DE102016125291B4 - Doppelphasiges Schaltnetzteil - Google Patents

Abstract

Schaltnetzteil, umfassend ein Übertrager (Tr) mit wenigstens einer Primärwicklung (L0) und wenigstens einer ersten Sekundärwicklung (L1),
- ein Schaltelement (S), welches mit der Primärwicklung (L0) in Reihe geschaltet ist, und
- eine mit der ersten Sekundärwicklung (L1) gekoppelten ersten Ausgangsschaltung, welche als Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp eine Sperrdiode (D1) und einen Sperrkondensator (C1) aufweist,
wobei
- der Übertrager (Tr) eine zweite Sekundärwicklung (L2) aufweist,
- die zweite Sekundärwicklung (L2) mit einer zweiten Ausgangsschaltung gekoppelt ist, welche als Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp eine Durchflussdiode (D2) und einen Durchflusskondensator (C2) aufweist, und
- zur Erzeugung einer Ausgangsspannung (U_out) der Sperrkondensator (C1) und der Durchflusskondensator (C2) in Reihe geschaltet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Übertrager (Tr) eine Zusatzwicklung (L3) aufweist,
- die Zusatzwicklung (L3) mit einer Eingangsschaltung gekoppelt ist, welche in einer Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp mit einer Sperrdiode (D3), einem Sperrkondensator (C3) und einem Speicherkondensator (CP) ausgebildet ist, und
- die Eingangsschaltung mit der Primärwicklung (L0) derart verschaltet ist, dass die Summe aus einer Eingangsspannung (Uin) und der an dem Sperrkondensator (C3) der Eingangsschaltung anliegenden Sperrwandelspannung (U_C3) an der Reihenschaltung aus der Primärwicklung (L0) und dem Schaltelement (S) anliegt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Diese Erfindung ist nicht nur für DC-DC-Wandler geeignet, sondern auch für AC-DC-Wandler, die eine gleichgerichtete Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandeln. Diese AC-DC-Wandler erhalten durch diese Erfindung einen verbesserten Powerfaktor.
• Gleichspannungswandler (DC-DC-Wandler) von Schaltnetzteilen wandeln eine dem Eingang zugeführte Gleichspannung in eine Gleichspannung mit höherem, niedrigem oder in invertiertem Spannungsniveau um. Als Schaltungstopologien sind Sperrwandler, Durchflusswandler und Mischwandler bekannt. Die Mischwandler kombinieren die Schaltungstopologie vom Sperrwandler- und Durchflusswandlertyp. Bei diesen Wandlertypen werden zwei Betriebzustände unterschieden: Der lückende und der nicht lückende Betrieb.
• Eine typische Schaltungstopologie eines Sperrwandlers zeigt 6 mit einem eine Primärwicklung L0 und eine Sekundärwicklung L1 aufweisenden Übertrager Tr, wobei die Sekundärwicklung L1 gegensinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist. Die Primärwicklung L0 bildet zusammen mit einem als Transistor ausgebildeten Schaltelement S und einem Eingangskondensator C_E eine Eingangsschaltung, die an eine Eingangsspannung Uin angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung L1 ist mit einer Diode D als Sperrdiode und einem Ausgangskondensator C_A als Sperrkondensator gekoppelt, wobei eine Ausgangsspannung Uout am Ausgangskondensator C_A abgegriffen wird. Das Schaltelement S wird mittels einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung ein- und ausgeschaltet. Bei geschlossenem Schaltelement S fließt durch die Primärwicklung L0 ein linear ansteigender Strom. Aufgrund der Polarität der Sekundärwicklung L1 sperrt die Diode D. Mit dem Öffnen des Schaltelementes S wechselt die Polarität an der Sekundärwicklung L1 und die in dem Übertrager Tr gespeicherte Energie fließt über die Diode D zu einer Last bzw. zum Ausgangskondensator C_A .
• Sperrwandler haben den Nachteil, dass sie während der Zeit der Energieaufnahme (1. Phase), also während der Leitendphase des Schaltelementes S keine Energie abgeben können und während der Zeit der Energieabnahme (2. Phase), also während der Sperrphase des Schaltelementes S keine Energie aufnehmen können. Um diese Leerlaufzeiten zu überbrücken, muss die komplette Energie einer Periodendauer in der 1. Phase im Magnetfeld des Übertragers Tr gespeichert werden, um in der 2. Phase vollständig an die Sekundärseite abgegeben werden zu können. Deshalb sind die Spitzenströme des Schalttransistors S auf der Primärseite des Übertragers Tr bzw. in der Diode D der Sekundärseite deutlich größer als der Eingangsstrom Iin oder der Ausgangsstrom I_out . Diese Spitzenströme generieren in nachteiliger Weise eine erhöhte Verlustleistung. Die Vorteile des Sperrwandlers sind die geringen Anzahl der Bauteile und der Eingangsspannungsbereich.
• Eine typische Schaltungstopologie eines Durchflusswandlers zeigt 7 mit einem eine Primärwicklung L1, eine Sekundärwicklung L2 und eine Zusatzwicklung L' aufweisenden Übertrager Tr, wobei Sekundärwicklung L2 gleichsinnig zur Primärwicklung L1 gewickelt ist. Die Primärwicklung L0 bildet zusammen mit einem als Transistor ausgebildeten Schaltelement S und einem Eingangskondensator C_E eine Eingangsschaltung, die an eine Eingangsspannung Uin angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung L2 ist mit einer aus einer ersten Diode D als Durchflussdiode, einer zweiten Diode D', einer Speicherspule L und einem Ausgangskondensator C_A als Durchflusskondensator gebildeten Ausgangsschaltung gekoppelt, wobei eine Ausgangsspannung Uout am Ausgangskondensator C_A abgegriffen wird. Das Schaltelement S wird mittels einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung ein- und ausgeschaltet. Bei geschlossenem Schaltelement S wird die Energie während der Leitendphase des Schaltelementes S auf die Sekundärseite übertragen, wodurch ein Strom über die Diode D und die Speicherspule L fließt und damit der Ausgangskondensator C_A geladen wird. Mit dem Öffnen des Schaltelementes S wechselt die Polarität an der Sekundärwicklung L2, wodurch diese Sekundärwicklung L2 stromlos wird. Die in der Speicherspule L gespeicherte Energie wird über die Diode D` abgebaut.
• Während der Sperrphase des Schaltelementes S wird der Übertrager Tr mittels der als Entmagnetisierungswicklung wirkenden Zusatzwicklung L' gegen die Eingangsspannung Uin entmagnetisiert. Während der Sperrphase des Schaltelementes S liegt an der Zusatzwicklung L' die Eingangsspannung Uin, die sich auf die Primärwicklung L0 zurücktransformiert. Der Entmagnetisierungsstrom fließt über die Diode D" ab. Damit benötigt ein solcher Durchflusswandler zusätzlich zur ersten Phase, während welcher sowohl die Energieaufnahme als auch die Energieabgabe stattfindet, eine weitere Ruhephase, in der das in der ersten Phase aufgebaute Magnetfeld wieder abgebaut wird.
• Nachteilig an solchen Durchflusswandlern ist der Bedarf einer Speicherspule, jedoch lässt sich die sekundäre Speicherkapazität reduzieren. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Eingangsspannungsbereich sehr klein ist. Bei zu geringer Eingangsspannung ist der Durchflusswandler nicht mehr in der Lage, die maximale Leistung zu übertragen.
• Eine typische Schaltungstopologie eines Mischwandlers zeigt 8 mit einem eine Primärwicklung L0, eine erste Sekundärwicklung L1 und eine zweite Sekundärwicklung L2 aufweisenden Übertrager Tr, wobei erste Sekundärwicklung L1 gegensinnig und die zweite Sekundärwicklung L2 gleichsinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt sind. Die Primärwicklung L0 bildet zusammen mit einem als Transistor ausgebildeten Schaltelement S und einem Eingangskondensator C_E eine Eingangsschaltung, die an eine Eingangsspannung Uin angeschlossen ist. Die erste Sekundärwicklung L1 ist mit einer aus einer Diode D1 und einem Ausgangskondensator C_A gebildeten Ausgangsschaltung vom Sperrwandlertyp gekoppelt, wobei eine Ausgangsspannung Uout am Ausgangskondensator C_A abgegriffen wird. Die zweite Sekundärwicklung L2 ist mit einer aus einer Diode D2, einer Diode D und einer Speicherspule L stehenden Ausgangsschaltung gekoppelt, die zusammen mit dem Ausgangskondensator C_A eine Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp darstellt.
• Bei diesem Mischwandler gemäß 8 wird während der ersten Phase, in welcher das Schaltelement S leitend ist, Energie auf die mit der zweiten Sekundärwicklung L2 verbundenen Ausgangsschaltung entsprechend dem Durchflusswandlerprinzip übertragen, während in der zweiten Phase, in welcher das Schaltelement S gesperrt ist, die in dem Übertrager Tr gespeicherte Energie auf die mit der ersten Sekundärwicklung L1 verbundene Ausgangsschaltung entsprechend dem Sperrwandlerprinzip übertragen wird. Ein solcher Mischwandler weist den Nachteil auf, dass mindestens eine weitere Spule benötigt wird und dass bei kleiner werdender Eingangsspannung immer weniger Energie über den Durchflusswandlerteil übertragen wird.
• Weitere Schaltnetzteile sind aus der US 2011/0 292 690 A1 , der US 2011/0 255 314 A1 , der US 2010/0 026 097 A1 , der US 2004/0 070 376 A1 , der US 5 930 124 A , der US 5 119 013 A , der JP H10-248 247 A und der US 2016/0 301 316 A1 bekannt.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schaltnetzteil der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem entsprechend dem Mischwandler sowohl in der Leitendphase des Schaltelementes als auch in der Sperrphase Energie übertragen wird, jedoch eine einfachere Schaltungstopologie aufweist. Ferner sollen mit einem solchen Schaltnetzteil hohe Strombelastungen vermieden werden.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schaltnetzteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Ein solches Schaltnetzteil umfasst
• - einen Übertrager mit wenigstens einer Primärwicklung und wenigstens einer ersten Sekundärwicklung,
• - ein Schaltelement, welches mit der Primärwicklung in Reihe geschaltet ist, und
• - eine mit der ersten Sekundärwicklung gekoppelten ersten Ausgangsschaltung, welche als Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp eine Sperrdiode und einen Sperrkondensator aufweist, wobei- der Übertrager eine zweite Sekundärwicklung aufweist,
• - die zweite Sekundärwicklung mit einer zweiten Ausgangsschaltung gekoppelt ist, welche als Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp eine Durchflussdiode und einen Durchflusskondensator aufweist, und
• - zur Erzeugung einer Ausgangsspannung der Durchflusskondensator und der Sperrkondensator in Reihe geschaltet sind.
• Solche Schaltnetzteile sind zum Beispiel aus DE 2 809 139 A1 bekannt.
• Durch die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren der ersten Ausgangsschaltung vom Sperrwandlertyp und der zweiten Ausgangsschaltung vom Durchflusswandlertyp wird sichergestellt, dass sowohl in der Leitendphase des Schaltelementes als auch in dessen Sperrphase genau die gleichen Ladungsmengen an den Ausgang des Schaltnetzteils abgegeben werden. Mittels der Kapazitätswerte dieser beiden Kondensatoren wird die maximal mögliche Ladungsmenge, die zwischen diesen beiden Kondensatoren ausgetauscht wird, eingestellt, so dass mit abnehmenden Werten dieser Kapazitäten auch der Kurzschlussschutz erhöht wird.
• Ferner wird mit diesem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil aufgrund des ununterbrochenen Stromflusses am Ausgang der maximal auftretende Spitzenstrom wesentlich verringert, wodurch auch die Verluste in den Leitungswiderständen reduziert werden.
• Vorzugsweise ist der Reihenschaltung aus dem Durchflusskondensator und dem Sperrkondensator ein Ausgangskondensator parallel geschaltet, an welchem die Ausgangsspannung abgreifbar ist und der Spannungsripple am Ausgang eingestellt wird. Aufgrund des ununterbrochenen Stromflusses zum Ausgang eines solchen erfindungsgemäßen Schaltnetzteils kann die Kapazität dieses Ausgangskondensators gegenüber bekannten Schaltungen reduziert werden.
• Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erfindungsgemäße Schaltnetzteil als Aufwärtswandler aufgebaut, indem die Primärwicklung als Speicherspule zusammen mit dem Schaltelement sowie einem Gleichrichterelement und einem Ausgangskondensator in einer Schaltungstopologie vom Aufwärtswandlertyp verschaltet sind, wobei zur Erzeugung der Ausgangsspannung der Ausgangskondensator mit der Reihenschaltung aus dem Durchflusskondensator und dem Sperrkondensator verbunden ist.
• Durch die Kopplung der Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator und dem Durchflusskondensator mit dem Ausgangskondensator, an dem die Ausgangsspannung abgegriffen wird, werden große Stromspitzen vermieden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht primärseitig des Schaltnetzteils eine Schaltungstopologie vom Invertertyp vor, indem die Primärwicklung als Speicherspule zusammen mit dem Schaltelement sowie einem Gleichrichterelement und einem Ausgangskondensator verschaltet sind, wobei zur Erzeugung der Ausgangsspannung der Ausgangskondensator mit der Reihenschaltung aus dem Durchflusskondensator und dem Sperrkondensator verbunden ist.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erfindungsgemäße Schaltnetzteil als Abwärtswandler aufgebaut, indem die Primärwicklung als Speicherspule zusammen mit dem Schaltelement sowie einem Gleichrichterelement, einem Eingangskondensator und einem Ausgangskondensator in einer Schaltungstopologie vom Abwärtswandlertyp verschaltet sind, wobei der Eingangskondensator mit der Reihenschaltung aus dem Durchflusskondensator und dem Sperrkondensator verbunden ist.
• Um bei dieser Schaltungstopologie ebenso Stromspitzen zu vermeiden, wird die Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator und dem Durchflusskondensator mit dem Eingangskondensator des Abwärtswandlers verbunden.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
• - der Übertrager eine Zusatzwicklung aufweist,
• - die Zusatzwicklung mit einer Eingangsschaltung gekoppelt ist, welche in einer Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp mit einer Sperrdiode, einem Sperrkondensator und einem Speicherkondensator ausgebildet ist, und
• - die Eingangsschaltung mit der Primärwicklung derart verschaltet ist, dass die Summe aus der Eingangsspannung und der an dem Sperrkondensator der Eingangsschaltung anliegenden Sperrwandelspannung an der Reihenschaltung aus der Primärwicklung und dem Schaltelement anliegt.
• Bei diesem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil ist aufgrund des ständig aus der Eingangsspannung gelieferten Stroms auch dessen Spitzenwert wesentlich reduziert, wodurch die Effizienz deutlich vergrößert wird. Zudem sind auch die Stromänderungen deutlich geringer, wodurch EMV-Störungen wesentlich unkritischer sind als bei einem Wandler gemäß dem Stand der Technik. Ferner sinkt die Strombelastung des Speicher Kondensators, da der Wechselanteil durch den ständigen Stromfluss kleiner ist.
• Da sich die Spannung an der Primärwicklung der Summe aus der Eingangsspannung und der Sperrwandlerspannung an der Zusatzwicklung entspricht, ist die Differenz aus der minimalen Spannung und der maximalen Spannung an der Primärwicklung kleiner als die Differenz zwischen der minimalen und maximalen Eingangsspannung. Hierdurch verbessert sich der Powerfaktor des Eingangsstromes.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
• 1 ein Prinzipschaltbild eines Schaltnetzteils als Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 2 ein Schaltbild eines Aufwärtswandlers als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 3 ein Schaltbild eines Inverters als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 4 ein Schaltbild eines Abwärtsreglers als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
• 5 ein weiteres Prinzipschaltbild eines Schaltnetzteils als Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Die 1 zeigt ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteils mit einem Übertrager Tr, welcher eine Primärwicklung L0 mit einer Windungszahl no, eine erste Sekundärwicklung L1 mit einer Windungszahl n₁ und eine zweite Sekundärwicklung L2 mit einer Windungszahl n₂ umfasst. Eine Reihenschaltung aus der Primärwicklung L0 und einem als Schalttransistor ausgeführten Schaltelement S ist an eine Eingangsspannung Uin angeschlossen, wobei diese Reihenschaltung von einem Eingangskondensator C_E überbrückt wird.
• Die erste Sekundärwicklung L1, die gegensinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer ersten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp eine Sperrdiode D1 und einen Sperrkondensator C1 aufweist.
• Die zweite Sekundärwicklung L2, die gleichsinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer zweiten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp eine Durchflussdiode D2 und einen Durchflusskondensator C2 aufweist.
• Die beiden Kondensatoren C1 und C2 sind in Reihe geschaltet, so dass sich die an diesen beiden Kondensatoren C1 und C2 auftretenden Spannungsabfälle U_C1 und U_C2 zur Ausgangspannung Uout addieren. An dieser Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator C1 und dem Durchflusskondensator C2 ist ein Ausgangskondensator C_A angeschlossen an welchem die Ausgangsspannung Uout abgegriffen wird.
• Das Schaltelement S wird mittels einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung ein- und ausgeschaltet. Über den Tastgrad des Rechteckimpulses der Steuerspannung wird die Ausgangsspannung Uout geregelt.
• Bei geschlossenem Schaltelement S fließt durch die Primärwicklung L0 ein linear ansteigender Strom. Aufgrund der Polarität der zweiten Sekundärwicklung L2 wird der Durchflusskondensator auf eine zur Eingangsspannung Uin proportionale Spannung U_C2 = n_2/n₀*U_in aufgeladen. Gleichzeitig fließt über den Sperrkondensator C1 Strom an den Ausgangskondensator C_A , d. h. es erfolgt ein Ladungsausgleich zwischen dem Sperrkondensator C1 und dem Ausgangskondensator C_A , wodurch die Spannung Uci dadurch etwas verringert wird. In dieser Leitendphase des Schaltelementes S sperrt jedoch die Sperrdiode D1. Erst mit dem Öffnen des Schaltelementes S wechselt die Polarität an der ersten Sekundärwicklung L1, wodurch die in dem Übertrager Tr gespeicherte Energie über die Sperrdiode D1 in die erste Ausgangsschaltung fließt. Hierbei wird der Sperrkondensator C1 über die Differenz der Ausgangsspannung U_out am Ausgangskondensator C_A und der Spannung U_C2 am Durchflusskondensator C2, also U_out - U_C2 aufgeladen. Gleichzeitig fließt Strom aus dem Durchflusskondensator C2 in den Ausgangskondensator C_A , d. h. es wird Ladung von dem Durchflusskondensator C2 an den Ausgangskondensator C_A abgegeben. Die jeweils sowohl in der Sperrphase als auch in der Leitendphase des Schaltelementes S an den Ausgangskondensator C_A abgegebenen Ladungsmengen sind aufgrund der Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1 und C2 exakt gleich. Damit sind die auf den Ausgangskondensator C_A übertragenen Ladungsmengen sowohl in der Durchflussphase, wenn die zweite Ausgangsschaltung vom Durchflusswandlertyp aktiv ist, als auch in der Sperrphase, wenn die erste Ausgangsschaltung vom Sperrwandlertyp aktiv ist, gleich groß. Mit der Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren C1 und C2 wird die maximale Ladungsmenge für eine bestimmte Ausgangsspannung eingestellt, welche in den Ausgangskondensator C_A verschoben wird, wodurch sich der Kurzschlussschutz erhöht, da sich die Ausgangsspannung verringert, wenn der Stromverbrauch die eingestellte Ladungsmenge übersteigt. Ein optimaler Kurzschluss existiert dann, wenn die Windungszahlen n1 und n2 gleich sind, sodass sich dadurch die induzierten Spannungen in den Wicklungen L1 und L2 kompensieren. Außerdem wird mit der Kapazität dieses Ausgangskondensators C_A der Spannungsripple am Ausgang eingestellt.
• Damit wird bei jedem Schaltvorgang des Schaltelementes S Strom in den Ausgangskondensator C_A geführt und dadurch große Stromspitzen vermieden.
• Die Summenspannung U_C1 + U_C2 an der Reihenschaltung des Sperrkondensators C1 und des Durchflusskondensators C2 ergibt U_OUT , die mit der gesteuerten Pulsweitenmodulation eingestellt wird.
• Bei diesem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil gemäß 1 wird in beiden Phasen, also sowohl in der Durchflusswandlerphase als auch in der Sperrwandlerphase Energie übertragen und stellt somit ein doppelphasiges Schaltnetzteil dar.
• Dieses Schaltnetzteil gemäß 1 kann sowohl im lückenden Betrieb als auch im nicht lückenden Betrieb betrieben werden, wobei im nicht lückenden Betrieb ständig ein Stromfluss auf den Ausgang, also in den Ausgangskondensator C_A stattfindet, der im Vergleich zu Wandlern gemäß dem Stand der Technik nur eine geringe Ausgangskapazität aufweist. Durch den ununterbrochenen Stromfluss zum Ausgang des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils wird nicht nur die notwendige Kapazität des Ausgangskondensators C_A verringert, sondern es wird auch der maximale Spitzenstrom stark reduziert, wodurch sich die Verluste, insbesondere in den Leitungswiderständen ebenso reduzieren.
• Die Schaltung nach 2 zeigt einen Aufwärtsregler (auch Boost- oder Step-up-Converter genannt), in welchem die erfindungsgemäße Prinzipschaltung nach 1 integriert ist.
• In bekannter Weise umfasst dieser Aufwärtsregler nach 2 als zentrales Speicherelement eine Speicherspule L0, ein als Schalttransistor ausgeführtes Schaltelement S, eine Diode D0 sowie einen Eingangskondensator C_E und einen Ausgangskondensator C_A . Der Eingangskondensator C_E liegt zusammen mit der Speicherspule L0 an einer Eingangsspannung U_in , die ihrerseits mit der Anode der Diode D0 und dem Schaltelement S verbunden ist. Die Katode der Diode D0 bildet zusammen mit dem Ausgangskondensator C_A den Ausgang, an welcher eine Ausgangsspannung Uout abgreifbar ist. Die Funktionsweise eines solchen Aufwärtsreglers ist einem Fachmann für Wandlersysteme bekannt und soll daher nicht im Einzelnen beschrieben werden.
• Die Speicherspule L0 bildet die Primärwicklung eines Übertragers Tr, welcher neben dieser Primärwicklung mit einer Windungszahl n₀ auch eine erste Sekundärwicklung L1 mit einer Windungszahl n₁ und eine zweite Sekundärwicklung L2 mit einer Windungszahl n₂ aufweist.
• Die erste Sekundärwicklung L1, die gegensinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer ersten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp eine Sperrdiode D1 und einen Sperrkondensator C1 aufweist.
• Die zweite Sekundärwicklung L2, die gleichsinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer zweiten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp eine Durchflussdiode D2 und einen Durchflusskondensator C2 aufweist.
• Die beiden Kondensatoren C1 und C2 sind entsprechend der Prinzipschaltung nach 1 in Reihe geschaltet, so dass sich die an diesen beiden Kondensatoren C1 und C2 auftretenden Spannungsabfälle U_C1 und U_C2 addieren. An dieser Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator C1 und dem Durchflusskondensator C2 ist der Ausgangskondensator C_A angeschlossen an welchem die Ausgangsspannung Uout abgegriffen wird.
• Das Schaltelement S wird mittels einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung ein- und ausgeschaltet. Über den Tastgrad des Rechteckimpulses der Steuerspannung wird die Ausgangsspannung Uout geregelt.
• Auch bei diesem Aufwärtsregler wird bei jedem Schaltvorgang des Schaltelementes S Strom in den Ausgangskondensator C_A , also an den Ausgang geführt, wodurch große Stromspitzen vermieden werden.
• Es wird angenommen, dass die Windungszahlen n₀ , n₁ und n₂ der Wicklungen L0, L1 und L2 identisch sind. In der Einschaltphase des Schaltelementes S wird der Durchflusskondensator C2 aufgeladen, wobei gleichzeitig Ladung des Sperrkondensators C1 an den Ausgangskondensator C_A abgegeben wird. Ist das Schaltelement S geöffnet, wird der Sperrkondensator C1 auf die Differenz von U_out - U_in aufgeladen. Gleichzeitig wird Ladung von dem Durchflusskondensators C2 an den Ausgangskondensator C_A abgegeben. Durch die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1 und C2 sind die jeweils an den Ausgangskondensator C_A abgegebenen Ladungsmengen exakt gleich. Die Spannung an der Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1 und C2 entspricht derjenigen nach 1, also U_in + (U_out - U_in) = U_out.
• Dieser Aufwärtsregler gemäß 2 weist natürlich auch diejenigen Vorteile auf, die im Zusammenhang mit der Prinzipschaltung nach 1 aufgeführt sind.
• Die Schaltung nach 3 zeigt einen Inverter, in welchem die erfindungsgemäße Prinzipschaltung nach 1 integriert ist.
• In bekannter Weise umfasst dieser Inverter nach 3 als zentrales Speicherelement eine Speicherspule L0, ein als Schalttransistor ausgeführtes Schaltelement S, eine Diode D0 sowie einen Eingangskondensator C_E und einen Ausgangskondensator C_A . Der Eingangskondensator C_E liegt an einer Eingangsspannung Uin, das Schaltelement S verbindet die Eingangsspannung Uin mit der Speicherspule L0 und der Kathode der Diode D0. Die Anode der Diode D0 bildet zusammen mit dem Ausgangskondensator C_A den Ausgang, an welcher eine Ausgangsspannung U_out abgreifbar ist. Die Funktionsweise eines solchen Inverters ist einem Fachmann für Wandlersysteme bekannt und soll daher nicht im Einzelnen beschrieben werden.
• Die Speicherspule L0 bildet die Primärwicklung eines Übertragers Tr, welcher neben dieser Primärwicklung mit einer Windungszahl n₀ auch eine erste Sekundärwicklung L1 mit einer Windungszahl n₁ und eine zweite Sekundärwicklung L2 mit einer Windungszahl n₂ aufweist.
• Die erste Sekundärwicklung L1, die gegensinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer ersten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp eine Sperrdiode D1 und einen Sperrkondensator C1 aufweist.
• Die zweite Sekundärwicklung L2, die gleichsinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer zweiten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp eine Durchflussdiode D2 und einen Durchflusskondensator C2 aufweist.
• Die beiden Kondensatoren C1 und C2 sind entsprechend der Prinzipschaltung nach 1 in Reihe geschaltet, so dass sich die an diesen beiden Kondensatoren C1 und C2 auftretenden Spannungsabfälle U_C1 und U_C2 addieren. Diese Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator C1 und dem Durchflusskondensator C2 ist sowohl mit dem Eingangskondensator C_E als auch mit dem Ausgangskondensator C_A verbunden, an welchem die Ausgangsspannung Uout abgegriffen wird.
• Das Schaltelement S wird mittels einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung ein- und ausgeschaltet. Über den Tastgrad des Rechteckimpulses der Steuerspannung wird die Ausgangsspannung Uout geregelt.
• Auch bei diesem Inverter wird bei jedem Schaltvorgang des Schaltelementes S Strom in den Ausgangskondensator C_A , also an den Ausgang geführt, wodurch große Stromspitzen vermieden werden.
• Es wird angenommen, dass die Windungszahlen n₀ , n₁ und n₂ der Wicklungen L0, L1 und L2 identisch sind. In der Einschaltphase des Schaltelementes S wird der Durchflusskondensators C2 aufgeladen, wobei gleichzeitig Ladung des Sperrkondensators C1 an den Ausgangskondensator C_A abgegeben wird. Ist das Schaltelement S geöffnet, wird der Sperrkondensator C1 auf die Ausgangsspannung Uout aufgeladen. Gleichzeitig wird Ladung von dem Durchflusskondensators C2 an den Ausgangskondensator C_A abgegeben. Durch die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1 und C2 sind die jeweils an den Ausgangskondensator C_A abgegebenen Ladungsmengen exakt gleich. Die Spannung an der Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1 und C2 ergibt sich aus der Summe der Eingangsspannung U_in und der Ausgangsspannung Uout. Wird diese von der Eingangsspannung U_in abgezogen, so ergibt sich U_in - (U_in + U_out ) = -U_out .
• Dieser Inverter gemäß 3 weist natürlich auch diejenigen Vorteile auf, die im Zusammenhang mit der Prinzipschaltung nach 1 aufgeführt sind.
• Die Schaltung nach 4 zeigt einen Abwärtsregler (auch Buck- oder Step-down-Converter genannt), in welchem die erfindungsgemäße Prinzipschaltung nach 1 integriert ist.
• In bekannter Weise umfasst dieser Abwärtsregler nach 4 als zentrales Speicherelement eine Speicherspule L0, ein als Schalttransistor ausgeführtes Schaltelement S, eine Diode D0 sowie einen Eingangskondensator C_E und einen Ausgangskondensator C_A . Der Eingangskondensator C_E liegt an einer Eingangsspannung U_in , die mit der Kathode der Diode D0 und der Speicherspule L0 über das Schaltelementes S verbunden ist. Die Speicherspule L0 bildet zusammen mit dem Ausgangskondensator C_A den Ausgang, an welcher eine Ausgangsspannung U_out abgreifbar ist. Die Funktionsweise eines solchen Abwärtsreglers ist einem Fachmann für Wandlersysteme bekannt und soll daher nicht im Einzelnen beschrieben werden.
• Die Speicherspule L0 bildet die Primärwicklung eines Übertragers Tr, welcher neben dieser Primärwicklung mit einer Windungszahl n₀ auch eine erste Sekundärwicklung L1 mit einer Windungszahl n₁ und eine zweite Sekundärwicklung L2 mit einer Windungszahl n₂ aufweist.
• Die erste Sekundärwicklung L1, die gegensinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer ersten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp eine Sperrdiode D1 und einen Sperrkondensator C1 aufweist.
• Die zweite Sekundärwicklung L2, die gleichsinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer zweiten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp eine Durchflussdiode D2 und einen Durchflusskondensator C2 aufweist.
• Die beiden Kondensatoren C1 und C2 sind entsprechend der Prinzipschaltung nach 1 in Reihe geschaltet, so dass sich die an diesen beiden Kondensatoren C1 und C2 auftretenden Spannungsabfälle U_C1 und U_C2 addieren. Da bei diesem Abwärtswandler nicht der Ausgang, sondern der Eingang hinsichtlich von auftretenden Stromspitzen entlastet werden muss, ist diese Reihenschaltung aus den beiden Kondensatoren C1 und C2 an den Eingang, also an den Eingangskondensator C_E angeschlossen. Durch den stetigen Stromfluss in dieser Reihenschaltung werden eingangsseitige Stromspitzen vermieden.
• Das Schaltelement S wird mittels einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung ein- und ausgeschaltet. Über den Tastgrad des Rechteckimpulses der Steuerspannung wird die Ausgangsspannung Uout geregelt.
• Auch bei diesem Abwärtsregler wird bei jedem Schaltvorgang des Schaltelementes S Strom in den Eingangskondensator C_E , also an den Eingang geführt, wodurch große Stromspitzen vermieden werden.
• Es wird angenommen, dass die Windungszahlen n₀ , n₁ und n₂ der Wicklungen L0, L1 und L2 identisch sind. In der Einschaltphase des Schaltelementes S wird der Durchflusskondensators C2 auf die Differenzspannung von (Uin - Uout) aufgeladen, wobei gleichzeitig Ladung des Sperrkondensators C1 an den Eingangskondensator C_E abgegeben wird. Ist das Schaltelement S geöffnet, wird der Sperrkondensator C1 auf die Ausgangsspannung Uout aufgeladen. Gleichzeitig wird Ladung von dem Durchflusskondensators C2 an den Eingangskondensator C_E abgegeben. Durch die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1 und C2 sind die jeweils an den Eingangskondensator C_E abgegebenen Ladungsmengen exakt gleich. Die Spannung an der Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1 und C2 ergibt sich aus (Uin - Uout) + Uout = Uin.
• Dieser Abwärtsregler gemäß 4 weist natürlich auch diejenigen Vorteile auf, die im Zusammenhang mit der Prinzipschaltung nach 1 aufgeführt sind.
• Die 5 zeigt ein weiteres Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteils mit einem Übertrager Tr, welcher eine Primärwicklung L0 mit einer Windungszahl no, eine erste Sekundärwicklung L1 mit einer Windungszahl n₁ und eine zweite Sekundärwicklung L2 mit einer Windungszahl n₂ umfasst. Ferner weist der Übertrager Tr eine Zusatzwicklung L3 mit einer Windungszahl n₃ auf, wobei diese Zusatzwicklung L3 mit einer Eingangsschaltung gekoppelt ist.
• Diese Eingangsschaltung weist eine Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp mit einer Sperrdiode D3, einem Sperrkondensator C3 und einem Speicherkondensator CP auf.
• Eine Reihenschaltung aus der Primärwicklung L0 und einem als Schalttransistor ausgeführten Schaltelement S ist mit einem Knotenpunkt verbunden, welcher die Kathode der Sperrdiode D3, den Sperrkondensator C3 und den Speicherkondensator CP zusammenführt. Die Anode der Sperrdiode D3 ist mit der Zusatzwicklung L3 verbunden, an welcher eine Eingangsspannung Uin anliegt. Ein Eingangskondensator C_E ist ebenfalls mit dieser Eingangsspannung Uin verbunden.
• Die erste Sekundärwicklung L1, die gegensinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer ersten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp eine Sperrdiode D1 und einen Sperrkondensator C1 aufweist.
• Die zweite Sekundärwicklung L2, die gleichsinnig zur Primärwicklung L0 gewickelt ist, ist mit einer zweiten Ausgangsschaltung verbunden, welche als Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp eine Durchflussdiode D2 und einen Durchflusskondensator C2 aufweist.
• Die beiden Kondensatoren C1 und C2 sind in Reihe geschaltet, so dass sich die an diesen beiden Kondensatoren C1 und C2 auftretenden Spannungsabfälle U_C1 und U_C2 addieren. An dieser Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator C1 und dem Durchflusskondensator C2 ist ein Ausgangskondensator C_A angeschlossen an welchem eine Ausgangsspannung Uout abgegriffen wird.
• Damit entsprechen die beiden Ausgangsschaltungen denjenigen des Prinzipschaltbildes nach 1.
• Das Schaltelement S wird mittels einer pulsweitenmodulierten Steuerspannung ein- und ausgeschaltet. Über den Tastgrad des Rechteckimpulses der Steuerspannung wird die Ausgangsspannung Uout geregelt.
• Bei geschlossenem Schaltelement S fließt durch die Primärwicklung L0 ein linear ansteigender Strom, wodurch der Sperrkondensator C3 entladen und der Speicherkondensator CP auch entladen werden. Da der Sperrkondensator C3 in der Durchflusswandlerphase entladen und in der Sperrwandlerphase aufgeladen wird, fließt auch während der Sperrwandlerphase Strom in dem Uin-Zweig.
• Aufgrund der Polarität der zweiten Sekundärwicklung L2 wird der Durchflusskondensator auf eine zur Eingangsspannung Uin proportionale Spannung U_C2 = n₂/n₀*U_in aufgeladen. Gleichzeitig fließt über den Sperrkondensator C1 Strom an den Ausgangskondensator C_A , d. h. es erfolgt ein Ladungsausgleich zwischen dem Sperrkondensator C1 und dem Ausgangskondensator C_A , wodurch die Spannung U_C1 dadurch etwas verringert wird. In dieser Leitendphase des Schaltelementes S sperrt jedoch die Sperrdiode D1.
• Erst mit dem Öffnen des Schaltelementes S wechselt die Polarität an der ersten Sekundärwicklung L1, wodurch die in dem Übertrager Tr gespeicherte Energie über die Sperrdiode D1 in die erste Ausgangsschaltung als auch über die Sperrdiode D3 in die Eingangsschaltung der Zusatzwicklung L3 fließt. Während der Sperrphase des Schaltelementes S wird der Übertrager Tr mittels der als Entmagnetisierungswicklung wirkenden Zusatzwicklung L3 gegen die Eingangsspannung Uin entmagnetisiert, wobei während dieser Sperrphase an der Zusatzwicklung L3 die Sperrwandlerspannung U_C3 anliegt.
• In der Sperrwandlerphase gelten näherungsweise folgende Formeln, wobei die Konstante k die Windungsspannung, also den Wert Volt/Windung angibt: $${\text{U}}_{\text{out}}={\text{U}}_{\text{C}2}+{\text{k*n}}_1,$$

  

  wobei U_C2 die Spannung am Durchflusskondensator C2 ist, $${\text{U}}_{\text{L}0}={\text{U}}_{\text{in}}+{\text{k*n}}_3,$$

  

  wobei U_L0 die Spannung an der Primärwicklung L0 ist, $${\text{U}}_{\text{C2}}={\text{U}}_{\text{L}0*}\left({\text{n}}_2/{\text{n}}_0\right).$$

  
• Aus diesen Formeln folgt: $$\text{k}=\left({\text{U}}_{\text{out}}-{\text{U}}_{\text{in*}}\left({\text{n}}_2/{\text{n}}_0\right)\right)/\left({\text{n}}_1-{\text{n}}_{3*}\left({\text{n}}_2/{\text{n}}_0\right)\right),$$

  
• U_C3 = k*n₃, wobei U_C3 die Spannung am Sperrkondensator C3 ist,
• U_C1 = k*n₁, wobei U_C1 die Spannung am Sperrkondensator C1 ist,
• U_C2 = U_out - k*n₁, wobei U_C2 die Spannung am Durchflusskondensator C2 ist, und
• U_L0 = U_in + k*n₃, wobei U_L0 die Spannung an der Primärwicklung L0 ist.
• Während der Offenphase des Schaltelementes S steht somit an der Primärwicklung L0 eine Spannung U_L0 an, die sich aus der Summe der Eingangsspannung Uin und der Spannung U_C3 am Sperrkondensator C3 der Eingangsschaltung ergibt. In dieser Phase wird der Speicherkondensator CP geladen und die Spannung U_C3 vergrößert.
• Mit dieser Eingangsschaltung, die mit der Zusatzwicklung L3 gekoppelt ist, fließt immer Strom während der Einschalt- und Ausschaltphase des Schaltelementes S. Dies hat zur Folge, dass der von der Eingangsspannung Uin getriebenen Eingangsstrom einen deutlich kleineren Spitzenwert aufweist, wodurch die Effizienz dieser Schaltung gemäß 5 verbessert wird.
• Bei offenem Schaltelementes S finden an den Sekundärwicklungen L1 und L2 die gleichen Lade- und Entladevorgänge statt wie bei der Prinzipschaltung nach 1.
• Dies bedeutet, dass bei offenem Schaltelement S der Sperrkondensator C1 über die Differenz der Ausgangsspannung Uout am Ausgangskondensator C_A und der Spannung U_C2 am Durchflusskondensator C2, also Uout - Uin aufgeladen wird. Gleichzeitig fließt Strom aus dem Durchflusskondensator C2 in den Ausgangskondensator C_A , d. h. es wird Ladung von dem Durchflusskondensator C2 an den Ausgangskondensator C_A abgegeben. Die jeweils sowohl in der Sperrphase als auch in der Leitendphase des Schaltelementes S an den Ausgangskondensator C_A abgegebenen Ladungsmengen sind aufgrund der Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1 und C2 exakt gleich. Damit sind die auf den Ausgangskondensator C_A übertragenen Ladungsmengen sowohl in der Durchflussphase, wenn die zweite Ausgangsschaltung vom Durchflusswandlertyp aktiv ist, als auch in der Sperrphase, wenn die erste Ausgangsschaltung vom Sperrwandlertyp aktiv ist, gleich groß.
• Mit der Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren C1 und C2 wird die maximale Ladungsmenge eingestellt, welche in den Ausgangskondensator C_A verschoben wird, wodurch sich der Kurzschlussschutz erhöht. Außerdem wird mit der Kapazität dieses Ausgangskondensators C_A der Spannungsripple am Ausgang eingestellt.
• Damit wird bei jedem Schaltvorgang des Schaltelementes S Strom in den Ausgangskondensator C_A geführt und dadurch große Stromspitzen vermieden.
• Die Summenspannung U_C1 + U_C2 an der Reihenschaltung des Sperrkondensators C1 und des Durchflusskondensators C2 ergibt die Ausgangsspannung Uout, die mit der gesteuerten Pulsweitenmodulation eingestellt wird. S
• Bei diesem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil gemäß 5 wird in beiden Phasen, also sowohl in der Durchflusswandlerphase als auch in der Sperrwandlerphase Energie übertragen und stellt somit ein doppelphasiges Schaltnetzteil dar.
• Dieses Schaltnetzteil nach 5 kann sowohl im lückenden Betrieb als auch im nicht lückenden Betrieb betrieben werden, wobei im nicht lückenden Betrieb ständig ein Stromfluss auf den Ausgang, also in den Ausgangskondensator C_A erfolgt, der im Vergleich zu Wandlern gemäß dem Stand der Technik nur eine geringe Ausgangskapazität aufweist. Durch den ununterbrochenen Stromfluss zum Ausgang des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils wird nicht nur die notwendige Kapazität des Ausgangskondensators C_A verringert, sondern es wird auch der maximale Spitzenstrom stark reduziert, wodurch sich die Verluste, insbesondere in den Leitungswiderständen ebenso reduzieren.
• Das erfindungsgemäße Schaltnetzteil kann auch für AC-DC-Wandler eingesetzt werden, die eine gleichgerichtete Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandeln.
• Bezugszeichenliste

C1

Sperrkondensator

C2

Durchflusskondensator

C3

Sperrkondensator

C_A

Ausgangskondensator

C_E

Eingangskondensator

D

Diode

D'

Diode

D"

Diode

D1

Sperrdiode

D2

Durchflussdiode

D3

Sperrdiode

I_in

Eingangsstrom

I_out

Ausgangsstrom

L

Speicherspule

L'

Zusatzwicklung

L0

Primärwicklung

L1

Sekundärwicklung

L2

Sekundärwicklung

L3

Zusatzwicklung

n₀

Windungszahl der Primärwicklung

n₁

Windungszahl der ersten Sekundärwicklung

n₂

Windungszahl der zweiten Sekundärwicklung

n₃

Windungszahl der Zusatzwicklung

S

Schaltelement

Tr

Übertrager

U_in

Eingangsspannung

U_out

Ausgangsspannung

U_C1

Spannung am Sperrkondensator C1

U_C2

Spannung am Durchflusskondensator C2

U_C3

Spannung am Sperrkondensator C3

U_L0

Spannung an der Primärwicklung L0

Claims (5)

1. Schaltnetzteil, umfassend ein Übertrager (Tr) mit wenigstens einer Primärwicklung (L0) und wenigstens einer ersten Sekundärwicklung (L1), - ein Schaltelement (S), welches mit der Primärwicklung (L0) in Reihe geschaltet ist, und - eine mit der ersten Sekundärwicklung (L1) gekoppelten ersten Ausgangsschaltung, welche als Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp eine Sperrdiode (D1) und einen Sperrkondensator (C1) aufweist, wobei - der Übertrager (Tr) eine zweite Sekundärwicklung (L2) aufweist, - die zweite Sekundärwicklung (L2) mit einer zweiten Ausgangsschaltung gekoppelt ist, welche als Schaltungstopologie vom Durchflusswandlertyp eine Durchflussdiode (D2) und einen Durchflusskondensator (C2) aufweist, und - zur Erzeugung einer Ausgangsspannung (U_out) der Sperrkondensator (C1) und der Durchflusskondensator (C2) in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass - der Übertrager (Tr) eine Zusatzwicklung (L3) aufweist, - die Zusatzwicklung (L3) mit einer Eingangsschaltung gekoppelt ist, welche in einer Schaltungstopologie vom Sperrwandlertyp mit einer Sperrdiode (D3), einem Sperrkondensator (C3) und einem Speicherkondensator (CP) ausgebildet ist, und - die Eingangsschaltung mit der Primärwicklung (L0) derart verschaltet ist, dass die Summe aus einer Eingangsspannung (Uin) und der an dem Sperrkondensator (C3) der Eingangsschaltung anliegenden Sperrwandelspannung (U_C3) an der Reihenschaltung aus der Primärwicklung (L0) und dem Schaltelement (S) anliegt.
2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator (C1) und dem Durchflusskondensator (C2) ein Ausgangskondensator (C_A) parallel geschaltet ist, an welchem die Ausgangsspannung (U_out) abgreifbar ist.
3. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (L0) als Speicherspule zusammen mit dem Schaltelement (S) sowie einem Gleichrichterelement (D0) und einem Ausgangskondensator (C_A) in einer Schaltungstopologie vom Aufwärtswandlertyp verschaltet sind, wobei zur Erzeugung der Ausgangsspannung (U_out) der Ausgangskondensator (C_A) mit der Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator (C1) und dem Durchflusskondensator (C2) verbunden ist.
4. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (L0) als Speicherspule zusammen mit dem Schaltelement (S) sowie einem Gleichrichterelement (D0) und einem Ausgangskondensator (C_A) in einer Schaltungstopologie vom Invertertyp verschaltet sind, wobei zur Erzeugung der Ausgangsspannung (U_out) der Ausgangskondensator (C_A) mit der Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator (C1) und dem Durchflusskondensator (C2) verbunden ist.
5. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (L0) als Speicherspule zusammen mit dem Schaltelement (S) sowie einem Gleichrichterelement (D0), einem Eingangskondensator (C_E) und einem Ausgangskondensator (C_A) in einer Schaltungstopologie vom Abwärtswandlertyp verschaltet sind, wobei der Eingangskondensator (C_E) mit der Reihenschaltung aus dem Sperrkondensator (C1) und dem Durchflusskondensator (C2) verbunden ist.

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