DE102017213194A1 - A converter device for converting a DC electrical voltage, method and control device for controlling a converter device for converting a DC electrical voltage - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Wandlervorrichtung (300) zum Wandeln einer elektrischen Gleichspannung vorgestellt. Die Wandlervorrichtung (300) weist einen Eingangsabschnitt (302) auf, der einen Eingangsanschluss (310) zum Aufnehmen einer elektrischen Eingangsspannung, eine erste Induktivität (312), eine Schalteinrichtung (314), eine erste Kapazität (316) und einen Masseanschluss (318) aufweist. Auch weist die Wandlervorrichtung (300) einen Ausgangsabschnitt (304) auf, der elektrisch mit dem Eingangsabschnitt (302) verbunden ist. Der Ausgangsabschnitt (304) weist eine zweite Induktivität (320) mit einer Primärwicklung (322) und einer von der Primärwicklung (322) galvanisch getrennten Sekundärwicklung (324), ein erstes Gleichrichtelement (332), eine zweite Kapazität (334), einen ersten Lastanschluss (336) zum Bereitstellen einer ersten elektrischen Ausgangsspannung für eine erste Last (392), ein zweites Gleichrichtelement (342), eine dritte Kapazität (344) und einen zweiten Lastanschluss (346) zum Bereitstellen einer zweiten elektrischen Ausgangsspannung für eine zweite Last (394) auf. Dabei sind das erste Gleichrichtelement (332), die zweite Kapazität (334) und der erste Lastanschluss (336) elektrisch mit der Primärwicklung (322) der zweiten Induktivität (320) verbunden. Das zweite Gleichrichtelement (342), die dritte Kapazität (344) und der zweite Lastanschluss (346) sind elektrisch mit der Sekundärwicklung (324) der zweiten Induktivität (320) verbunden. Die Wandlervorrichtung (300) weist ferner eine elektrische Rückführungsleitung (350) von einem zwischen dem ersten Gleichrichtelement (332), der zweiten Kapazität (334) und dem ersten Lastanschluss (336) angeordneten Abgriffspunkt (348) zu einer Schnittstelle (355) zu einer Steuereinrichtung (360) zum Steuern der Wandlervorrichtung (300) auf.A converter device (300) for converting a direct electrical voltage is presented. The converter device (300) has an input section (302) having an input terminal (310) for receiving an input electrical voltage, a first inductor (312), a switching device (314), a first capacitor (316), and a ground terminal (318). having. Also, the converter device (300) has an output portion (304) electrically connected to the input portion (302). The output section (304) includes a second inductor (320) having a primary winding (322) and a secondary winding (324) electrically isolated from the primary winding (322), a first rectifying element (332), a second capacitance (334), a first load terminal (336) for providing a first electrical output voltage to a first load (392), a second rectifying element (342), a third capacitance (344), and a second load terminal (346) for providing a second electrical output voltage to a second load (394) on. In this case, the first rectifying element (332), the second capacitance (334) and the first load terminal (336) are electrically connected to the primary winding (322) of the second inductance (320). The second rectifying element (342), the third capacitance (344) and the second load terminal (346) are electrically connected to the secondary winding (324) of the second inductance (320). The converter device (300) further comprises an electrical return line (350) from a tapping point (348) disposed between the first rectifying element (332), the second capacitance (334) and the first load terminal (336) to an interface (355) to a controller (360) for controlling the converter device (300).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wandlervorrichtung zum Wandeln einer elektrischen Gleichspannung, auf ein Verfahren zum Steuern einer Wandlervorrichtung zum Wandeln einer elektrischen Gleichspannung und auf eine entsprechende Steuereinrichtung.The present invention relates to a converter device for converting a direct electrical voltage, to a method for controlling a converter device for converting a direct electrical voltage and to a corresponding control device.
Elektrische Gleichspannungen können beispielsweise mittels eines SEPIC-Wandlers (SEPIC = Single-Ended Primary Inductance Converter) eines galvanisch isolierten bzw. getrennten SEPIC-Wandlers oder vergleichbarer elektrischer Schaltungen gewandelt werden. Bei einem galvanisch getrennten SEPIC-Wandler können für eine zur Steuerung bzw. Regelung benötigten Rückführung oder Rückleitung Optokoppler oder dergleichen erforderlich sein.DC electrical voltages can be converted, for example, by means of a SEPIC converter (SEPIC = Single-Ended Primary Inductance Converter) of a galvanically isolated or separate SEPIC converter or comparable electrical circuits. In a galvanically isolated SEPIC converter opto-couplers or the like may be required for a required for control or feedback feedback or return.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Wandlervorrichtung zum Wandeln einer elektrischen Gleichspannung, ein verbessertes Verfahren zum Steuern einer Wandlervorrichtung zum Wandeln einer elektrischen Gleichspannung und eine verbesserte Steuereinrichtung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides an improved DC electric power conversion apparatus, an improved method of controlling a DC electric power conversion apparatus, and an improved control apparatus according to the main claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine Wandlervorrichtung in Gestalt eines ein galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers, insbesondere eines galvanisch isolierten SEPIC-Wandlers, gesteuert und/oder geregelt werden, wobei eine Rückführungsleitung als eine durchgehende Leitungsverbindung ausgeführt sein kann. Dabei kann eine Ausgangsseite der Wandlervorrichtung in parallele Zweige bzw. Schaltungszweige aufgeteilt sein, einen nicht galvanisch getrennten Zweig und mindestens einen galvanisch getrennten Zweig. Eine Primärinduktivität bzw. Primärwicklung einer Induktivität des Gleichspannungswandlers bzw. Transformators kann somit für eine Erzeugung einer nicht galvanisch getrennten Ausgangsspannung verwendet werden. Durch die gemeinsame Eingangsseite kann erreicht werden, dass die Tastverhältnisse der Zweige der Ausgangsseite identisch sind. Die Ausgangsspannungen können über ein gemeinsames, schaltendes Element in Gestalt einer Schalteinrichtung miteinander gekoppelt sein, insbesondere fest miteinander gekoppelt sein.According to embodiments, in particular, a converter device in the form of a galvanically isolated DC-DC converter, in particular a galvanically isolated SEPIC converter, controlled and / or regulated, wherein a return line can be designed as a continuous line connection. In this case, an output side of the converter device can be divided into parallel branches or circuit branches, a non-galvanically separated branch and at least one galvanically separated branch. A primary inductance or primary winding of an inductance of the DC-DC converter or transformer can thus be used for generating a non-galvanically isolated output voltage. By the common input side can be achieved that the duty cycles of the branches of the output side are identical. The output voltages can be coupled to each other via a common, switching element in the form of a switching device, in particular be fixedly coupled to each other.
Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Steuerung und/oder Regelung eines Betriebs eines galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers erreicht werden. Durch einen festen Zusammenhang der galvanisch getrennten, zweiten Ausgangsspannung zu der nicht galvanisch getrennten, ersten Ausgangsspannung kann eine Steuerung und/oder Regelung der nicht galvanisch getrennten, ersten Ausgangsspannung ausreichend sein. Die Steuerung und/oder Regelung der Wandlervorrichtung kann über einen parallelen nicht galvanisch getrennten Zweig bzw. ersten Zweig erfolgen, dessen Ausgang in Gestalt der ersten Ausgangsspannung zurückgeführt werden kann. Auf eine galvanisch getrennte Rückführung zur Regelung oder Regelung kann somit vorteilhaft verzichtet werden. Damit kann ein Design der Wandlervorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen galvanisch getrennten SEPIC-Wandlern vereinfacht werden und können beispielsweise Baugröße, Komponentenanzahl und Kosten reduziert werden. Die galvanisch getrennte, zweite Ausgangsspannung kann auf einfache Weise generiert werden. Die nicht galvanisch getrennte, erste Ausgangsspannung kann ohne weitere schaltende Elemente zur Verfügung stehen und für Lasten verwendet werden, die keine Isolierung bzw. galvanisch Trennung benötigen.Advantageously, according to embodiments in particular a simple, inexpensive and reliable control and / or regulation of an operation of a galvanically isolated DC-DC converter can be achieved. By a fixed connection of the galvanically isolated, second output voltage to the non-galvanically isolated, first output voltage, a control and / or regulation of the non-galvanically isolated, first output voltage may be sufficient. The control and / or regulation of the converter device can take place via a parallel non-galvanically isolated branch or first branch, the output of which can be returned in the form of the first output voltage. On a galvanically isolated feedback for control or regulation can thus be advantageously dispensed with. Thus, a design of the converter device can be simplified as compared with conventional galvanically separated SEPIC converters and, for example, size, number of components and cost can be reduced. The galvanically isolated, second output voltage can be generated in a simple manner. The non-galvanically isolated, first output voltage can be available without further switching elements and be used for loads that do not require isolation or galvanic isolation.
Eine Wandlervorrichtung zum Wandeln einer elektrischen Gleichspannung weist zumindest folgende Merkmale auf:
- • einen Eingangsabschnitt, der einen Eingangsanschluss zum Aufnehmen einer elektrischen Eingangsspannung, eine erste Induktivität, eine Schalteinrichtung, eine erste Kapazität und einen Masseanschluss aufweist;
- • einen Ausgangsabschnitt, der elektrisch mit dem Eingangsabschnitt verbunden ist, wobei der Ausgangsabschnitt eine zweite Induktivität mit einer Primärwicklung und einer von der Primärwicklung galvanisch getrennten Sekundärwicklung, ein erstes Gleichrichtelement, eine zweite Kapazität, einen ersten Lastanschluss zum Bereitstellen einer ersten elektrischen Ausgangsspannung für eine erste Last, ein zweites Gleichrichtelement, eine dritte Kapazität und einen zweiten Lastanschluss zum Bereitstellen einer zweiten elektrischen Ausgangsspannung für eine zweite Last aufweist, wobei das erste Gleichrichtelement, die zweite Kapazität und der erste Lastanschluss elektrisch mit der Primärwicklung der zweiten Induktivität verbunden sind, wobei das zweite Gleichrichtelement, die dritte Kapazität und der zweite Lastanschluss elektrisch mit der Sekundärwicklung der zweiten Induktivität verbunden sind; und
- • eine elektrische Rückführungsleitung von einem zwischen dem ersten Gleichrichtelement, der zweiten Kapazität und dem ersten Lastanschluss angeordneten Abgriffspunkt zu einer Schnittstelle zu einer Steuereinrichtung zum Steuern der Wandlervorrichtung.
- An input section having an input terminal for receiving an input electrical voltage, a first inductor, a switching device, a first capacitor, and a ground terminal;
- An output section electrically connected to the input section, the output section comprising a second inductor having a primary winding and a secondary winding electrically isolated from the primary winding, a first rectifying element, a second capacitance, a first load terminal for providing a first electrical output voltage for a first Load, a second rectifying element, a third capacitance and a second load terminal for providing a second electrical output voltage for a second load, wherein the first rectifying element, the second capacitance and the first load terminal are electrically connected to the primary winding of the second inductor, the second one Rectifying element, the third capacitor and the second load terminal are electrically connected to the secondary winding of the second inductance; and
- An electrical return line from a tapping point located between the first rectifying element, the second capacitance and the first load terminal to an interface to a control device for controlling the converter device.
Die Wandlervorrichtung ähnelt einem sogenannten SEPIC (Single-Ended Primary Inductance Converter) bzw. galvanisch getrennten SEPIC. Dabei ist die Wandlervorrichtung ausgebildet, um eine elektrische Eingangsspannung in zumindest zwei elektrische Ausgangsspannungen zu wandeln. Die Wandlervorrichtung kann auch als ein Transformator bezeichnet werden. Anders ausgedrückt ist die Wandlervorrichtung ausgebildet, um eine elektrische Eingangsspannung aufzunehmen und zumindest zwei elektrische Ausgangsspannungen bereitzustellen.The converter device is similar to a so-called SEPIC (Single-Ended Primary Inductance Converter) or galvanically isolated SEPIC. there For example, the converter device is designed to convert an electrical input voltage into at least two electrical output voltages. The converter device may also be referred to as a transformer. In other words, the converter device is designed to receive an electrical input voltage and to provide at least two electrical output voltages.
Die erste Ausgangsspannung kann der zweiten Ausgangsspannung hinsichtlich eines Spannungswertes entsprechen. Alternativ können sich die erste Ausgangsspannung und die zweite Ausgangsspannung hinsichtlich eines Spannungswertes voneinander unterscheiden.The first output voltage may correspond to the second output voltage with respect to a voltage value. Alternatively, the first output voltage and the second output voltage may differ from each other in terms of a voltage value.
Eine Induktivität kann eine elektrische Spule repräsentieren. Die Primärwicklung kann eine Wicklung oder eine andere Primärinduktivität repräsentieren. Die Sekundärwicklung kann eine Wicklung oder eine andere Sekundärinduktivität repräsentieren. Eine Kapazität kann einen Kondensator repräsentieren. Die Schalteinrichtung kann einen Transistor repräsentieren. Das Gleichrichtelement kann in Durchlassrichtung zu dem ersten Lastanschluss hin gepolt sein.An inductance may represent an electrical coil. The primary winding may represent a winding or other primary inductance. The secondary winding may represent a winding or other secondary inductance. A capacitor may represent a capacitor. The switching device may represent a transistor. The rectifying element may be poled in the forward direction to the first load terminal.
Der Ausgangsabschnitt kann einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig aufweisen. Hierbei können der erste Zweig und der zweite Zweig elektrisch parallel geschaltet sein. Der erste Zweig kann zumindest das erste Gleichrichtelement, die zweite Kapazität und den ersten Lastanschluss aufweisen. Der zweite Zweig kann zumindest das zweite Gleichrichtelement, die dritte Kapazität und den zweiten Lastanschluss aufweisen.The output section may include a first branch and a second branch. Here, the first branch and the second branch may be electrically connected in parallel. The first branch may comprise at least the first rectifying element, the second capacitance and the first load terminal. The second branch may include at least the second rectifying element, the third capacitance, and the second load terminal.
Die elektrische Rückführungsleitung kann ausgebildet sein, um die erste Ausgangsspannung als ein Rückführungssignal zu übertragen. Das Steuern kann auch ein Regeln umfassen. Der Abgriffspunkt kann elektrisch zwischen das erste Gleichrichtelement, die zweite Kapazität und den ersten Lastanschluss geschaltet sein.The electrical return line may be configured to transmit the first output voltage as a feedback signal. The controlling may also include rules. The tapping point may be electrically connected between the first rectifying element, the second capacitance and the first load terminal.
Gemäß einer Ausführungsform können die Primärwicklung und die Sekundärwicklung der zweiten Induktivität ein vordefiniertes Wicklungsverhältnis aufweisen. Anders ausgedrückt können eine Anzahl von Wicklungen der Primärwicklung und eine Anzahl von Wicklungen der Sekundärwicklung in dem vordefinierten Wicklungsverhältnis zueinander stehen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass über das Wicklungsverhältnis ein Verhältnis der Ausgangsspannungen zueinander auf einfache, exakte und zuverlässige Weise einstellbar ist. Bei einem Wicklungsverhältnis von eins und einem idealen Gleichrichtelement, insbesondere einer idealen Diode, können identische Werte der Ausgangsspannungen erhalten werden.According to one embodiment, the primary winding and the secondary winding of the second inductance may have a predefined winding ratio. In other words, a number of windings of the primary winding and a number of windings of the secondary winding may be in the predefined winding ratio. Such an embodiment offers the advantage that a ratio of the output voltages to one another can be set in a simple, exact and reliable manner via the winding ratio. With a winding ratio of one and an ideal rectifying element, in particular an ideal diode, identical values of the output voltages can be obtained.
Auch kann der Ausgangsabschnitt zumindest eine weitere Wicklung der zweiten Induktivität, zumindest ein weiteres Gleichrichtelement, zumindest eine weitere Kapazität und zumindest einen weiteren Lastanschluss zum Bereitstellen zumindest einer weiteren elektrischen Ausgangsspannung für zumindest eine weitere Last aufweisen. Dabei können das zumindest eine weitere Gleichrichtelement, die zumindest eine weitere Kapazität und der zumindest eine weitere Lastanschluss elektrisch mit der zumindest einen weiteren Wicklung verbindbar oder verbunden sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Anzahl der galvanisch getrennten Ausgangszweige auf einfache und kostengünstige Weise erhöht bzw. erweitert werden kann.The output section can also have at least one further winding of the second inductance, at least one further rectifying element, at least one further capacitance and at least one further load connection for providing at least one further electrical output voltage for at least one further load. In this case, the at least one further rectifying element, the at least one further capacitance and the at least one further load terminal can be electrically connected or connected to the at least one further winding. Such an embodiment offers the advantage that the number of galvanically isolated output branches can be increased or expanded in a simple and cost-effective manner.
Zusätzlich oder alternativ kann der Ausgangsabschnitt zumindest eine zusätzliche Induktivität mit einer Primärwicklung und einer von der Primärwicklung galvanisch getrennten Sekundärwicklung, zumindest ein zusätzliches Gleichrichtelement, zumindest eine zusätzliche Kapazität und zumindest einen zusätzlichen Lastanschluss zum Bereitstellen zumindest einer zusätzlichen elektrischen Ausgangsspannung für zumindest eine zusätzliche Last aufweisen. Dabei können das zumindest eine zusätzliche Gleichrichtelement, die zumindest eine zusätzliche Kapazität und der zumindest eine zusätzliche Lastanschluss elektrisch mit der Sekundärwicklung zumindest einen zusätzlichen Induktivität verbindbar oder verbunden sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Anzahl der galvanisch getrennten Ausgangszweige auf einfache und kostengünstige Weise erhöht bzw. erweitert werden kann.Additionally or alternatively, the output section may have at least one additional inductance with a primary winding and a secondary winding electrically isolated from the primary winding, at least one additional rectifying element, at least one additional capacitance, and at least one additional load terminal for providing at least one additional electrical output voltage for at least one additional load. In this case, the at least one additional rectifying element, the at least one additional capacitance and the at least one additional load terminal can be electrically connected or connected to the secondary winding at least one additional inductance. Such an embodiment offers the advantage that the number of galvanically isolated output branches can be increased or expanded in a simple and cost-effective manner.
Ferner kann die Wandlervorrichtung eine Ausführungsform einer nachstehend genannten Steuereinrichtung aufweisen. Hierbei kann die Steuereinrichtung mit der Schnittstelle signalübertragungsfähig verbindbar oder verbunden sein. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, um die Wandlervorrichtung bzw. einen Betrieb der Wandlervorrichtung zu steuern. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine unaufwendige und sichere Steuerung der Wandlervorrichtung erreicht werden kann.Further, the converter device may include an embodiment of a control device mentioned below. In this case, the control device can be connectable or connected to the interface with signal transmission capability. The control device may be designed to control the converter device or an operation of the converter device. Such an embodiment offers the advantage that an inexpensive and safe control of the converter device can be achieved.
Zudem kann die Wandlervorrichtung eine Ansteuerleitung aufweisen. Mittels der Ansteuerleitung kann die Schalteinrichtung mit der Steuereinrichtung signalübertragungsfähig verbindbar oder verbunden sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine einfache und kostengünstige Ansteuerung der Schalteinrichtung und somit Steuerung der Wandlervorrichtung realisiert werden kann.In addition, the converter device may have a drive line. By means of the control line, the switching device can be connectable or connected to the control device signal transmitting capability. Such an embodiment has the advantage that a simple and cost-effective control of the switching device and thus control of the converter device can be realized.
Auch kann die Wandlervorrichtung eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen der elektrischen Eingangsspannung aufweisen. Hierbei kann die Bereitstellungseinrichtung elektrisch mit dem Eingangsanschluss verbindbar oder verbunden sein. Die Bereitstellungseinrichtung kann eine Spannungsquelle, Gleichspannungsquelle oder dergleichen repräsentieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine sichere und/oder integrierte Spannungsversorgung vorgesehen sein kann.The converter device can also have a supply device for providing the electrical input voltage. In this case, the provision device can be electrically connected to the Input terminal connectable or connected. The providing device may represent a voltage source, DC voltage source or the like. Such an embodiment offers the advantage that a secure and / or integrated voltage supply can be provided.
Ein Verfahren zum Steuern einer Wandlervorrichtung zum Wandeln einer elektrischen Gleichspannung, wobei das Verfahren in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorstehend genannten Wandlervorrichtung ausführbar ist, weist zumindest folgende Schritte auf:
- • Einlesen der ersten elektrischen Ausgangsspannung von der Rückführungsleitung;
- • Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern der Wandlervorrichtung unter Verwendung der ersten elektrischen Ausgangsspannung; und
- • Ausgeben des Steuersignals an die Schalteinrichtung.
- • reading the first electrical output voltage from the return line;
- Generating a control signal for controlling the converter device using the first electrical output voltage; and
- Outputting the control signal to the switching device.
Das Verfahren zum Steuern ist ausführbar, um eine Ausführungsform der vorstehend genannten Wandlervorrichtung zu steuern. Dabei ist das Verfahren zum Steuern unter Verwendung einer Steuereinrichtung ausführbar, welche der nachstehend beschriebenen Steuereinrichtung entspricht oder ähnelt. Die Wandlervorrichtung kann die Steuereinrichtung aufweisen.The method of controlling is executable to control an embodiment of the aforementioned converter device. In this case, the method for controlling is executable using a control device which corresponds to or resembles the control device described below. The converter device may comprise the control device.
Ebenfalls vorteilhaft ist eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, um Schritte eine Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens in entsprechenden Einheiten auszuführen und zusätzlich oder alternativ anzusteuern.Also advantageous is a control device that is set up to execute steps of an embodiment of the above-mentioned method in corresponding units and additionally or alternatively to control them.
Eine Steuereinrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Steuereinrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.A control device may be an electrical device that processes electrical signals, for example sensor signals, and outputs control signals in dependence thereon. The control device may have one or more suitable interfaces, which may be formed in hardware and / or software. For example, in a hardware configuration, the interfaces may be part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented. The interfaces may also be their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Steuereinrichtung ausgeführt wird.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is run on a computer or a control device is also of advantage is performed.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Gleichspannungswandlers; -
2 eine schematische Darstellung eines galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers; -
3 eine schematische Darstellung einer Wandlervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
5 eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
1 a schematic representation of a DC-DC converter; -
2 a schematic representation of a galvanically isolated DC-DC converter; -
3 a schematic representation of a converter device according to an embodiment; -
4 a flowchart of a method for controlling according to an embodiment; and -
5 a schematic representation of a control device according to an embodiment.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.
Bei dem Gleichspannungswandler
Der SEPIC-Wandler bzw. Gleichspannungswandler
Bei dem galvanisch getrennten SEPIC-Wandler bzw. Gleichspannungswandler
Für eine Steuerung bzw. Regelung von galvanisch getrennten Systemen sind meist beispielsweise Konzepte vorgesehen sehen, welche eine Bauteilanzahl, eine Größe und Kosten des Systems bzw. einer elektrischen Schaltung erhöhen. Es sind beispielsweise Optokoppler zur galvanischen Trennung in Führungsleitungen erforderlich. Wie es im Folgenden unter Bezugnahme auf die nachfolgend beschriebenen Figuren erläutert wird, kann ein galvanisch getrennter SEPIC-Wandler realisiert werden, der ohne galvanisch getrennte Rückführung, d. h. beispielsweise mittels durchgehender Rückführungsleitung, gesteuert bzw. geregelt werden kann.For a control or regulation of galvanically isolated systems, for example, concepts are usually provided, which increase a number of components, a size and cost of the system or an electrical circuit. For example, optocouplers for galvanic isolation in guide lines are required. As will be explained below with reference to the figures described below, a galvanically isolated SEPIC converter can be realized which, without galvanically isolated feedback, i. H. For example, by means of continuous return line, can be controlled or regulated.
Die Wandlervorrichtung
Die Wandlervorrichtung
Dabei weist der Eingangsabschnitt
Der Ausgangsabschnitt
Der Ausgangsabschnitt
Die zweite Induktivität
Mit der Primärwicklung
Mit der Sekundärwicklung
Gemäß dem in
Ferner weist die Wandlervorrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Primärwicklung
Durch den festen Zusammenhang der galvanisch getrennten Ausgangsspannung bzw. zweiten Ausgangsspannung an dem zweiten Lastanschluss
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Ausgangsabschnitt
In einem Schritt
Ferner ist die Steuereinrichtung
Die Steuereinrichtung
Die Steuereinrichtung
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.
Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- GleichspannungswandlerDC converter
- 102102
- Spannungsquelle (V_IN)Voltage source (V_IN)
- 104104
- erste Inaktivität (L1)first inactivity (L1)
- 106106
- Schalter (S1)Switch (S1)
- 108108
- Masseanschluss (0)Ground connection (0)
- 110110
- Kondensator (C1)Capacitor (C1)
- 112112
- zweite Induktivität (L2)second inductance (L2)
- 114114
- Diode (D1)Diode (D1)
- 116116
- Ausgangskondensator (C_OUT)Output capacitor (C_OUT)
- 118118
- RückführungsleitungReturn line
- 120120
- Logik-EinrichtungLogic device
- 130130
- Lastload
- 200200
- galvanisch getrennter Gleichspannungswandlergalvanically isolated DC-DC converter
- 240240
- Isolationsgrenzeisolation boundary
- 212A212A
- Primärwicklung (L_Pri)Primary winding (L_Pri)
- 212B212B
- Sekundärwicklung (L_Sek)Secondary winding (L_sec)
- 218218
- RückführungsleitungReturn line
- 300300
- Wandlervorrichtungconverter device
- 302302
- Eingangsabschnittinput section
- 304304
- Ausgangsabschnittoutput section
- 310310
- Eingangsanschlussinput port
- 312312
- erste Induktivität (L1)first inductance (L1)
- 314314
- Schalteinrichtung (S1)Switching device (S1)
- 316316
- erste Kapazität (C1)first capacity (C1)
- 318318
- Masseanschluss (0)Ground connection (0)
- 320320
- zweite Induktivitätsecond inductance
- 322322
- Primärwicklung (L_Pri)Primary winding (L_Pri)
- 324324
- Sekundärwicklung (L_Sek)Secondary winding (L_sec)
- 332332
- erstes Gleichrichtelement (D1)first rectifying element (D1)
- 334334
- zweite Kapazität (C_OUT1)second capacity (C_OUT1)
- 336336
- erster Lastanschlussfirst load connection
- 342342
- zweites Gleichrichtelement (D2)second rectifying element (D2)
- 344344
- dritte Kapazität (C_OUT2)third capacity (C_OUT2)
- 346346
- zweiter Lastanschlusssecond load connection
- 348348
- Abgriffspunkttapping
- 350350
- elektrische Rückführungsleitungelectrical return line
- 355355
- Schnittstelleinterface
- 360360
- Steuereinrichtungcontrol device
- 365365
- Ansteuerleitungdrive line
- 370370
- BereitstellungseinrichtungProviding device
- 392392
- erste Last (R_Last1)first load (R_Last1)
- 394394
- zweite Last (R_Last2)second load (R_Last2)
- 400400
- Verfahren zum SteuernMethod of controlling
- 410410
- Schritt des EinlesensStep of reading in
- 420420
- Schritt des ErzeugensStep of creating
- 430430
- Schritt des AusgebensStep of spending
- 510510
- Einleseeinrichtungread-in
- 520520
- Erzeugungseinrichtunggenerator
- 530530
- Ausgabeeinrichtungoutput device
- 535535
- Steuersignalcontrol signal
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017213194.2A DE102017213194A1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | A converter device for converting a DC electrical voltage, method and control device for controlling a converter device for converting a DC electrical voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017213194.2A DE102017213194A1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | A converter device for converting a DC electrical voltage, method and control device for controlling a converter device for converting a DC electrical voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017213194A1 true DE102017213194A1 (en) | 2019-01-31 |
Family
ID=65003937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017213194.2A Pending DE102017213194A1 (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | A converter device for converting a DC electrical voltage, method and control device for controlling a converter device for converting a DC electrical voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017213194A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3849070A1 (en) * | 2020-01-07 | 2021-07-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Power converter |
US11258367B2 (en) | 2019-08-05 | 2022-02-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Power converter including self powered high voltage charging of a connected energy storage device |
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US5617015A (en) * | 1995-06-07 | 1997-04-01 | Linear Technology Corporation | Multiple output regulator with time sequencing |
-
2017
- 2017-07-31 DE DE102017213194.2A patent/DE102017213194A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5617015A (en) * | 1995-06-07 | 1997-04-01 | Linear Technology Corporation | Multiple output regulator with time sequencing |
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