DE19961228A1 - Switch-mode converter power supply, uses resonant elements with element voltage being compared with threshold during pre-switching zero-voltage phase, to assess inductive or capacitive load connection - Google Patents

Switch-mode converter power supply, uses resonant elements with element voltage being compared with threshold during pre-switching zero-voltage phase, to assess inductive or capacitive load connection

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DE19961228A1
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Abstract

The inventive circuitry includes an assembly (5), outputting voltage (U2) to load, and containing resonant elements (Cr, Lr), used for processing DC voltage (U3), derived by chopping input voltage (U1) with resonant circuit elements (S1, S2), which have alternating switch-on phases. In order to monitor a connected load, before elements (S1,S2) are switched on, applied voltages (US1) or (US2) are compared during a zero-voltage phase with a threshold, to determine whether a connected load is inductive or capacitive. In an alternative embodiment, the differentials of voltages (US1,US2) are compared with a predetermined value to assess whether the load is inductive or capacitive.

Description

Die Erfindung betrifft einen Konverter mit Schaltelementen zum Zerhacken einer Gleich­ spannung, wobei Einschaltphasen der Schaltelemente im Wechsel aufeinanderfolgen, und mit einem die zerhackte Gleichspannung verarbeitenden und zur Lieferung einer Ausgangsspannung dienenden Schaltungsgebilde mit Resonanzkreiselementen.The invention relates to a converter with switching elements for chopping an equal voltage, with the switching phases of the switching elements alternating, and with one processing the chopped DC voltage and for supplying one Output voltage serving circuit structures with resonant circuit elements.

Derartige lastresonante Konverter stellen vorzugsweise Schaltnetzteile dar, die zur Gleichspannungsversorgung einer am Ausgang des Schaltnetzteils angeschlossenen Last dienen. Bei solchen Schaltnetzteilen wird zunächst eine eingangsseitig anliegende Wechselspannung gleichgerichtet, um eine Konvertereingangsgleichspannung zu erhalten. Die Erfindung soll sich aber auch auf Konverter beziehen, denen eingangsseitig eine Gleichspannung unmittelbar aus einer Gleichspannungsquelle zugeführt wird. Auch ist ein Einsatz eines solchen Konverters für den Betrieb von Gasentladungslampen möglich. Die Konvettereingangsgleichspannung wird mittels einer aus Schaltelementen bestehenden Brückenschaltung zerhackt. Die zerhackte Gleichspannung wird einem Schaltungsgebilde mit Resonanzkreiselementen, d. h. mit induktiven und kapazitiven Blindwiderstandsanteilen zugeführt, so dass in das Schaltungsgebilde bei einem Betrieb in der Nähe der Resonanzfrequenz ein näherungsweise sinusförmiger Wechselstrom fließt. Mindestens ein induktives und mindestens ein kapazitives Resonanzkreiselement müssen vorhanden sein. Ausgangsseitig des Schaltungsgebildes und damit ausgangsseitig des Konverters kann eine Last angeschlossen werden. Durch Anpassung der Schaltfrequenz wird eine Anpassung an Laständerungen und Eingangsspannungsschwankungen vorgenommen. Konverter mit Resonanzkreiselementen, d. h. resonante Konverter, ermöglichen den Betrieb mit hohen Schaltfrequenzen der Schaltelemente und damit die Realisierung von im Vergleich zur möglichen Leistungsabgabe relativ kleinvolumigen und leichten Geräten. Bei der Verwendung resonanter Konverter wird insbesondere auch ein sogenannter ZVS-Betrieb (Zero Voltage Switching) mit geringem Schaltungsaufwand ermöglicht. ZVS-Betrieb bedeutet hier das Einschalten der Schaltelemente (Überführen in den leitenden Zustand) bei möglichst kleiner Schaltelementspannung, vorzugsweise im Nahbereich von Null Volt. Im ZVS-Betrieb hat das Schaltungsgebilde mit den Resonanzkreiselementen eine von der Seite der Schaltelemente aus betrachtet induktive Eingangsimpedanz. Im Fall eines ZVS-Betriebs werden üblicherweise MOSFET- Transistoren als Schaltelemente verwendet. Bei derartig realisierten Konvertern ist der Betrieb mit kapazitiver Last zu vermeiden. Ein solcher Konverterbetrieb führt zu erhöhten Schaltverlusten und kann sogar die Zerstörung der Konverterschaltelemente bewirken. Deshalb ist es bekannt, bei derartigen lastresonanten Konvertern Mittel zur Bestimmung der Art der Konverterlast (induktiv oder kapazitiv) vorzusehen.Such load-resonant converters are preferably switched-mode power supplies that are used for DC voltage supply for a load connected to the output of the switching power supply serve. In the case of switching power supplies of this type, there is first a contact on the input side AC voltage rectified to obtain a converter input DC voltage. However, the invention is also intended to relate to converters on the input side of which one DC voltage is supplied directly from a DC voltage source. Is also a Use of such a converter for the operation of gas discharge lamps possible. The DC input voltage is generated by means of a switching element Bridge circuit chopped. The chopped DC voltage becomes a circuit structure with resonance circuit elements, d. H. with inductive and capacitive Reactive resistance components fed so that in the circuit structure when operating in an approximately sinusoidal alternating current flows in the vicinity of the resonance frequency. At least one inductive and at least one capacitive resonant circuit element must be to be available. Output side of the circuit structure and thus the output side of the A load can be connected to the converter. By adjusting the switching frequency will adapt to load changes and input voltage fluctuations performed. Converter with resonant circuit elements, d. H. resonant converter, enable operation with high switching frequencies of the switching elements and thus the Realization of relatively small volume and compared to the possible power output light devices. When using resonant converters, in particular, a So-called ZVS operation (Zero Voltage Switching) with little switching effort enables. ZVS operation here means switching on the switching elements (transfer to the conductive state) with the smallest possible switching element voltage, preferably in  Close range of zero volts. In ZVS operation, the circuit structure with the Resonance circuit elements one viewed from the side of the switching elements inductive Input impedance. In the case of ZVS operation, MOSFET Transistors used as switching elements. In the case of converters implemented in this way, the Avoid operation with capacitive load. Such a converter operation leads to increased Switching losses and can even destroy the converter switching elements. It is therefore known to use means for determining such load-resonant converters the type of converter load (inductive or capacitive).

Aus der EP 0 430 358 A1 ist eine Konverterschaltungsanordnung für Gasentladungs­ lampen bekannt, bei der eine derartige Bestimmung der Art der Konverterlast vorgesehen ist. Die Schaltungsanordnung enthält eine Halbbrücke mit Schaltelementen zum Zerhacken einer Gleichspannung. An der Ausgangsseite der Halbbrücke ist ein Schaltungsgebilde mit Resonanzkreiselementen angeordnet, das zur Spannungsversorgung einer Entladungslampe dient. Auch hier soll ein Betrieb mit kapazitiver Konverterbelastung vermieden werden. Dazu wird die Phasendifferenz zwischen der dem Schaltungsgebilde zugeführten Spannung und dem in das Schaltungsgebilde fließenden Stromes indirekt durch Überwachung des in das Schaltungsgebilde fließenden Stromes überwacht.EP 0 430 358 A1 describes a converter circuit arrangement for gas discharge known lamps in which such a determination of the type of converter load is provided is. The circuit arrangement contains a half bridge with switching elements for Chopping a DC voltage. At the exit side of the half bridge is a Circuitry arranged with resonant circuit elements, for power supply serves as a discharge lamp. Operation with capacitive converter loading is also intended here be avoided. To do this, the phase difference between that of the circuit structure supplied voltage and the current flowing into the circuit structure indirectly monitored by monitoring the current flowing into the circuit structure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs genannten Konverter eine weitere mit möglichst wenig Schaltungsaufwand und möglichst wenig Messverlusten umzusetzende Art der Überwachung der Konverterlast vorzuschlagen.The invention is based on the object in the converter mentioned at the beginning others with as little switching effort and as little measurement loss as possible propose the type of converter load monitoring to be implemented.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass vorgesehen ist, während einer Totzeitphase die Ableitung der an einem Schaltelement anliegenden Spannung zu ermitteln, und mit Hilfe der ermittelten Ableitung zu ermitteln, ob eine induktive oder kapazitve Konverterlast vorliegt.The object is achieved in that the is provided during a dead time phase Derive the voltage applied to a switching element, and with the help the determined derivation to determine whether an inductive or capacitive converter load is present.

Alternativ ist es auch möglich, einen zeitlichen Mittelwert für den Betrag der Ableitung der an einem Schaltelement anliegenden Spannung zu ermitteln und diesen zum Vergleich heranzuziehen. Aufwendige Phasendifferenzmessungen werden auf diese Weise vermieden. Es sind keine mit Verlusten verbundenen Strommessungen erforderlich. Die Messung/Auswertung der Ableitung einer Spannung ist mittels integrierter Schaltkreise leicht zu realisieren. Gegebenenfalls kann bei unerwünschter Konverterbelastungsart beispielsweise der normale Konverterbetrieb abgebrochen und eine neue Startsequenz eingeleitet werden.Alternatively, it is also possible to use a time average for the amount of the derivative to determine the voltage applied to a switching element and this for comparison to use. In this way, complex phase difference measurements are avoided. No loss of current measurements are required. The  Measurement / evaluation of the derivation of a voltage is by means of integrated circuits easy to implement. If necessary, with an undesired type of converter load For example, normal converter operation was aborted and a new start sequence be initiated.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswertung der Ableitung der an einem Schaltelement anliegenden Spannung für jede Totzeitphase vorgesehen ist und der Vergleich mit dem Schwellenwert vor jedem Einschalten eines der Schaltelemente erfolgt, d. h. es wird eine Zyklus-für-Zyklus-Überwachung der Art der Konverterbelastung durchgeführt. Der Zeitraum bis zur Erkennung eines nicht gewünschten Konverterbetriebszustandes wird auf diese Weise möglichst klein gehalten.In one embodiment of the invention it is provided that the derivation is evaluated the voltage applied to a switching element is provided for each dead time phase and the comparison with the threshold value before switching on one of the switching elements done, d. H. it becomes cycle-by-cycle monitoring of the type of converter load carried out. The period of time until the detection of an unwanted The converter operating state is kept as small as possible in this way.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine entsprechend ausgeführte Steuereinheit, insbesondere einen integrierten Schaltkreis, zur Steuerung mindestens eines der Konverterschaltelemente.The invention also relates to a correspondingly designed control unit, in particular an integrated circuit for controlling at least one of the Converter switching elements.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings explained. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Schaltungsanordnung mit einem resonanten Konverter, Fig. 1 is a block diagram for a circuit arrangement including a resonant converter,

Fig. 2 die Schaltungsstruktur eines erfindungsgemäßen resonanten Konverters, Fig. 2 shows the circuit structure of a resonant converter according to the invention,

Fig. 3 Zeitverläufe für einen induktiven Lastfall, Fig. 3 a time chart for an inductive load,

Fig. 4 Zeitverläufe für einen kapazitiven Lastfall, Fig. 4 time curves for a capacitive load,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltungsanordnung zur Schaltelementsteuerung, Fig. 5 is a block diagram of a control circuit for controlling the switching element,

Fig. 6 eine Übertragungsfunktion als Funktion der Frequenz für einen konstanten Lastwiderstand und Fig. 6 shows a transfer function as a function of frequency for a constant load resistance and

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Konverterbetriebs. Fig. 7 is a flow chart for explaining a converter operation according to the invention.

Das in Fig. 1 gezeigte Blockschaltbild zeigt einen lastresonanten Konverter - hier ein Schaltnetzteil - mit einem Schaltungsblock 1 zum Umsetzen einer Eingangsgleichspannung U1 in eine Ausgangsspannung U2 - hier eine Gleichspannung -, die zur Versorgung einer durch einen Block 3 dargestellten Last dient. Die Eingangsspannung U1 wird hier in der bei Schaltnetzteilen üblichen Weise durch Gleichrichtung einer Wechselspannung eines Wechselspannungsnetzes erzeugt.The block diagram shown in FIG. 1 shows a load-resonant converter - here a switched-mode power supply - with a circuit block 1 for converting a DC input voltage U1 into an output voltage U2 - here a DC voltage - which is used to supply a load represented by a block 3 . The input voltage U1 is generated here in the manner customary for switched-mode power supplies by rectifying an AC voltage of an AC voltage network.

Fig. 2 zeigt in detaillierterer Weise die wesentlichen Elemente des Konverters nach Fig. 1. Die Eingangsgleichspannung U1 liegt hier an einer Halbbrücke aus in Reihe geschalteten Schaltelementen S1 und S2 an, die die Gleichspannung U1 zerhacken. Die Schaltelemente S1 und S2 sind im vorliegenden Fall MOSFET-Transistoren, die sogenannte Body-Dioden D1 und D2 aufweisen, die jeweils als antiparallel zum entsprechenden Schaltelement S1 beziehungsweise S2 liegende Diode dargestellt sind. Die Schaltelemente S1 und S2 werden von einer Steuereinheit 4 gesteuert, die hierzu auch die an den Schaltelementen S1 und S2 abfallenden Spannungen US1 und US2 mißt und auswertet. Für jedes Schaltelement enthält die Steuereinheit 4 jeweils eine eigene Steuerschaltung, wobei eine erste Steuerschaltung 10 zur Steuerung des Schaltelements S1 und eine zweite Steuerschaltung 10' zur Steuerung des Schaltelements S2 dient. Die Steuereinheit 4 kann beispielsweise zusammen mit den Steuerschaltungen 10 und 10' auf einem einzigen integrierten Schaltkreis (IC) realisiert werden. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuerschaltungen 10 und 10' durch eine einzige Steuerschaltung zu realisieren und dann durch Multiplexen der Spannungen US1 bzw. US2 Steuerschaltungsteile (insbesondere die Funktionsblöcke 11, 12, 14, 15, 16 und 17 in Fig. 5) doppelt zu nutzen. Die Steuerschaltungen 10 und 10' können aber ebenso mittels separater ICs realisiert werden. Mit Hilfe der Steuereinheit 4 bzw. der Steuerschaltungen 10 und 10' wird eine automatische Adaption der Länge von Totzeitphasen sichergestellt, was im folgenden noch näher erläutert wird. FIG. 2 shows the essential elements of the converter according to FIG. 1 in a more detailed manner . The input DC voltage U1 is applied here to a half bridge of switching elements S1 and S2 connected in series, which chop the DC voltage U1. In the present case, the switching elements S1 and S2 are MOSFET transistors which have so-called body diodes D1 and D2, which are each shown as a diode lying antiparallel to the corresponding switching element S1 or S2. The switching elements S1 and S2 are controlled by a control unit 4 , which for this purpose also measures and evaluates the voltages U S1 and U S2 dropping at the switching elements S1 and S2. The control unit 4 contains a separate control circuit for each switching element, a first control circuit 10 serving to control the switching element S1 and a second control circuit 10 'serving to control the switching element S2. The control unit 4 can be implemented, for example, together with the control circuits 10 and 10 'on a single integrated circuit (IC). In particular, it is also possible to implement the control circuits 10 and 10 ′ by means of a single control circuit and then by multiplexing the voltages U S1 or U S2 control circuit parts (in particular the function blocks 11 , 12 , 14 , 15 , 16 and 17 in FIG. 5 ) to be used twice. The control circuits 10 and 10 'can also be implemented by means of separate ICs. With the help of the control unit 4 or the control circuits 10 and 10 ', an automatic adaptation of the length of dead time phases is ensured, which will be explained in more detail below.

Parallel zum Schaltelement S2 ist eine Kapazität Cp eingezeichnet, an der beim Betrieb des Konverters 1 eine zerhackte Gleichspannung U3 abfällt. Die Kapazität Cp faßt insbe­ sondere die parasitären Kapazitäten der Schaltelemente S1 und S2 zusammen, wenn diese - wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel - als MOSFET-Transistoren realisiert sind. Die Kapazität Cp kann aber auch noch weitere zusätzliche Kondensatoren erfassen. Die zer­ hackte Gleichspannung U3 wird einem Schaltungsgebilde 5 zugeführt, das Resonanz­ kreiselemente enthält und eine Ausgangsgleichspannung U2 erzeugt. Als Resonanzkreis­ elemente enthält das Schaltungsgebilde 5 im vorliegenden Fall eine Kapazität Cr und eine Induktivität Lr, die in Reihe geschaltet sind. Zwischen der Reihenschaltung aus der Kapa­ zität Cr und der Induktivität Lr und der Kapazität Cp liegt in Richtung des Konverter­ ausgangs eine Gleichrichteranordnung G, die einen durch die Resonanzkreiselemente Cr und Lr fließenden Strom I gleichrichtet und wie üblich eine ausgangsseitig angeordnete Glättungskapazität C zuführt, an der die Ausgangsgleichspannung U2 abgreifbar ist. In Fig. 2 liegt die Ausgangsgleichspannung U2 an einer Last R an, die hier als Ohmscher Widerstand dargestellt ist. Grundsätzlich könnte der Konverter 1 aber auch zur Lieferung einer Wechselspannung anstelle einer Gleichspannung dienen. In einem solchen Fall wäre eine Gleichrichtung durch eine Gleichrichteranordnung und einen Glättungskondensator nicht erforderlich und die Ausgangsspannung wäre gleich der in der Ausführungsform nach Fig. 2 an der Gleichrichteranordnung 6 abfallenden Wechselspannung.In parallel with the switching element S2, a capacitance Cp is shown, at which a chopped DC voltage U3 drops during operation of the converter 1 . The capacitance Cp summarizes in particular the parasitic capacitances of the switching elements S1 and S2 when they are implemented as MOSFET transistors, as in the present exemplary embodiment. The capacitance Cp can also detect other additional capacitors. The zer chopped DC voltage U3 is supplied to a circuit structure 5 which contains resonance circuit elements and generates an output DC voltage U2. As a resonant circuit elements, the circuit structure 5 in the present case contains a capacitance Cr and an inductance Lr, which are connected in series. Between the series connection of the capacitance Cr and the inductance Lr and the capacitance Cp there is a rectifier arrangement G in the direction of the converter output, which rectifies a current I flowing through the resonance circuit elements Cr and Lr and, as usual, supplies a smoothing capacitance C arranged on the output side to which the output DC voltage U2 can be tapped. In FIG. 2, the DC output voltage U2 is applied to a load R, which is shown here as an ohmic resistance. In principle, the converter 1 could also be used to supply an AC voltage instead of a DC voltage. In such a case, rectification by means of a rectifier arrangement and a smoothing capacitor would not be required and the output voltage would be equal to the alternating voltage dropping across the rectifier arrangement 6 in the embodiment according to FIG. 2.

Die Eingangsgleichspannung U1 wird durch abwechselndes Einschalten (Überführen in den leitenden Zustand) und Ausschalten (Überführen in den sperrenden Zustand) der Schaltelemente S1 und S2 in die zerhackte Gleichspannung U3 umgesetzt. Ist der Schalter S1 eingeschaltet, so ist der Schalter S2 ausgeschaltet. Ist der Schalter S2 eingeschaltet, so ist der Schalter S1 ausgeschaltet. Zwischen dem Ende einer Einschaltphase des Schalters S1 und dem Beginn einer Einschaltphase von S2 liegt jeweils eine Totzeitphase, in der beide Schaltelemente S1 und S2 ausgeschaltet sind. Zwischen einem Ende einer Einschaltphase des Schaltelementes S2 und dem Beginn der nachfolgenden Einschaltphase des Schalt­ elementes S1 liegt ebenfalls eine solche Totzeitphase. Durch Vorsehen solcher Totzeit­ phasen wird ein ZVS-Betrieb (ZeroVoltage Switching) ermöglicht. Durch Anpassung der Schaltfrequenz wird eine konstante Ausgangsspannung auch bei Lastschwankungen und Schwankungen der Eingangsspannung sichergestellt.The DC input voltage U1 is switched on alternately (transfer to the conductive state) and switching off (converting into the blocking state) of the Switching elements S1 and S2 implemented in the chopped DC voltage U3. Is the switch S1 switched on, switch S2 is switched off. If switch S2 is switched on, then switch S1 turned off. Between the end of a switch-on phase of switch S1 and the start of a switch-on phase of S2 is a dead time phase in which both Switching elements S1 and S2 are switched off. Between the end of a switch-on phase of the switching element S2 and the beginning of the subsequent switch-on phase of the switching element S1 is also such a dead time phase. By providing such dead time phases, ZVS operation (ZeroVoltage Switching) is made possible. By adjusting the Switching frequency becomes a constant output voltage even with load fluctuations and Fluctuations in the input voltage ensured.

Das obere der drei in Fig. 3 dargestellten Diagramme stellt die Differenz |UG1|-|UG2| des Betrages der am Schaltelement S1 anliegenden Steuerspannung U01 und des Betrages der am Schaltelement S2 anliegenden Steuerspannung UG2 dar, und zwar im vorliegenden Ausführungsbeispiel für den Fall, dass nur positive Steuerspannungen UG1 und UG2 vorhanden sind. Die als Steuersignal zur Steuerung der Schaltelemente S1 und S2 dienenden Steuerspannungen stellen entsprechende Gate-Spannungen der MOSFET- Transistoren dar. Ist die aufgetragene Differenz der Beträge der Steuerspannungen gleich Null, liegt eine Totzeitphase vor, die jeweils mit Ttot bezeichnet ist. Ist durch Anlegen einer geeigneten Steuerspannung UG1 an den Steuereingang des Schaltelements S1 dieses in seinen eingeschalteten Zustand versetzt, liegen die mit Ton (S1) bezeichneten Zeiträume vor. In diesen Zeiträumen ist die Steuerspannung UG2 gleich Null und damit das Schaltelement S2 ausgeschaltet. Die Zeiträume, in denen das Schaltelement S2 eingeschaltet ist, und sich das Schaltelement S1 im ausgeschalteten Zustand befindet, sind mit Ton (S2) bezeichnet. Während dieser Zeiträume wird dem Steuereingang des Schaltelements S2 eine von Null verschiedene und das Einschalten des Schaltelements S2 bewirkende Steuerspannung UG2 zugeführt. Innerhalb dieser Zeiträume ist die Steuer­ spannung UG1 gleich Null. Das mittlere Diagramm in Fig. 3 zeigt den Zeitverlauf des durch die Resonanzkreiselemente Cr und Lr fließenden Stroms. Schließlich ist im unteren Diagramm von Fig. 3 der Zeitverlauf, der an der parasitären Kapazität Gp anliegenden Spannung U3 dargestellt. Die Zeitachsen der drei Diagramme mit der aufgetragenen Zeit t haben alle den gleichen Maßstab.The upper of the three diagrams shown in FIG. 3 represents the difference | U G1 | - | U G2 | represents the amount of the control voltage U01 applied to the switching element S1 and the amount of the control voltage U G2 applied to the switching element S2, in the present exemplary embodiment for the case that only positive control voltages U G1 and U G2 are present. The control voltages serving as the control signal for controlling the switching elements S1 and S2 represent corresponding gate voltages of the MOSFET transistors. If the applied difference in the amounts of the control voltages is equal to zero, there is a dead time phase, which is denoted in each case by T tot . If, by applying a suitable control voltage U G1 to the control input of the switching element S1, the switching element is switched to its switched-on state, the time periods denoted by T on (S1) are present. In these periods, the control voltage U G2 is zero and thus the switching element S2 is switched off. The periods in which the switching element S2 is switched on and the switching element S1 is in the switched-off state are denoted by T on (S2). During these periods, the control input of the switching element S2 is supplied with a control voltage U G2 which is different from zero and which causes the switching element S2 to be switched on. Within these periods, the control voltage U G1 is zero. The middle diagram in FIG. 3 shows the time profile of the current flowing through the resonance circuit elements Cr and Lr. Finally, the time curve of the voltage U3 present at the parasitic capacitance Gp is shown in the lower diagram in FIG. 3. The time axes of the three diagrams with the plotted time t all have the same scale.

Im folgenden wird beispielhaft der Wechsel zwischen den Ein- und Ausschaltzuständen der Schaltelemente S1 und S2 erläutert, an denen die Vorgänge beim Wechsel zwischen den einzelnen Schaltzyklen verdeutlicht werden. Zum Zeitpunkt t0 wird die Steuerspannung UG2 auf Null gesetzt, um ein Ausschalten des Schaltelements S2 zu bewirken. Dies führt zu einem Entladevorgang an der Gate-Elektrode des zur Realisierung des Schaltelementes S1 dienenden MOSFET-Transistors. Bis zum Abschluß dieses Entladevorganges ist das Schaltelement S2 allerdings noch leitend, so dass der zu diesem Zeitpunkt negative Strom I noch durch das Schaltelement S2 fließt. Ab dem Zeitpunkt t1 ist das Schaltelement S2 schließlich ausgeschaltet, so dass durch dieses kein Strom mehr fließen kann. Der aufgrund der in der Induktivität Lr gespeicherten Energie weiterfließende Strom I bewirkt nun ab dem Zeitpunkt t1 ein Aufladen der Kapazität Cp und damit ein Ansteigen der Spannung U3. Zum Zeitpunkt t2 hat die Spannung U3 schließlich den Wert der Eingangsgleich­ spannung U1 erreicht, so dass die Diode D1 zu leiten beginnt. Ab diesem Zeitpunkt ist ein Einschalten des Schaltelementes S1 unter einer Schaltelementspannung US1 von nahezu 0 Volt (ZVS bei der Diodendurchlaßspannung) sichergestellt. Vor dem Einschalten des Schaltelements S1 müssen zwei Kriterien erfüllt sein: einerseits muß zu Beginn der Totzeitphase der vorgegebene Schwellenwert Uth überschritten worden sein (d. h., die Last muß induktiv sein) und andererseits muß die Totzeit Ttot abgelaufen sein. In the following, the change between the on and off states of the switching elements S1 and S2 is explained as an example, on which the processes during the change between the individual switching cycles are illustrated. At time t0, the control voltage U G2 is set to zero in order to cause the switching element S2 to be switched off. This leads to a discharge process at the gate electrode of the MOSFET transistor used to implement the switching element S1. However, until this discharge process is complete, the switching element S2 is still conductive, so that the current I, which is negative at this point in time, still flows through the switching element S2. From time t1, switching element S2 is finally switched off, so that current can no longer flow through it. The current I, which continues to flow due to the energy stored in the inductance Lr, now causes the capacitance Cp to be charged from the time t1 and thus the voltage U3 to rise. At time t2, the voltage U3 has finally reached the value of the input DC voltage U1, so that the diode D1 begins to conduct. From this point on, switching-on of the switching element S1 is ensured under a switching element voltage U S1 of almost 0 volts (ZVS at the diode forward voltage). Before switching on the switching element S1, two criteria must be met: on the one hand, the predetermined threshold value U th must have been exceeded at the beginning of the dead time phase (ie, the load must be inductive) and, on the other hand, the dead time T dead must have elapsed.

Kurze Zeit nach dem Zeitpunkt t2 - zum Zeitpunkt t4 - wird das Schaltelement S1 durch Anlegen einer entsprechenden Steuerspannung UG2 eingeschaltet. Damit ist ein Zeitraum Ton (S1) mit eingeschaltetem Schaltelement S1 und ausgeschaltetem Schaltelement S2 eingeleitet.A short time after the time t2 - at the time t4 - the switching element S1 is switched on by applying a corresponding control voltage U G2 . A period T on (S1) is thus initiated with switching element S1 switched on and switching element S2 switched off.

Zum Zeitpunkt t5 wird die Beendigung dieses Zeitraumes Ton (S1) eingeleitet, indem die Steuerspannung UG1 auf Null gesetzt wird. Dies führt wiederum zu einem Entladevorgang an der Gate-Elektrode des zur Realisierung des Schaltelements S1 dienenden MOSFET- Transistors. Zum Zeitpunkt t6 ist dieser Entladevorgang soweit abgeschlossen, dass das Schahelement S1 zu sperren beginnt, das heißt in den ausgeschalteten Zustand übergeht, so dass der zu diesem Zeitpunkt positive Strom I zum Entladen der Kapazität Cp und damit zum Abfallen der Spannung U3 führt. Zum Zeitpunkt t7 hat die Spannung U3 den Wert Null erreicht, so dass ab diesem Zeitpunkt die Diode D2 zu leiten beginnt und das Schaltelement S2 unter einer Schalterspannung US2 von nahezu 0 Volt (bei der Diodendurchlaßspannung) eingeschaltet werden kann, was kurze Zeit später nach dem Anlegen einer entsprechenden Steuerspannung UG2 zum Zeitpunkt t9 auch geschieht. Ab diesem Zeitpunkt beginnt ein Zeitraum Ton (S2), in dem das Schaltelement S2 einge­ schaltet und das Schaltelement S1 ausgeschaltet ist.At time t5, the end of this period T on (S1) is initiated by setting the control voltage U G1 to zero. This in turn leads to a discharge process at the gate electrode of the MOSFET transistor used to implement the switching element S1. At the time t6, this discharge process is completed to such an extent that the shah element S1 begins to lock, that is to say changes to the switched-off state, so that the current I positive at this time leads to the discharge of the capacitance Cp and thus to a drop in the voltage U3. At time t7, the voltage U3 has reached the value zero, so that from this point in time the diode D2 begins to conduct and the switching element S2 can be switched on under a switch voltage U S2 of almost 0 volts (at the diode forward voltage), a short time later the application of a corresponding control voltage U G2 at time t9 also happens. From this point in time, a period T on (S2) begins in which the switching element S2 is switched on and the switching element S1 is switched off.

Sowohl zwischen den Zeitpunkten t0 und t4 als auch zwischen den Zeitpunkten t5 und t9 liegt jeweils eine sogenannte Totzeitphase Ttot vor, während der jeweils sowohl die Steuer­ spannung UG1 als auch die Steuerspannung UG2 gleich Null sind und somit als Ausschalt­ steuersignale wirkende Steuerspannungen vorliegen. Die Totzeitphasen Ttot sind hier so eingestellt, dass ein ZVS-Betrieb möglich ist. Im I(t)-Diagramm stellen die schraffierten Flächen ein Maß für die zur Verfügung stehende Energie zum Umladen der Kapazität Cp dar. Im in Fig. 3 dargestellten Fall ist die zur Verfügung stehende Energie im ausreichenden Maße vorhanden.Both between the times t0 and t4 and between the times t5 and t9 there is a so-called dead time phase T tot , during which both the control voltage U G1 and the control voltage U G2 are equal to zero and thus control voltages acting as switch-off control signals are present . The dead time phases T tot are set here so that ZVS operation is possible. In the I (t) diagram, the hatched areas represent a measure of the energy available for reloading the capacitance Cp. In the case shown in FIG. 3, the energy available is available to a sufficient extent.

Der mit den in Fig. 3 dargestellten Zeitverläufen dargestellte Betriebszustand stellt beispielhaft einen induktiven Lastfall dar, d. h. der Strom I eilt gegenüber der ersten Harmonischen der Spannung U3 nach. In einem solchen Betriebszustand ist ein ZVS- Betrieb (Zero Voltage Switching) des Konverters 1 möglich.The operating state shown with the time profiles shown in FIG. 3 represents, for example, an inductive load case, ie the current I lags behind the first harmonic of the voltage U3. In such an operating state, ZVS operation (zero voltage switching) of converter 1 is possible.

Fig. 4 zeigt im Gegensatz dazu beispielhaft entsprechende Zeitverläufe für einen kapazitiven Lastfall. In einem solchen Betriebszustand eilt der Strom I gegenüber der ersten Harmonischen der Spannung U3 vor. Im kapazitiven Lastfall ist ein ZVS-Betrieb des Konverters 1 nicht mehr möglich. Zum Zeitpunkt t0 in Fig. 4 wird das Schaltelement S2 ausgeschaltet. Dabei ist der Strom I positiv, so dass ein allmähliches Aufladen der Kapazität Cp bis auf die Spannung U1 (wie im Fall gemäß Fig. 3 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2) durch den durch die in der Induktivität Lr gespeicherte Energie stetig weiter­ getriebenen Strom I nicht möglich ist. Die Spannung U3 wird in diesem Fall zum Zeitpunkt t4, an dem das Schaltelement S1 eingeschaltet wird, abrupt vom Wert Null auf den Wert U1 erhöht, d. h. beim Einschalten von S1 liegt an diesem Schaltelement noch die volle Spannung in Höhe von U1 an. Entsprechend erfolgt auch das Einschalten des Schaltelements S2 im kapazitiven Lastfall nicht spannungslos, denn zum Zeitpunkt t9, an dem das Schaltelement S2 eingeschaltet wird, hat die Spannung U3 noch den Wert U1 und wird abrupt auf den Wert Null abgesenkt. Da im kapazitiven Lastfall hohe Schaltverluste (entsprechend großen Werten für das Produkt aus dem Strom I und der Schaltelementspannungen US1 bzw. US2 zu den Zeitpunkten t4 bzw t9) in den hier als MOSFET-Transistoren ausgeführten Schaltelementen S1 und S2 entstehen, die sogar zur Zerstörung der Schaltelemente führen können, ist dieser Betriebszustand zu vermeiden. Wie dies geschieht, wird später anhand von Fig. 7 noch näher erläutert. In contrast, FIG. 4 shows, by way of example, corresponding time profiles for a capacitive load case. In such an operating state, the current I leads the first harmonic of the voltage U3. In the capacitive load case, ZVS operation of converter 1 is no longer possible. Switching element S2 is switched off at time t0 in FIG. 4. The current I is positive, so that a gradual charging of the capacitance Cp up to the voltage U1 (as in the case according to FIG. 3 between the times t1 and t2) by the current I continuously driven by the energy stored in the inductor Lr not possible. In this case, the voltage U3 is abruptly increased from the value zero to the value U1 at the time t4 at which the switching element S1 is switched on, ie when S1 is switched on, the full voltage of U1 is still present at this switching element. Correspondingly, the switching element S2 is not switched on without voltage in the capacitive load case, because at time t9, at which the switching element S2 is switched on, the voltage U3 still has the value U1 and is abruptly reduced to the value zero. Since, in the capacitive load case, high switching losses (correspondingly large values for the product of the current I and the switching element voltages U S1 and U S2 at times t4 and t9) occur in the switching elements S1 and S2, which are designed here as MOSFET transistors, and are even used for This operating state must be avoided if the switching elements can be destroyed. How this is done will be explained in more detail later with reference to FIG. 7.

Fig. 5 zeigt die Grundstruktur der zur Steuerung des Schaltelementes S1 dienenden Steuerschaltung 10 als Blockschaltbild. Die Steuerschaltung 10 weist durch einen Funktionsblock 14 zusammengefaßte Schaltungsteile auf, die während der den Einschaltphasen Ton (S1) unmittelbar vorausgehenden Totzeitphasen Ttot vorliegenden Differenzenquotienten (d. h. die Ableitung) der Schaltelementspannung US1 bestimmt und diesen einer Vergleichsvorrichtung 15 zuführt, die den Differenzenquotienten dUS1/dt mit einem Schwellenwert Uth, vergleicht. Beim Erreichen des Schwellenwertes Uth wird einer logischen "Eins" entsprechendes Setzsignal an das ODER-Gatter 13 gegeben. Fig. 5 shows the basic structure of the components used to control the switching element S1 control circuit 10 as a block diagram. The control circuit 10 has circuit parts combined by a function block 14 , which determines the difference quotient (ie, the derivative) of the switching element voltage U S1 present during the dead time phases T tot immediately preceding the switch- on phases T on (S1) and feeds it to a comparison device 15 which supplies the difference quotient dU S1 / dt with a threshold value U th . When the threshold value U th is reached, a set signal corresponding to a logic "one" is sent to the OR gate 13 .

Darüber hinaus enthält die Steuerschaltung 10 noch einen Zeitgebet 16, der jeweils zu Beginn einer Totzeitphase Ttot, die einer Einschaltphase Ton (S1) unmittelbar vorausgeht, startet und ein entsprechendes Zeitsignal an eine Vergleichsvorrichtung 17 gibt, die dieses zugeführte Zeitsignal mit einer vorgebbaren Totzeitphasenlänge Ttot, vergleicht. Beim Erreichen dieser Totzeitphasenlänge Ttot liefert die Vergleichsvorrichtung 17 ein einer logischen "Eins" entsprechendes Setzsignal an das ODER-Gatter 13.In addition, the control circuit 10 also contains a time prayer 16 , which starts at the beginning of a dead time phase T tot , which immediately precedes a switch- on phase T on (S1), and sends a corresponding time signal to a comparison device 17 , which supplies this supplied time signal with a predefinable dead time phase length T dead , compares. When this dead time phase length T tot is reached , the comparison device 17 supplies a set signal corresponding to a logic “one” to the OR gate 13 .

Liefert der Ausgang des ODER-Gatters 13 eine logische "Eins", bewirkt dies die Einleitung einer Einschaltphase Ton (S1) beziehungsweise das Ende der entsprechenden vorausgehen­ den Totzeitphase Ttot. Liegt am Ausgangs des ODER Gatters 13 eine logische "Eins" an, wird der Zeitgeber 16 zurückgesetzt und durch einen Funktionsblock 18 zusammengefaßte Schaltungsmittel bewirken für eine vorgebbare Einschaltzeit Ton (S1) die Abgabe eines als Einschaltsignal wirkenden Steuersignals UG1 an den Steuereingang des Schaltelementes S1. Weiterhin faßt der Funktionsblock 18 Schaltungsmittel zusammen, die nach dem Ende einer Einschaltphase Ton (S2) die Meß- und Auswertevorrichtungen im Funktionsblock 14 und den Zeitgeber 16 aktiviert. Ein entsprechendes Aktivierungssignal, das als Enable- Signal für die Meß- und Auswertevorrichtungen des Funktionsblocks 14 und als Trigger- Signal des Zeitgebers 16 dient, wird zu diesem Zeitpunkt von dem Funktionsblock 18 jeweils an die Funktionsblöcke 14 und 16 gegeben. Dies geschieht zu dem Zeitpunkt, zu dem am Ende einer Einschaltphase Ton (S2) dem Funktionsblock 18 ein Signal 19 zugeführt wird, das von einer wie die Steuerschaltung 10 aufgebauten zweiten Steuerschaltung 10', die zur Steuerung des Schaltelementes S2 dient, erzeugt wird. Dementsprechend erzeugt auch der Funktionsblock 18 bzw. die Steuerschaltung 10 ein entsprechendes Signal 20 am Ende einer Einschaltphase Ton (S1) an die korrespondierende zweite Steuerschaltung 10'.If the output of the OR gate 13 supplies a logic "one", this causes the initiation of a switch- on phase T on (S1) or the end of the corresponding preceding dead time phase T tot . If a logic "one" is present at the output of the OR gate 13 , the timer 16 is reset and circuit means combined by a function block 18 cause a control signal U G1 acting as a switch-on signal to be delivered to the control input of the switching element for a switch-on time T on (S1) S1. Furthermore, the function block 18 summarizes circuit means which, after the end of a switch-on phase T on (S2), activates the measuring and evaluation devices in the function block 14 and the timer 16 . A corresponding activation signal, which serves as an enable signal for the measuring and evaluation devices of the function block 14 and as a trigger signal of the timer 16 , is at this time given by the function block 18 to the function blocks 14 and 16, respectively. This happens at the time at which the end of a switch-on time T on (S2) to the function block 18, a signal is supplied to 19, constructed from a as the control circuit 10 the second control circuit 10 ', which serves to control the switching element S2 is generated. Accordingly, the function block 18 or the control circuit 10 also generates a corresponding signal 20 at the end of a switch-on phase T on (S1) to the corresponding second control circuit 10 '.

Fig. 6 zeigt eine Übertragungsfunktion A(f), die den Verlauf des Quotienten U2/U3 in Abhängigkeit von der Frequenz f zeigt. Bei der Resonanzfrequenz fr des Konverters 1, die im wesentlichen durch die Kapazität Cr und die Induktivität Lr bestimmt wird, hat die Übertragungsfunktion A(f) ihr Maximum. Bei Frequenzen f kleiner als fr (Bereich I) liegt der kapazitive Lastfall vor. Frequenzen größer als fr (Bereich II) entsprechen dagegen Konverterbetriebszuständen mit induktiver Konverterbelastung. Der Konverter ist dementsprechend bei Frequenzen f oberhalb der Resonanzfrequenz fr zu betreiben. Aus Fig. 6 wird ersichtlich, dass der kapazitive Betriebsfall (Bereich I) auch deshalb zu vermeiden ist, weil die üblicherweise verwendeten Regelungsmechanismen zur Regelung der Konverterausgangsspannung U2 nicht mehr greifen. Denn im Bereich I nimmt im Gegensatz zum Bereich II der Wert von A(f) mit abnehmender Frequenz ab, so dass anstelle einer Gegenkopplung wie im Bereich I (steigende Werte von A(f) mit abnehmender Frequenz f) eine Mitkopplung vorliegt, die eine Regelung der Ausgangsspannung U2 verhindert. Fig. 6 shows a transfer function A (f) which shows the course of the quotient U2 / U3 in function of the frequency f. The transfer function A (f) has its maximum at the resonance frequency f r of the converter 1 , which is essentially determined by the capacitance Cr and the inductance Lr. The capacitive load case exists at frequencies f less than f r (range I). Frequencies greater than f r (area II), on the other hand, correspond to converter operating states with inductive converter loading. Accordingly, the converter is to be operated at frequencies f above the resonance frequency f r . From FIG. 6 it can be seen that the capacitive mode of operation (area I) should also be avoided because the control mechanisms normally used for regulating the converter output voltage U2 no longer apply. Because in area I, in contrast to area II, the value of A (f) decreases with decreasing frequency, so that instead of negative feedback as in area I (increasing values of A (f) with decreasing frequency f), there is a positive feedback, which is a Regulation of the output voltage U2 prevented.

Das in Fig. 7 dargestellte Flußdiagramm zeigt, wie mittels der Steuereinheit 4 (durch nicht näher dargestellte Schaltungsanordnungen) überwacht wird, ob ein induktiver Lastfall oder ein kapazitiver Lastfall beim Betrieb des Konverters 1 vorliegt. Die Überwachung erfolgt vorzugsweise Zyklus für Zyklus, um eine möglichst lückenlose Überwachung sicherzustellen. Block 30 stellt jeweils eine der aufeinanderfolgenden Einschaltphasen (Ton(S1) oder Ton(S2)) der Schaltelemente S1 und S2 dar. Während einer durch einen Block 31 dargestellten Totzeitphase Ttot wird die Ableitung (Differentialquotient) der an einem Schaltelement anliegenden Spannung ermittelt, insbesondere für jede Totzeitphase und entsprechend vor jedem erneuten Einschalten eines der Schaltelemente S1 oder S2. Aus Fig. 3 und 4 wird ersichtlich, dass bei induktiver Belastung (Fig. 3) der Verlauf dieser Ableitung von dem Verlauf bei kapazitiver Belastung (Fig. 4) während der Zeiträume in den Totzeitphasen, in denen beide Schaltelemente S1 und S2 im nichtleitenden Zustand sind (d. h. beispielsweise hier in den Zeiträumen von t0 bis t4 und von t5 bis t9) abweicht. Dies wird dazu verwendet, zu ermitteln, ob eine induktive oder eine kapazitive Belastung vorliegt. Der Schwellenwert Uth, wird entsprechend auf einen Wert aus dem Bereich zwischen den zu erwartenden Werten der Ableitung der Schaltelementespannungen für induktive bzw. kapazitive Belastung während dieser Zeiträume eingestellt.The flowchart shown in FIG. 7 shows how the control unit 4 monitors (by means of circuit arrangements not shown in more detail) whether there is an inductive load case or a capacitive load case when converter 1 is operating. Monitoring is preferably carried out cycle by cycle in order to ensure that the monitoring is as complete as possible. Block 30 represents one of the successive switch-on phases (T on (S1) or T on (S2)) of the switching elements S1 and S2. During a dead time phase T dead represented by a block 31 , the derivative (differential quotient) of the voltage applied to a switching element becomes determined, in particular for each dead time phase and accordingly before each switching on of one of the switching elements S1 or S2. It can be seen from FIGS. 3 and 4 that with inductive loading ( FIG. 3) the course of this derivative from the course with capacitive loading ( FIG. 4) during the periods in the dead time phases in which both switching elements S1 and S2 are in the non-conductive state are different (ie here in the periods from t0 to t4 and from t5 to t9). This is used to determine whether there is an inductive or a capacitive load. The threshold value U th is correspondingly set to a value from the range between the expected values for the derivation of the switching element voltages for inductive or capacitive loading during these periods.

So kann insbesondere der in den Zeiträumen zwischen t0 und t1 bzw. zwischen t5 und t6 (und den entsprechenden vorausgegangenen und nachfolgenden Zeiträumen) im kapazitiven Lastfall (Fig. 4) vorliegende markante Abfall bzw. Anstieg der Spannung U3 ausgenutzt werden. Dies führt zu einer sehr schnellen Detektion der Art des Lastfalls. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den im induktiven Lastfall (Fig. 3) vorliegenden markanten Anstieg bzw. Abfall der Spannung U3 in den Zeiträumen zwischen t1 und t2 bzw. zwischen t6 und t7 (und den entsprechenden vorausgegangenen und nachfolgenden Zeiträumen) auszuwerten.In particular, the significant drop or rise in the voltage U3 present in the capacitive load case ( FIG. 4) in the periods between t0 and t1 or between t5 and t6 (and the corresponding preceding and subsequent periods). This leads to a very quick detection of the type of load case. Another possibility is to evaluate the marked rise or fall of the voltage U3 in the inductive load case ( FIG. 3) in the periods between t1 and t2 or between t6 and t7 (and the corresponding preceding and subsequent periods).

Um falschen Meßergebnissen aufgrund hochfrequenter Spannungsanteile entgegenzuwirken, wird die gemessene Ableitung insbesondere auch noch tiefpassgefiltert, wobei die Zeitkonstante des Filters klein im Vergleich zur Länge der Totzeitphase sein sollte.Wrong measurement results due to high-frequency voltage components to counteract, the measured derivative is in particular also low-pass filtered, the time constant of the filter being small compared to the length of the dead time phase should.

Alternativ könnte auch anstelle des direkten Vergleichs der Ableitung von Schaltelementspannungen mit einem Schwellenwert Uth ein Vergleich eines Schwellenwertes Uth, mit einem zeitlichen Mittelwert des Betrages der jeweiligen Schaltelementspannung in Totzeitphasenzeiträumen erfolgen. Die Bildung eines zeitlichen Mittelwertes ist mit einer Signalglättung verbunden. Insbesondere wird der Mittelwert für die Zeiträume zwischen t1 und t2 bzw. zwischen t6 und t7 (und den entsprechenden vorausgegangenen und nachfolgenden Zeiträumen) ausgewertet. Der Mittelwert könnte aber auch jeweils für Ausschnitte aus diesen Zeiträumen gebildet werden.Alternatively, instead of directly comparing the derivation of switching element voltages with a threshold value U th, a comparison of a threshold value U th with a time average of the amount of the respective switching element voltage could also take place in dead time phase periods. The formation of an average over time is associated with signal smoothing. In particular, the mean value for the periods between t1 and t2 or between t6 and t7 (and the corresponding preceding and subsequent periods) is evaluated. However, the average could also be formed for sections from these periods.

Beim in Fig. 2 dargestellten Konverter 1 werden beide Schalterspannungen US1 und US2 (= U3) ausgewertet. Die Schalterspannung US1 könnte aber auch indirekt aus der Spannung U1 und der Spannung US2 = U3 als Differenz U1-U3 bestimmt werden.In the converter 1 shown in FIG. 2, both switch voltages U S1 and U S2 (= U3) are evaluated. The switch voltage U S1 could also be determined indirectly from the voltage U1 and the voltage U S2 = U3 as the difference U1-U3.

Wird im durch Block 32 dargestellten Schritt festgestellt, dass der jeweils ermittelte Mittelwert größer als der Schwellenwert Uth ist (Zweig Y), wird der Konverterbetrieb mit der nächsten Einschaltphase Ton fortgesetzt (Block 30). Wird in diesem Schritt jedoch festgestellt, dass der entsprechende Mittelwert kleiner als der Schwellenwert Uth ist (Zweig N), was dem kapazitiven Lastfall entspricht, so wird der Konverternormalbetrieb abgebrochen und insbesondere eine neue Konverterstartsequenz in der üblichen Weise durchgeführt (Block 33).If it is determined in the step represented by block 32 that the mean value determined in each case is greater than the threshold value U th (branch Y), the converter operation is continued with the next switch-on phase T on (block 30 ). However, if it is determined in this step that the corresponding mean value is smaller than the threshold value U th (branch N), which corresponds to the capacitive load case, the converter normal operation is terminated and in particular a new converter start sequence is carried out in the usual way (block 33 ).

Claims (5)

1. Konverter mit Schaltelementen (S1, S2) zum Zerhacken einer Gleichspannung (U1), wobei Einschaltphasen der Schaltelemente (S1, S2) im Wechsel aufeinanderfolgen, und mit einem die zerhackte Gleichspannung (U3) verarbeitenden und zur Lieferung einer Ausgangsspannung (U2) dienenden Schaltungsgebilde (5) mit Resonanzkreiselementen (Cr, Lr), dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, während einer Totzeitphase (Ttot) die Ableitung (dUS1/dt) der an einem Schaltelement anliegenden Spannung (US1) zu ermitteln, und mit Hilfe der ermittelten Ableitung (dUS1/dt) zu ermitteln, ob eine induktive oder kapazitive Konverterlast vorliegt.1. Converter with switching elements (S1, S2) for chopping a DC voltage (U1), with switching phases of the switching elements (S1, S2) alternating with one another, and with one processing the chopped DC voltage (U3) and serving to supply an output voltage (U2) Circuit structure ( 5 ) with resonance circuit elements (Cr, Lr), characterized in that it is provided that during a dead time phase (T tot ) the derivative (dU S1 / dt) of the voltage (U S1 ) applied to a switching element is determined, and with the help the determined derivative (dU S1 / dt) to determine whether there is an inductive or capacitive converter load. 2. Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, die ermittelte Ableitung (dUS1/dt) mit einem Schwellenwert (Ufft) mittels eines Vergleichers (15) zu vergleichen und aus dem Vergleichsergebnis zu ermitteln, ob eine induktive oder kapazitive Konverterlast vorliegt.2. Converter according to claim 1, characterized in that it is provided to compare the determined derivative (dU S1 / dt) with a threshold value (Ufft) by means of a comparator ( 15 ) and to determine from the comparison result whether an inductive or capacitive converter load is present. 3. Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, während einer Totzeitphase (Ttot) einen zeitlichen Mittelwert für den Betrag der Ableitung (dUS1/dt) der an einem Schaltelement anliegenden Spannung (US1) zu ermitteln und mit einem Schwellenwert (Uth) mittels eines Vergleichers (15) zu vergleichen und aus dem Vergleichsergebnis zu ermitteln, ob eine induktive oder kapazitive Konverterlast vorliegt. 3. Converter according to claim 1, characterized in that it is provided during a dead time phase (Ttot) to determine a time average for the amount of derivative (dU S1 / dt) of the voltage (U S1 ) applied to a switching element and with a threshold value (U th ) by means of a comparator ( 15 ) and determine from the comparison result whether there is an inductive or capacitive converter load. 4. Konverter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich mit dem Schwellenwert (Uth) vor jedem Einschalten eines der Schaltelemente (S1 bzw. S2) erfolgt.4. Converter according to claim 2 or 3, characterized in that the comparison with the threshold value (U th ) takes place each time before switching on one of the switching elements (S1 or S2). 5. Steuereinheit (4), insbesondere integrierter Schaltkreis, zur Steuerung mindestens eines von zum Zerhacken einer Gleichspannung (U1) dienenden Schaltelementen (S1, S2) eines Konverters (1), bei dem Einschaltphasen der Schaltelemente (S1, S2) im Wechsel aufeinanderfolgen und der ein die zerhackte Gleichspannung (U3) verarbeitendes und zur Lieferung einer Ausgangsspannung (U2) dienendes Schaltungsgebilde (5) mit Resonanzkreiselementen (Cr, Lr) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) dazu vorgesehen ist, während einer Totzeitphase (Tot) die Ableitung (dUS1/dt) der an einem Schaltelement anliegenden Spannung (US1) zu ermitteln, und mit Hilfe der ermittelten Ableitung (dUS1/dt) zu ermitteln, ob eine induktive oder kapazitve Konverterlast vorliegt.5. Control unit ( 4 ), in particular an integrated circuit, for controlling at least one of the switching elements (S1, S2) of a converter ( 1 ) used for chopping a DC voltage (U1), in the switching phases of the switching elements (S1, S2) alternating and which has a circuit structure ( 5 ) which processes the chopped DC voltage (U3) and serves to supply an output voltage (U2), with resonant circuit elements (Cr, Lr), characterized in that the control unit ( 4 ) is provided for during a dead time phase (Dead) to determine the derivative (dU S1 / dt) of the voltage (U S1 ) applied to a switching element, and to use the determined derivative (dU S1 / dt) to determine whether there is an inductive or capacitive converter load.
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