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3 ein
Schaltzeitdiagramm ist, das dem in 2 gezeigten
DC/DC-Wandler entspricht, der in einem Abwärtsmodus mit
leichter oder keiner Last arbeitet.
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BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
folgende genaue Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist
nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendun gen der
Erfindung zu beschränken. Darüber hinaus besteht
nicht die Absicht, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie
gebunden zu sein, die in dem voranstehenden technischen Gebiet,
dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden genauen
Beschreibung dargestellt ist.
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Techniken
und Technologien können hier mit Hilfe von funktionalen
und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben
sein. Es ist festzustellen, dass derartige Blockkomponenten durch
eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten
realisiert sein können, welche so ausgestaltet sind, dass
sie die angegebenen Funktionen ausführen. Beispielsweise
kann eine Ausführungsform eines Systems oder einer Komponente
verschiedene integrierte Schaltungskomponenten verwenden, z. B. Speicherelemente,
digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen
oder dergleichen, welche eine Vielfalt von Funktionen unter der
Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuerungseinrichtungen
ausführen können. Zudem werden Fachleute feststellen, dass
Ausführungsformen in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl
von Datenübertragungsprotokollen in der Praxis ausgeführt
werden können, und dass das hier beschriebene System nur
ein geeignetes Beispiel ist.
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Der
Kürze halber kann es sein, dass herkömmliche Techniken
mit Bezug auf DC/DC-Wandlung, transistorbasierte Schalter, Diodendrücken, Schaltcontroller
und andere funktionale Aspekte der Systeme (und der einzelnen Betriebskomponenten der
Systeme) hier nicht im Detail beschrieben sind. Außerdem
sind die Verbindungslinien, die in den verschiedenen hier enthaltenen
Figuren gezeigt sind, zur Darstellung beispielhafter funktionaler
Beziehungen und/oder physikalischer Kopplun gen zwischen den verschiedenen
Elementen gedacht. Es wird angemerkt, dass viele alternative oder
zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische
Verbindungen bei einer Ausführungsform des Gegenstands vorhanden
sein können.
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Bei
der Verwendung hierin bedeutet ein "Knoten" einen beliebigen internen
oder externen Referenzpunkt, einen Verbindungspunkt, eine Verbindung,
eine Signalleitung, ein leitfähiges Element oder dergleichen,
an dem bzw. der ein gegebenes Signal, ein Logikpegel, eine Spannung,
ein Datenmuster, ein Strom oder eine Größe vorhanden
ist. Darüber hinaus können zwei oder mehr Knoten
durch ein physikalisches Element realisiert sein (und zwei oder
mehr Signale können gebündelt, moduliert oder
anderweitig unterschieden werden, obwohl sie an einem gemeinsamen
Knoten empfangen oder ausgegeben werden).
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Die
folgende Beschreibung kann sich auf Elemente oder Knoten oder Merkmale
beziehen, die miteinander "verbunden/geschaltet" oder "gekoppelt" sind.
Bei der Verwendung hierin bedeutet "verbunden/geschaltet", sofern
es nicht ausdrücklich anderweitig angegeben ist, dass ein
Element/Knoten/Merkmal mit einem weiteren Element/Knoten/Merkmal
direkt verbunden ist (oder direkt damit kommuniziert), und zwar
nicht notwendigerweise mechanisch. Gleichermaßen bedeutet
"gekoppelt", sofern es nicht ausdrücklich anderweitig angegeben
ist, dass ein Element/Knoten/Merkmal mit einem weiteren Element/Knoten/Merkmal
direkt oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt damit
kommuniziert), und zwar nicht notwendigerweise mechanisch. Obwohl
der in 2 gezeigte Schaltplan eine mögliche Anordnung
von Elenenten darstellt, können daher zusätzliche
dazwischenkommende Elemente, Einrichtungen, Merkmale oder Komponenten
bei einer Ausführungsform des dargestellten Gegenstands vorhanden
sein.
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines
DC/DC-Wandlers 100. Der DC/DC-Wandler 100 umfasst
allgemein einen Transformator- und Schaltkreis 102 und
einen Schaltcontroller 104, der mit dem Transformator-
und Schaltkreis 102 gekoppelt ist. Der Transformator- und
Schaltkreis 102 ist auf geeignete Weise so ausgestaltet,
dass er eine DC-Spannung (VLO) empfängt und
in Ansprechen auf VLO eine DC-Spannung (VHI) erzeugt. Der DC/DC-Wandler 100 kann
bidirektional arbeiten, um eine relativ niedrige Spannung in eine relativ
hohe Spannung umzuwandeln (Aufwärtsmodus), oder um eine
relativ hohe Spannung in eine relativ niedrige Spannung umzuwandeln
(Abwärtsmodus).
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Bei
einer typischen Anwendung, die zur Verwendung mit einem Elektro-
oder Hybridelektrofahrzeug geeignet ist, beträgt VLO etwa 10–12 Volt und VHI beträgt etwa 250–350
Volt (für den Aufwärts-Betriebsmodus). Wie nachstehend
mit Bezug auf 2 genauer beschrieben wird,
umfasst der Transformator- und Schaltkreis 102 verschiedene
elektrische Komponenten, die in einer geeigneten Topologie und Konfiguration
angeordnet sind. Derartige elektrische Komponenten können
umfassen, ohne sie zu beschränken: induktive Elemente;
transistorbasierte Schalter; einen Transformator; kapazitive Elemente; und
leitfähige Leiterbahnen, Verbindungen und/oder Knoten.
Der Transformator- und Schaltkreis 102 empfängt
eine Anzahl von Schaltersteuerungssignalen von dem Schaltcontroller 104.
Zur Konsistenz mit 2 sind diese Schaltersteuerungssignale
als Q1, Q2, S1, S2, S3 und
S4 beschriftet, und jedes Schaltersteuerungssignal
steuert den Zustand seiner jeweiligen Schalterkomponente. Bei dieser
Ausführungsform entsprechen die Steuerungssignale Q1 und Q2 einem ersten
Eingangsschalter und einem zweiten Eingangsschalter des Transformator-
und Schaltkreises 102. Ein relativ hoher Pegel für
Q1 oder Q2 bewirkt,
dass sich der jeweilige Schalter schließt (d. h. Kurzschluss),
während ein relativ niedriger Pegel für Q1 oder Q2 bewirkt,
dass sich der jeweilige Schalter öffnet. Bei dieser Ausführungsform
entsprechen die Steuerungssignale S1, S2, S3 und S4 vier geschalteten Diodenelementen des Transformator-
und Schaltkreises 102. Ein relativ hoher Pegel für
S1, S2, S3 oder S4 bewirkt,
dass das jeweilige geschaltete Diodenelement wie ein Kurzschluss
funktioniert, während ein relativ niedriger Pegel für
S1, S2, S3 oder S4 bewirkt, dass
das jeweilige geschaltete Diodenelement wie eine Diode funktioniert.
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Der
Schaltcontroller 104 ist geeignet ausgestaltet, um die
Schaltersteuerungssignale Q1, Q2,
S1, S2, S3 und S4 während
des Betriebs des DC/DC-Wandlers 100 zu erzeugen. Der Schaltcontroller 104 kann
mit einem Universalprozessor, einem Speicher mit adressierbarem
Inhalt, einem digitalen Signalprozessor, einer anwendungsspezifischen
integrierten Schaltung, einem im Feld programmierbaren Gatearray,
einer beliebigen geeigneten programmierbaren Logikeinrichtung, einer
diskreten Gatter- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten
oder einer beliebigen Kombination daraus, welche so konzipiert sind,
dass sie die hier beschriebenen Funktionen ausführen, implementiert
oder ausgeführt sein. Ein Prozessor kann als ein Mikroprozessor,
ein Controller, ein Mikrocontroller oder eine Zustandsmaschine realisiert
sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Recheneinrichtungen implementiert
sein, z. B. eine Kombination eines digitalen Signalprozessors und
eines Mikroprozessors, mehrerer Mikroprozessoren, eines oder mehrerer
Mikroprozessoren in Verbindung mit einem digitalen Signalprozessorkern
oder einer beliebigen weiteren derartigen Konfiguration.
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In
der Praxis überwacht der Schaltcontroller 104 Ausgangsbedingungen
(in 1 durch den Rückkopplungspfad 106 dargestellt),
um den Schaltzeitpunkt und Schaltmuster für den Transformator- und
Schaltkreis 102 zu bestimmen. Diesbezüglich kann
der Schaltcontroller 104 die relativ hohe Spannung VHI selbst und/oder den zugeordneten Strom überwachen,
um den gewünschten Betriebsmodus für den DC/DC-Wandler 100 zu
detektieren. Bei dieser Ausführungsform kann der Schaltcontroller 104 Bedingungen
detektieren, welche einem Aufwärts-Betriebsmodus oder einem
Abwärts-Betriebsmodus entsprechen (oder diesen anzeigen).
Darüber hinaus ist der Schaltcontroller 104 auf
geeignete Weise so ausgestaltet, dass er eine Bedingung mit leichter
Last oder keiner Last detektiert, d. h., wo wenig oder kein Strom
durch die Last verbraucht wird, welche mit VHI verbunden
ist. Insbesondere kann der Schaltcontroller 104 Bedingungen
detektieren, welche einem Abwärts-Betriebsmodus mit leichter
oder keiner Last für den DC/DC-Wandler 100 entsprechen.
In Ansprechen auf die Detektion eines derartigen Abwärts-Betriebsmodus
mit leichter Last oder keiner Last steuert der Schaltcontroller 104 den Transformator-
und Schaltkreis 102 derart, dass er in einem Abwärtsmodus
funktioniert, während er auch ein Entladen kapazitiver
Glättungselemente steuert, um ein Spannungsüberschwingen
und einen Schaltverlust zu verringern.
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2 ist
ein Schaltplan einer Ausführungsform eines DC/DC-Wandlers 200 (der
Einfachheit halber ist der zugeordnete Schaltcontroller in 2 nicht
gezeigt). Die in 2 gezeigte Schaltung kann in
dem Kontext des DC/DC-Wandlers 100 (1) verwendet
werden. Diese Ausführungsform des DC/DC-Wandlers 200 umfasst,
ohne sie einzuschränken: einen ersten niedrigen Knoten 202;
einen zweiten niedrigen Knoten 204; einen ersten hohen Knoten 206;
einen zweiten hohen Knoten 208; ein erstes induktives Element
(mit L1 beschriftet); ein zweites induktives Element (mit L2 beschriftet);
einen ersten Schalter 210; einen zweiten Schalter 212;
einen Transformator 214; ein erstes geschaltetes Diodenelement 216;
ein zweites geschaltetes Diodenelement 218; ein drittes
geschaltetes Diodenelement 220; ein viertes geschaltetes
Diodenelement 222; ein erstes kapazitives Element (mit
C1 beschriftet); und ein zweites kapazitives Element (mit C2 beschriftet). Der
Transformator 214 umfasst eine Primärwicklung 224 und
eine damit zusammenwirkende Sekundärwicklung 226.
In 2 können die Komponenten auf der Seite
der Primärwicklung 224 als eine Eingangsschaltung
(oder Ausgangsschaltung) des DC/DC-Wandlers 200 betrachtet
werden, und die Komponenten auf der Seite der Sekundärwicklung 226 können
als eine Ausgangsschaltung (oder Eingangsschaltung) des DC/DC-Wandlers 200 betrachtet
werden.
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Die
relativ niedrige DC-Spannung (VLO) ist zwischen
dem ersten niedrigen Knoten 202 und dem zweiten niedrigen
Knoten 204 definiert, und die relativ hohe DC-Spannung
(VHI) ist zwischen dem ersten hohen Knoten 206 und
dem zweiten hohen Knoten 208 definiert. Wie voranstehend
erwähnt wurde, wird VHI von dem
DC/DC-Wandler 200 in Ansprechen auf VLO erzeugt.
Das induktive Element L1 ist zwischen den ersten niedrigen Knoten 202 und
einen Knoten 228 gekoppelt, der einem ersten Ende der Primärwicklung 224 entspricht.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das induktive
Element L1 zwischen den ersten niedrigen Knoten 202 und
den Knoten 228 direkt geschaltet. Das induktive Element
L2 ist zwischen den ersten niedrigen Knoten 202 und einen
Knoten 230 gekoppelt, der einem zweiten Ende der Primärwicklung 224 entspricht.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das induktive
Element L2 zwischen den ersten niedrigen Knoten 202 und
den Knoten 230 direkt geschaltet. Der durch die induktiven
Elemente L1 und L2 bereitgestellte Induktivitätsbetrag
wird von einer Implementierung zur nächsten variieren.
Bei einer typischen Anwendung in einem Elektro- oder Hybridelektro-Traktionssystem weist
jedes der induktiven Elemente L1 und L2 eine Induktivität
in dem Bereich von etwa 5,0 μH auf.
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Der
erste Schalter 210 ist zwischen den Knoten 228 und
den zweiten niedrigen Knoten 204 gekoppelt und der zweite
Schalter 212 ist zwischen den Knoten 230 und den
zweiten niedrigen Knoten 204 gekoppelt. Bei der veranschaulichten
Ausführungsform ist der erste Schalter 210 zwischen
den Knoten 228 und den zweiten niedrigen Knoten 204 direkt
geschaltet und der zweite Schalter 212 ist zwischen den Knoten 230 und
den zweiten niedrigen Knoten 204 direkt geschaltet. Obwohl 2 den
ersten Schalter 210 und den zweiten Schalter 212 als
MOSFET-Einrichtungen vom N-Typ darstellt, kann eine Implementierung
des DC/DC-Wandlers 200 in diesen Kontext andere transistorbasierte
Schalter verwenden.
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Das
Transistorgate des ersten Schalters 210 empfängt
das Schaltersteuerungssignal Q1, und das Transistorgate
des zweiten Schalters 212 empfängt das Schaltersteuerungssignal
Q2 (siehe 1). Bei dieser
speziellen Ausführungsform bewirkt ein relativ hoher Pegel
für das Schaltersteuerungssignal Q1, dass
sich der erste Schalter 210 schließt, was effektiv den
Knoten 228 und den zweiten niedrigen Knoten 204 miteinander
kurzschließt, während ein relativ niedriger Pegel
für das Schaltersteuerungssignal Q1 bewirkt,
dass sich der erste Schalter 210 öffnet, was effektiv
eine Unterbrechung zwischen dem Knoten 228 und dem zweiten
niedrigen Knoten 204 erzeugt. Der zweite Schalter 212 wird
auf ähnliche Weise durch das Schaltersteuerungssignal Q2 gesteuert.
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Das
erste geschaltete Diodenelement 216 ist zwischen den ersten
hohen Knoten 206 und einen Knoten 232 gekoppelt,
der einem ersten Ende der Sekundärwicklung 226 entspricht.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das erste
geschaltete Diodenelement 216 zwischen den ersten hohen Knoten 206 und
den Knoten 232 direkt geschaltet. 2 stellt
eine Streuinduktivität (mit L3 beschriftet) dar,
welche die Streuinduktivität der Sekundärwicklung 226 darstellt.
Zum Zweck dieser Beschreibung wird die Streuinduktivität
L3 als eine integrale Eigenschaft der Sekundärwicklung 226 betrachtet.
Diese Streuinduktivität ist im Vergleich zu der Induktivität der
induktiven Elemente L1 und L2 relativ klein.
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Bei
dieser speziellen Ausführungsform umfasst das erste geschaltete
Diodenelement 216 (und die anderen geschalteten Diodenelemente
in dem DC/DC-Wandler 200) einen Schalter parallel zu einer Diode.
Der Schalter kann als ein transistorbasierter Schalter realisiert
sein, z. B. ein NPN-Bipolartransistor (BJT), wie in 2 gezeigt
ist. Selbstverständlich kann eine Implementierung des DC/DC-Wandlers 200 in
diesem Kontext andere transistorbasierte Schalter verwenden. Hier
ist die Kathode der Diode mit dem Kollektor des BJT gekoppelt und
die Anode der Diode ist mit dem Emitter des BJT gekoppelt. Die Basis
des BJT des ersten geschalteten Diodenelements 216 empfängt
das Schaltersteuerungssignal S1 (siehe 1).
Bei dieser speziellen Ausführungsform bewirkt ein relativ
hoher Pegel für das Schaltersteuerungssignal S1,
dass sich der BJT schließt, was effektiv den ersten hohen
Knoten 206 und den Knoten 232 miteinander kurzschließt,
während ein relativ niedriger Pegel für das Schaltersteuerungssignal
S1 bewirkt, dass sich der BJT-Schalter öffnet,
was effektiv die Diode zwischen den ersten hohen Knoten 206 und
den Knoten 232 einfügt, um einen Stromfluss über
die Diode von dem ersten hohen Knoten 206 an den Knoten 232 zu
verhindern. Somit wird in Abhängigkeit von dem Zustand
des Schaltersteuerungssignals S1 das erste
geschaltete Diodenelement 216 wie eine Diode oder wie ein
Kurzschluss funktionieren.
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Das
zweite geschaltete Diodenelement 218 ist zwischen den ersten
hohen Knoten 206 und einen Knoten 234 gekoppelt,
der einem zweiten Ende der Sekundärwicklung 226 entspricht.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das zweite
geschaltete Diodenelement 218 zwischen den ersten hohen
Knoten 206 und den Knoten 234 direkt geschaltet.
Bei dieser speziellen Ausführungsform umfasst das zweite
geschaltete Diodenelement 218 einen Schalter parallel zu
einer Diode. Der Schalter kann als ein transistorbasierter Schalter
realisiert sein, z. B. ein BJT, wie in 2 gezeigt
ist. Selbstverständlich kann eine Implementierung des DC/DC-Wandlers 200 in
diesem Kontext andere transistorbasierte Schalter verwenden. Hier
ist die Kathode der Diode mit dem Kollektor des BJT gekoppelt und
die Anode der Diode ist mit dem Emitter des BJT gekoppelt. Die Basis
des BJT des zweiten geschalteten Diodenelements 218 empfängt
das Schaltersteuerungssignal S2 (siehe 1).
Bei dieser speziellen Ausführungsform bewirkt ein relativ
hoher Pegel für das Schaltersteuerungssignal S2,
dass sich der BJT-Schalter schließt, was effektiv den ersten
hohen Knoten 206 und den Knoten 234 miteinander
kurzschließt, während ein relativ niedriger Pegel
für das Schaltersteuerungssignal S2 bewirkt,
dass sich der BJT-Schalter öffnet, was effektiv die Diode
zwischen den ersten hohen Knoten 206 und den Knoten 234 einfügt,
um einen Stromfluss über die Diode von dem ersten hohen
Knoten 206 an den Knoten 234 zu verhindern. Somit
wird in Abhängigkeit von dem Zustand des Schaltersteuerungssignals 52 das
zweite geschaltete Diodenelement 218 wie eine Diode oder wie
ein Kurzschluss funktionieren.
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Das
dritte geschaltete Diodenelement 220 ist zwischen den Knoten 232 und
den zweiten hohen Knoten 208 gekoppelt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform
ist das dritte geschaltete Diodenelement 220 zwischen den
Knoten 232 und den zweiten hohen Knoten 208 direkt
geschaltet. Bei dieser speziellen Ausführungsform umfasst
das dritte geschaltete Diodenelement 220 einen Schalter
parallel zu einer Diode. Der Schalter kann als ein transistorbasierter
Schalter realisiert sein, z. B. ein BJT, wie in 2 gezeigt
ist. Selbstverständlich kann eine Implementierung des DC/DC-Wandlers 200 in
diesem Kontext andere transistorbasierte Schalter verwenden. Hier
ist die Kathode der Diode mit dem Kollektor des BJT gekop gelt und
die Anode der Diode ist mit dem Emitter des BJT gekoppelt. Die Basis
des BJT des dritten geschalteten Diodenelements 220 empfängt
das Schaltersteuerungssignal S3 (siehe 1). Bei
dieser speziellen Ausführungsform bewirkt ein relativ hoher
Pegel für das Schaltersteuerungssignal S3,
dass sich der BJT-Schalter schließt, was effektiv den Knoten 232 und
den zweiten hohen Knoten 208 miteinander kurzschließt,
während ein relativ niedriger Pegel für das Schaltersteuerungssignal
S3 bewirkt, dass sich der BJT-Schalter öffnet,
was effektiv die Diode zwischen den Knoten 232 und den
zweiten hohen Knoten 208 einfügt, um einen Stromfluss
über
die Diode von dem Knoten 232 an den zweiten hohen Knoten 208 zu
verhindern. Somit wird in Abhängigkeit von dem Zustand
des Schaltersteuerungssignals S3 das dritte
geschaltete Diodenelement 220 wie eine Diode oder wie ein
Kurzschluss funktionieren.
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Das
vierte geschaltete Diodenelement 222 ist zwischen den Knoten 234 und
den zweiten hohen Knoten 208 gekoppelt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform
ist das vierte geschaltete Diodenelement 222 zwischen den
Knoten 234 und den zweiten hohen Knoten 208 direkt
geschaltet. Bei dieser speziellen Ausführungsform umfasst
das vierte geschaltete Diodenelement 222 einen Schalter
parallel zu einer Diode. Der Schalter kann als ein transistorbasierter
Schalter realisiert sein, z. B. ein BJT, wie in 2 gezeigt
ist. Selbstverständlich kann eine Implementierung des DC/DC-Wandlers 200 in
diesem Kontext andere transistorbasierte Schalter verwenden. Hier
ist die Kathode der Diode mit dem Kollektor des BJT gekoppelt und
die Anode der Diode ist mit dem Emitter des BJT gekoppelt. Die Basis
des BJT des vierten geschalteten Diodenelements 222 empfängt
das Schaltersteuerungssignal S4 (siehe 1). Bei
dieser speziellen Ausführungsform bewirkt ein relativ hoher
Pegel für das Schaltersteuerungssignal S4,
dass sich der BJT-Schalter schließt, was effektiv den Knoten 234 und
den zweiten hohen Knoten 208 miteinander kurzschließt,
während ein relativ niedriger Pegel für das Schaltersteuerungssignal
S4 bewirkt, dass sich der BJT-Schalter öffnet,
was effektiv die Diode zwischen den Knoten 234 und den
zweiten hohen Knoten 208 einfügt, um einen Stromfluss über die
Diode von dem Knoten 234 an den zweiten hohen Knoten 208 zu
verhindern. Somit wird in Abhängigkeit von dem Zustand
des Schaltersteuerungssignals S4 das vierte
geschaltete Diodenelement 222 wie eine Diode oder wie ein
Kurzschluss funktionieren.
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Das
erste kapazitive Element C1 ist zwischen den
ersten hohen Knoten 206 und den Knoten 234 gekoppelt.
Mit anderen Worten ist das erste kapazitive Element C1 parallel
zu dem zweiten geschalteten Diodenelement 218. Bei der
veranschaulichten Ausführungsform ist das erste kapazitive
Element C1 zwischen den ersten hohen Knoten 206 und
den Knoten 234 direkt geschaltet. Auf ähnliche
Weise ist das zweite kapazitive Element C2 zwischen
den Knoten 234 und den zweiten hohen Knoten 208 gekoppelt. Mit
anderen Worten ist das zweite kapazitive Element C2 parallel
zu dem vierten geschalteten Diodenelement 222. Bei der
veranschaulichten Ausführungsform ist das zweite kapazitive
Element C1 zwischen den Knoten 234 und
den zweiten hohen Knoten 208 direkt geschaltet. Der von
den kapazitiven Elementen C1 und C2 bereitgestellte Kapazitätsbetrag
wird von einer Implementierung zur nächsten variieren.
Bei einer typischen Anwendung in einem Elektro- oder Hybridelektro-Traktionssystem
weist jedes der kapazitiven Elemente C1 und
C2 eine Kapazität in dem Bereich
von etwa 0,01 bis etwa 0,10 μF auf.
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Wieder
mit Bezugnahme auf 1 ist der Schaltcontroller 104 geeignet
ausgestaltet, um die Schaltersteuerungssignale Q1,
Q2, S1, S2, S3 und S4 in Übereinstimmung mit gewünschten
Schaltmustern zu erzeugen, um den Betrieb des DC/DC-Wandlers 200 zu
unterstützen. Diesbezüglich ist der Schaltcontroller 104 mit
dem ersten Schalter 210, dem zweiten Schalter 212,
dem ersten geschalteten Diodenelement 216, dem zweiten
geschalteten Diodenelement 218, dem dritten geschalteten
Diodenelement 220 und dem vierten geschalteten Diodenelement 222 auf
eine Weise gekoppelt, welche die Lieferung der Schaltersteuerungssignale
Q1, Q2, S1, S2, S3 und
S4 an ihre jeweiligen Schaltkomponenten
bewerkstelligt. Wenn der DC/DC-Wandler 200 in dem Aufwärtsmodus
arbeitet, steuert und regelt der Schaltcontroller 104 das
Erhöhen einer relativ niedrigen DC-Spannung auf eine relativ
hohe DC-Spannung. Wenn der DC/DC-Wandler 200 in dem Abwärtsmodus
arbeitet, steuert und regelt der Schaltcontroller 104 die
Verringerung einer relativ hohen DC-Spannung auf eine relative niedrige
DC-Spannung. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, ist der Schaltcontroller 104 auch
auf geeignete Weise derart ausgestaltet, dass er einen Abwärts-Betriebsmodus
mit leichter oder keiner Last unterstützt, während
welchem der Schaltcontroller 104 ein Entladen des ersten
kapazitiven Elements C1 und des zweiten kapazitiven Elements C2
durch die Sekundärwicklung 226 steuert. In der Praxis
ist der Schaltcontroller 104 auf geeignete Weise so ausgestaltet,
dass er das Speichern und Freisetzen induktiver Energie nach Bedarf
regelt (welche dem ersten induktiven Eingangselement L1 und dem zweiten
induktiven Eingangselement L2 zugeordnet ist), indem er die Schaltkomponenten
unter seiner Steuerung selektiv aktiviert.
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Der
DC/DC-Wandler 200 verwendet das erste kapazitive Element
C1 und das zweite kapazitive Element C2 bei verschiedenen Betriebsmodi.
In dem Aufwärts-Betriebsmodus werden das zweite geschaltete
Diodenelement 218 und das vierte geschaltete Diodenelement 222 ausgeschaltet,
d. h., sie werden beide so eingestellt, dass sie wie Dioden funktionieren.
Bei einer Bedingung mit leichter oder keiner Last während
des Aufwärts-Betriebsmodus bilden das erste geschaltete
Diodenelement 216, das dritte ge schaltete Diodenelement 220,
das erste kapazitive Element C1 und das zweite kapazitive Element
C2 eine Halbbrückenschaltung, die einen niedrigen Energierückfluss
bereitstellt, um die DC-Ausgangsspannung geregelt zu halten. Während
des Aufwärts-Betriebsmodus sorgen das kapazitive Element C1
und das kapazitive Element C2 auch für einen Überschwingschutz
für den ersten Schalter 210 und den zweiten Schalter 212.
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In
dem Abwärts-Betriebsmodus stellen das erste kapazitive
Element C1 und das zweite kapazitive Element C2 ein weiches Schalten
für das zweite geschaltete Diodenelement 218 und
für das vierte geschaltete Diodenelement 222 bereit.
Es wird angemerkt, dass bei Bedingungen mit leichter oder keiner Last
das erste kapazitive Element C1 und das zweite kapazitive Element
C2 zurückgesetzt werden (d. h. zumindest teilweise entladen
werden), um einen hohen Verlust bei dem zweiten geschalteten Diodenelement 218 und
dem vierten geschalteten Diodenelement 222 zu vermeiden.
Zu diesem Zweck setzt die hier beschriebene Steuerungstechnik das
erste kapazitive Element C1 und das zweite kapazitive Element C2
zurück, indem sie den ersten Schalter 210 und
den zweiten Schalter 212 verwendet, um den Transformator 214 während
einer Entladeperiode effektiv kurzzuschließen, während
das erste geschaltete Diodenelement 216 oder das dritte
geschaltete Diodenelement 220 kurzgeschlossen ist. Das
Kurzschließen des Transformators 214 stellt einen
Strompfad zum Laden und Entladen des ersten kapazitiven Elements
C1 und des zweiten kapazitiven Elements C2 durch die Streuinduktivität
L3 bereit, während das erste geschaltete Diodenelement 216 oder
das dritte geschaltete Diodenelement 220 kurzgeschlossen
ist. Die Transformatorstreuinduktivität L3 begrenzt den Lade-
und Entladestrom während dieses Rücksetzprozesses.
Die zusätzliche Energie in der Streuinduktivität
L3 während dieses Rücksetzprozesses wird zurückgegeben,
um die DC-Ausgangsspannung zu erzeugen, wenn das erste geschaltete
Diodenelement 216 oder das dritte geschaltete Diodenelement 220 ausgeschaltet
ist (d. h. so eingestellt ist, dass es wie eine Diode funktioniert).
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Die
Kondensatorrücksetzmethodik wird nachstehend mit Bezug
auf 3 beschrieben, welche ein Schaltzeitdiagramm ist,
das dem DC/DC-Wandler 200 entspricht, der in einem Abwärtsmodus
mit leichter oder keiner Last arbeitet. 3 stellt
die Schaltersteuerungssignale für den DC/DC-Wandler 200 (die
Schaltersteuerungssignale Q1, Q2,
S1, S2, S3 und S4) auf einer
gemeinsamen horizontalen Zeitachse dar. Wenn ein Schaltersteuerungssignal
hoch ist, ist die jeweilige Schaltkomponente geschlossen; wenn ein
Schaltersteuerungssignal niedrig ist, ist die jeweilige Schaltkomponente
geöffnet. Diesbezüglich stellt bei jedem der geschalteten
Diodenelemente der geschlossene Zustand einen Zustand dar, bei dem
das jeweilige geschaltete Diodenelement so eingestellt ist, dass
es wie ein Kurzschluss funktioniert, und der geöffnete
Zustand stellt einen Zustand dar, bei dem das jeweilige geschaltete
Diodenelement so eingestellt ist, dass es wie eine Diode funktioniert.
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3 stellt
allgemein das Schaltzeitverhalten dar, das verwendet wird, um den
Abwärts-Betriebsmodus bei leichter oder keiner Last zu
unterstützen. Die tatsächlichen Schaltperioden,
die Zeitspannen offener und geschlossener Schalter und weitere Zeitverhaltensparameter
werden von einer Implementierung zur nächsten in Abhängigkeit
von Faktoren wie etwa der Anstiegs-/Abfallzeit der Transistoren,
parasitären Kapazitäten in der Schaltung, der
angesteuerten Last und dergleichen variieren. Bei einer Anwendung,
die zur Verwendung mit einem Traktionssystem eines Elektro- oder
Hybridelektrofahrzeugs geeignet ist, liegen die Schaltperioden in der
Größenordnung von 100 Nanosekunden. In 3 sind
drei Entladezustände und entsprechende Entladeperioden
dargestellt; in der Praxis kann das Schaltmuster nach Bedarf während
des gesamten Abwärtsmo dus mit leichter oder keiner Last
wiederholt werden. Die ganz links gelegene schraffierte Region stellt
einen ersten Entladezustand 302 dar, die schraffierte Region
in der Mitte stellt einen zweiten Entladezustand 304 dar
und die schraffierte Region ganz rechts stellt einen dritten Entladezustand 306 dar.
Bei dieser Ausführungsform entspricht der erste Entladezustand 302 und
der dritte Entladezustand 306 jeweils einer jeweiligen
Zeitperiode, während welcher: der erste Schalter 210 geschlossen
ist; der zweite Schalter 212 geschlossen ist; das erste
geschaltete Diodenelement 216 so eingestellt ist, dass es
wie ein Kurzschluss funktioniert; das zweite geschaltete Diodenelement 218 so
eingestellt ist, dass es wie eine Diode funktioniert; das dritte
geschaltete Diodenelement 220 so eingestellt ist, dass
es wie eine Diode funktioniert; und das vierte geschaltete Diodenelement
so eingestellt ist, dass es wie eine Diode funktioniert. Zu Beginn
der ersten Entladeperiode (und zu Beginn der dritten Entladeperiode)
schließt der Schaltcontroller 104 den ersten Schalter 210,
um ein Entladen des ersten kapazitiven Elements C1 und des zweiten
kapazitiven Elements C2 durch die Sekundärwicklung 226 zu
ermöglichen. Die geschalteten Komponenten werden für
die Dauer des ersten Entladezustands 302 und für
die Dauer des dritten Entladezustands 306 in ihren jeweiligen
Zuständen gehalten. Am Ende der ersten Entladeperiode (und am
Ende der dritten Entladeperiode) schaltet der Schaltcontroller 104 das
zweite geschaltete Diodenelement 218 in seinen Kurzschlusszustand.
-
Bei
dieser Ausführungsform entspricht der zweite Entladezustand
einer Zeitperiode, während welcher: der erste Schalter 210 geschlossen
ist; der zweite Schalter 212 geschlossen ist; das erste
geschaltete Diodenelement 216 so eingestellt ist, dass es
wie eine Diode funktioniert; das zweite geschaltete Diodenelement 218 so
eingestellt ist, dass es wie eine Diode funktioniert; das dritte
geschaltete Diodenelement 220 so eingestellt ist, dass
es wie ein Kurzschluss funktioniert; und das vierte geschaltete Dio denelement 222 so
eingestellt ist, dass es wie eine Diode funktioniert. Zu Beginn
der zweiten Entladeperiode schließt der Schaltcontroller 104 den
zweiten Schalter 212, um ein Entladen des ersten kapazitiven
Elements C1 und des zweiten kapazitiven Elements C2 durch die Sekundärwicklung 226 zu
ermöglichen. Die geschalteten Komponenten werden für
die Dauer des zweiten Entladezustands 304 in ihren jeweiligen
Zuständen gehalten. Am Ende der zweiten Entladeperiode
schaltet der Schaltcontroller 104 das vierte geschaltete
Diodenelement 222 in seinen Kurzschlusszustand.
-
Der
Schaltcontroller 104 schafft unmittelbar vor dem ersten
Entladezustand 302 einen Vorentladezustand. Wie in 3 gezeigt
ist, entspricht dieser Vorentladezustand einer Zeitperiode, während
welcher: der erste Schalter 210 geöffnet ist;
der zweite Schalter 212 geschlossen ist; das erste geschaltete Diodenelement 216 so
eingestellt ist, dass es wie ein Kurzschluss funktioniert; das zweite
geschaltete Diodenelement 218 so eingestellt ist, dass
es wie eine Diode funktioniert; das dritte geschaltete Diodenelement 220 so
eingestellt ist, dass es wie eine Diode funktioniert; und das vierte
geschaltete Diodenelement 222 so eingestellt ist, dass
es wie eine Diode funktioniert. Das Ende dieses Vorentladezustands entspricht
dem Beginn des ersten Entladezustands 302, d. h., wenn
der erste Schalter 210 von seinem geöffneten Zustand
in seinen geschlossenen Zustand übergeht. Ein äquivalenter
Vorentladezustand tritt unmittelbar vor dem dritten Entladezustand 306 auf.
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Der
Schaltcontroller 104 schafft unmittelbar im Anschluss an
den ersten Entladezustand 302 einen Nachentladezustand.
Wie in 3 dargestellt ist, entspricht dieser Nachentladezustand
einer Zeitperiode, während welcher: der erste Schalter 210 geschlossen
ist; der zweite Schalter 212 geschlossen ist; das erste
geschaltete Diodenelement 216 so eingestellt ist, dass
es wie eine Diode funktioniert; das zweite geschaltete Diodenelement 218 so
eingestellt ist, dass es wie ein Kurzschluss funktioniert; das dritte
geschaltete Diodenelement 220 so eingestellt ist, dass
es wie eine Diode funktioniert; und das vierte geschaltete Diodenelement 222 so
eingestellt ist, dass es wie eine Diode funktioniert. Der Beginn
dieses Nachentladezustands entspricht dem Ende des ersten Entladezustands 302,
d. h., wenn das erste geschaltete Diodenelement 216 von
seinem Kurzschlusszustand in seinen Diodenzustand übergeht und
wenn das zweite geschaltete Diodenelement 218 von seinem
Diodenzustand in seinen Kurzschlusszustand übergeht. Ein äquivalenter
Nachentladezustand tritt unmittelbar im Anschluss an den dritten
Entladezustand 306 auf.
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Der
Schaltcontroller 104 schafft auch einen Vorentladezustand
unmittelbar vor dem zweiten Entladezustand 304. Wie in 3 gezeigt
ist, entspricht dieser Vorentladezustand einer Zeitperiode, während welcher:
der erste Schalter 210 geschlossen ist; der zweite Schalter 212 geöffnet
ist; das erste geschaltete Diodenelement 216 so eingestellt
ist, dass es wie eine Diode funktioniert; das zweite geschaltete
Diodenelement 218 so eingestellt ist, dass es wie eine Diode
funktioniert; das dritte geschaltete Diodenelement 220 so
eingestellt ist, dass es wie ein Kurzschluss funktioniert; und das
vierte geschaltete Diodenelement 222 so eingestellt ist,
dass es wie eine Diode funktioniert. Das Ende dieses Vorentladezustands
entspricht dem Beginn des zweiten Entladezustands 304,
d. h., wenn der zweite Schalter 212 von seinem geöffneten
Zustand in seinen geschlossenen Zustand übergeht.
-
Der
Schaltcontroller 104 schafft auch einen Nachentladezustand
unmittelbar im Anschluss an den zweiten Entladezustand 304.
Wie in 3 dargestellt ist, entspricht dieser Nachentladezustand
einer Zeitperiode, während welcher: der erste Schalter 210 geschlossen
ist; der zweite Schalter 212 geschlossen ist; das erste
geschaltete Diodenelement 216 so einge stellt ist, dass
es wie eine Diode funktioniert; das zweite geschaltete Diodenelement 218 so eingestellt
ist, dass es wie eine Diode funktioniert; das dritte geschaltete
Diodenelement 220 so eingestellt ist, dass es wie eine
Diode funktioniert; und das vierte geschaltete Diodenelement 222 so
eingestellt ist, dass es wie ein Kurzschluss funktioniert. Der Beginn
dieses Nachentladezustands entspricht dem Ende des zweiten Entladezustands 304,
d. h., wenn das dritte geschaltete Diodenelement 220 von
seinem Kurzschlusszustand in seinen Diodenzustand übergeht
und wenn das vierte geschaltete Diodenelement 222 von seinem
Diodenzustand in seinen Kurzschlusszustand übergeht.
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Die
voranstehend beschriebene Kondensator-Rücksetzprozedur
und Schalttechnik ermöglicht, dass das erste kapazitive
Element C1 und das zweite kapazitive Element C2 durch den Transformator 226 entladen
werden (das Kurzschließen des ersten Schalters 210 und
des zweiten Schalters 212 wird auf die Sekundärwicklung 226 reflektiert,
sodass effektiv ein direkter leitfähiger Pfad von dem Knoten 234 zu dem
Ende der Streuinduktivität L3 geschaffen wird). Insbesondere
kann sich während des ersten Entladezustands 302 das
erste kapazitive Element C1 durch die Sekundärwicklung 226 über
den Kurzschlusspfad entladen, der durch das erste geschaltete Diodenelement 216 geschaffen
wird. Wenn das zweite geschaltete Diodenelement 218 einen
Moment später in seinen Kurzschlusszustand geschaltet wird,
ist das erste kapazitive Element C1 bereits entladen worden, was
einen Schaltverlust durch das zweite geschaltete Diodenelement 218 beseitigt.
Auf ähnliche Weise kann sich während des zweiten
Entladezustands 304 das zweite kapazitive Element C2 durch
die Sekundärwicklung 226 über den Kurzschlusspfad
entladen, der durch das dritte geschaltete Diodenelement 220 geschaffen
wird. Wenn das vierte geschaltete Diodenelement 222 einen
Moment später in seinen Kurzschlusszustand geschaltet wird,
ist das zweite kapazitive Element C2 be reits entladen worden, was einen
Schaltverlust durch das vierte geschaltete Diodenelement 222 beseitigt.
Im Gegensatz dazu ist ein traditioneller Ansatz, der die Kondensatoren
durch das zweite geschaltete Diodenelement 218 und das vierte
geschaltete Diodenelement 222 entlädt, ineffizient
und führt zu hohem Verlust.
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Obwohl
mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der voranstehenden
genauen Beschreibung dargestellt wurde, ist festzustellen, dass eine
große Anzahl an Variationen existiert. Es ist auch festzustellen,
dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften
Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht
sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Ausgestaltung der Erfindung
in irgendeiner Weise zu beschränken. Stattdessen wird die
voranstehende genaue Beschreibung Fachleuten eine brauchbare Anleitung zur
Implementierung der beispielhaften Ausführungsform oder
der beispielhaften Ausführungsformen bereitstellen. Es
sollte verstanden sein, dass in der Funktion und Anordnung von Elementen
verschiedene Änderungen durchgeführt werden können,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den
beigefügten Ansprüchen und deren juristischen Äquivalenten
offengelegt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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