DE1960749A1 - Circuit arrangement to reduce switching losses in DC converters - Google Patents
Circuit arrangement to reduce switching losses in DC convertersInfo
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- H02M3/3384—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement in a push-pull circuit arrangement of the parallel type
Description
Schaltungsanordnung zur Verminderung der Umschaltverluste bei Gleichstrouüirichtern.Circuit arrangement to reduce switching losses in DC rectifiers.
Bei selbstgefUhrten Wechselrichtern mit Transistorschaltern und Steuerübertrager im Rückkopplungsweg wird der Umschaltvorgang eingeleitet, wenn der Steuerkern in Sättigung geht.In the case of self-guided inverters with transistor switches and control transmitters the switching process is initiated in the feedback path when the control core is in Saturation goes.
Die Eisenverluste im ieistungstransformator und die Umschaltverluste in den Transistoren sind kleiner als bei Wechselrichtern, bei denen die Umschaltung durch Sättigung des Beistungstransformators verursacht wird.The iron losses in the power transformer and the switching losses in the transistors are smaller than in inverters, in which the switching caused by saturation of the auxiliary transformer.
Bei Gleichstromumrichtern, die aus Wechselrichter mit Steuerübertrager und einem Gleichrichterkreis mit Kondensatorsiebung bestehen, kann die Emitter-Basis-Spannung umpolen, bevor der Beistungstransformator umschaltet. Hierdurch entstehen Umschaltverluste, insbesondere dann, wenn die Transistoren leitend geschaltet werden.In the case of direct current converters consisting of an inverter with a control transformer and a rectifier circuit with capacitor filtering, the emitter-base voltage Reverse polarity before the auxiliary transformer switches over. This results in switching losses, especially when the transistors are switched on.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der eine Verminderung dieser Verluste mit einfachen Mitteln erreicht wird. Die lösung nach der Erfindung besteht darin, daß die Kopplung vom Leistungstransformator und Steuerübertrager auf der Sekundärseite des Leistungstransformators vor den Dioden des Gleichrichterkreises erfolgt. Auf diese Weise erreicht man praktisch eine gleichzeitige Umschaltung von Emitter-Basis-Spannung und Transformatorspannung und damit eine Verminderung der Umschaltverluste. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Wechselrichter erst dann umschaltet, wenn die Dioden ausgeräumt sind, d.h. der Transistor also keinen Verbraucherstrom mehr führt und die KondensatorsFannung nicht mehr auf den Rückkopplungsweg wirkt. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist nicht auf Gleichstromumrichter mit einem Ausgang beschränkt, sondern auch bei mehreren Ausgängen eines Gleichstromumrichters anwendbar.The invention is based on the object of a circuit arrangement to create with which a reduction of these losses achieved with simple means will. The solution according to the invention is that the coupling from the power transformer and control transformer on the secondary side of the power transformer in front of the diodes of the rectifier circuit takes place. In this way one achieves practically a simultaneous one Switching of emitter-base voltage and transformer voltage and thus a Reduction of switching losses. Another advantage is that the inverter only switches when the diodes are cleared, i.e. the transistor no consumer power leads more and the capacitor voltage does not acts more on the feedback path. The circuit arrangement according to the invention is not limited to single output DC-DC converters, but also for multiple outputs of a DC converter can be used.
Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert.The invention is explained with reference to the figure.
Der Gleichstromumrichter besteht aus einem Wechselrichter, einer Gleichrichterschaltung Grl, Gr2, einem Siebkondensator C2 und einem Belastungswiderstand R5. Der Eingang, an dem die Spannung UE anliegt, und der Ausgang mit der Spannung UA sind galvanisch getrennt. Der Wechselrichter arbeitet in Gegentaktschaltung mit einem Steuerübertrager.The DC converter consists of an inverter, a rectifier circuit Grl, Gr2, a filter capacitor C2 and a load resistor R5. The entrance, at which the voltage UE is applied and the output with the voltage UA are galvanic separated. The inverter works in push-pull connection with a control transformer.
Er besitzt einen Leistungstransformator Trl mit Mittelanzapfung, Transistorschalter T1, T2, den Steuerübertrager r2 im Rückkopplungsweg und eine Anschwinghilfe Gr7, C4, R2.It has a power transformer Trl with center tap, transistor switch T1, T2, the control transmitter r2 in the feedback path and an oscillation aid Gr7, C4, R2.
Im Basistromkreis der Transistoren sind die Widerstände R3 und R4 vorgesehen. Die Primärwicklung des Steuerübertragers liegt über einen Rückkopplungswiderstand R1 an der Ausgangswechselspannung. Eine Spannungsbegrenzung, bestehend aus den Gleichrichtern Gr3 bis 6, einer Zenerdiode Daund einem Kondensator C3, hält die Spannung am Steuerübertrager konstant. Zu erwähnen ist ferner im Eingangskrei-s eine Induktivität L und ein Kondensator C1.The resistors R3 and R4 are in the base circuit of the transistors intended. The primary winding of the control transformer is connected to a feedback resistor R1 at the output AC voltage. A voltage limiter consisting of the rectifiers Gr3 to 6, a Zener diode Da and a capacitor C3, hold the voltage at the control transformer constant. Mention should also be made of an inductance L and a capacitor in the input circuit C1.
Nach der bisher bekannten Technik wird die Rückkopplungsspannung von der Primärseite des ieistungstransformators abgegriffen, was in dem Ausfiihrungsbeispiel durch die Verbindung AB und CD dargestellt ist. Der Umschaltvorgang beginnt mit der Sättigung des Steuerübertragers. Während dieses Vorganges kann, noch bevor die Spannung am Leistungstransformators umschaltet, die Emitter-Basis-Spannung umpolen, und zwar sogar mehrfach. Hierdurch entstehenU.mschaltverluste, insbesondere wenn die Transistoren leitend geschaltet werden.According to the previously known technique, the feedback voltage is from the primary side of the power transformer is tapped, which in the exemplary embodiment represented by the connection AB and CD. The switching process begins with the saturation of the control transmitter. During this process, even before the Switches the voltage at the power transformer, reverse the polarity of the emitter-base voltage, and even several times. This results in switching losses, especially if the transistors are switched on.
Gemäß der Erfindung wird der Rückkopplungsweg auf der Sekundärseite des Leistungstransformators Trl vor den Dioden des Gleichrichterkreises Gurt, Gr2 abgezweigt, was in der Figur durch die gestrichelte Verbindung angedeutet ist. Bei dieser Schaltungsanordnung besteht allerdings die Verbindung zwischen A und B bzw. C und D nicht mehr.According to the invention, the feedback path is on the secondary side of the power transformer Trl in front of the diodes of the rectifier circuit Gurt, Gr2 branched off, which is indicated in the figure by the dashed connection. at However, this circuit arrangement provides the connection between A and B or C and D no longer.
Durch diesen Abzweig der Rückkopplungsspannung ergibt sich praktisch eine gleichzeitige Umschaltung von Transformator und Emitter-Basisspannung und somit auch eine Verringerung der Umschaltverluste. Die Rückkopplungsspannung ist dann, abgesehen von der Schleusenspannung der Dioden Grl, Gr2, der Spannung am Siebkondensator C2 so lange gleich, bis die Dioden ausgeräumt sind. Die ransistoren führen dann keinen Verbraucherstrom mehr und nur noch den vergleichsweisen kleinen Magnetisierungs- und Rückkopplungsstrom.This branching of the feedback voltage practically results a simultaneous switching of transformer and emitter base voltage and thus also a reduction in switching losses. The feedback voltage is then apart from the lock voltage of the diodes Grl, Gr2, the voltage on the filter capacitor C2 is the same until the diodes are cleared. The ransistors then lead no more consumer current and only the comparatively small magnetization and feedback current.
Durch den strichpunktiert eingezeichneten Schaltungsteil ist angedeutet, daß die Lösung der Erfindung auch bei mehreren Ausgängen eines Gleichstromumrichters anwendbar ist.The dash-dotted circuit part indicates that that the solution of the invention even with several outputs of a DC converter is applicable.
Durch die Spannungsstabilisierung am Steuerkern (Gr3 bis 6, D, C3) wird verhindert, daß Änderungen der Betriebsspannung UE oder des Verbraucherstromes die Frequenz und die Ansteuerung der Transistoren beeinflussen können. Beim Umschalten der Sättigungsinduktivität des Steuerkerns können Spannungsspitzen nicht auftreten.Due to the voltage stabilization on the control core (Gr3 to 6, D, C3) this prevents changes in the operating voltage UE or the consumer current can influence the frequency and control of the transistors. When switching the saturation inductance of the control core, voltage peaks cannot occur.
1 Patentanspruch 1 Figur1 claim 1 figure
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691960749 DE1960749C3 (en) | 1969-12-03 | DC converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691960749 DE1960749C3 (en) | 1969-12-03 | DC converter |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1960749A1 true DE1960749A1 (en) | 1971-06-09 |
| DE1960749B2 DE1960749B2 (en) | 1976-05-26 |
| DE1960749C3 DE1960749C3 (en) | 1977-02-17 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2456414A1 (en) * | 1979-05-10 | 1980-12-05 | Sits Soc It Telecom Siemens | PROTECTION DEVICE FOR A TRANSISTORIZED DIRECT CURRENT / DIRECT CURRENT CONVERTER |
| WO2011145975A1 (en) * | 2010-11-01 | 2011-11-24 | ХОРЬЯКОВ, Владимир Владимирович | Autonomous electrical power supply source with a recharging function using one rechargeable battery |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2456414A1 (en) * | 1979-05-10 | 1980-12-05 | Sits Soc It Telecom Siemens | PROTECTION DEVICE FOR A TRANSISTORIZED DIRECT CURRENT / DIRECT CURRENT CONVERTER |
| WO2011145975A1 (en) * | 2010-11-01 | 2011-11-24 | ХОРЬЯКОВ, Владимир Владимирович | Autonomous electrical power supply source with a recharging function using one rechargeable battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1960749B2 (en) | 1976-05-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |