DE60112244T2 - Vereinfachte implementierung der parallelschaltung von synchrongleichrichter-modulen - Google Patents

Vereinfachte implementierung der parallelschaltung von synchrongleichrichter-modulen Download PDF

Info

Publication number
DE60112244T2
DE60112244T2 DE60112244T DE60112244T DE60112244T2 DE 60112244 T2 DE60112244 T2 DE 60112244T2 DE 60112244 T DE60112244 T DE 60112244T DE 60112244 T DE60112244 T DE 60112244T DE 60112244 T2 DE60112244 T2 DE 60112244T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupled
switch
secondary winding
synchronous rectifier
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60112244T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60112244D1 (de
Inventor
W. Richard FARRINGTON
Claes Svardsjo
William Hart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ericsson Inc
Original Assignee
Ericsson Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ericsson Inc filed Critical Ericsson Inc
Publication of DE60112244D1 publication Critical patent/DE60112244D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60112244T2 publication Critical patent/DE60112244T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102Parallel operation of dc sources being switching converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/001Hot plugging or unplugging of load or power modules to or from power distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion 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
    • H02M3/325Conversion 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
    • H02M3/335Conversion 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
    • H02M3/33569Conversion 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 having several active switching elements
    • H02M3/33576Conversion 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 having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592Conversion 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 having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist im allgemeinen auf Spannungswandler gerichtet, und insbesondere auf eine Systemebenenlösung zum Überwinden von Parallelisierungsproblemen mit synchronen Gleichrichtermodulen.
  • VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Patentanmeldung beansprucht den Nutzen der mitanhängigen vorher eingereichten provisorischen Patentanmeldung der Vereinigten Staaten mit der Seriennummer 60/178,683, die am 28. Januar 2000 eingereicht wurde.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Topologieauswahl für die nächste Generation von On-Board DC/DC Wandlern wird hauptsächlich durch die Notwendigkeit getrieben eine hohe Leistungsdichte zu haben. Um eine hohe Leistungsdichte zu erreichen, muss die Effizienz von On-Board DC/DC Modulen maximiert werden. In Anwendungen, in denen große Abwärtsschrittverhältnisse, wie 48 V zu 5 V, 3,3 V, 2,2 V gefordert sind, dominieren Sekundärgleichrichterverluste. Um dies Verluste zu vermindern kann eine synchrone Gleichrichtung verwendet werden. Synchrone Gleichrichtung hat eine große Popolarität in den letzten zehn Jahren erhalten, da Niederspannungshalbleitervorrichtungen Fortschritte gemacht haben, um diese zu einer durchführbaren Technologie zu machen, wie in den folgenden Referenzen beschrieben ist: Tabisz, W., Lee, F. C., Chen, D. "A MOSFET Resonant Synchronous Rectifier for High Frequency DC/DC Converters", IEEE PESC 1990 Proceedings, pp. 769–779; Jitaru, I. D., "Constant Frequency, Forward Converter with Resonant Transitions", HFPC 91 Proceedings, pp. 282–292; Cobos, J. A., et al. "Several alternatives for low output voltage on board converters", IEEE APEC 98 Proceedings, pp. 163–169; Bowman, W., Niemela, V. A., "Self-synchronized drive circuit for a synchronous rectifier in a clamped-mode power converter", U.S. Patent 5,590,032, Dec. 31, 1996; Loftus, Jr. T. P., "Zero-voltage switching power converter with lossless synchronous rectifier gate drive", U.S. Patent 5,274,543, Dec. 28, 1993; Rozman, A. F., "Low loss synchronous rectifier for application to clamped-mode power converters", U.S. Patent 5,625,541, Apr. 29, 1997; Murakami, N., et al., "A highly efficient, low-profile 300 W power pack for telecommunications systems", IEEE APEC 1994 Proceedings, pp. 786–792; Yamashita, N., Marakami, N., and Yachi, T., "A compact, highly efficient 50 W on board power supply module for telecommunications systems", IEEE APEC 1995 Proceedings, pp. 297–302; Djekic, O., Brkovic, M., "Synchronous rectifier vs. shottky diodes is a buck topology for low voltage applications". IEEE PESC 1997 Proceedings, pp. 1374–1380; Nakayashiki, et al., "High Efficiency Switching Power Supply Unit with Synchronous Rectifier", IEEE INTELEC 1998 Proceedings, pp. 398–403; Kohama, T., et al., "Analysis of Abnormal Phenomena Caused by Synchronous Rectifiers in a Paralleled Converter System", IEEE INTELEC 1998 Proceedings, pp. 404–411; Cobos, J. A. et al., "New driving scheme for self driven synchronous rectifiers", IEEE APEC 1998 Proceedings, pp. 840–846; Svardsjo, C., "Double ended isolated DC-DC converter", U.S. Patent 5,907,481, May 25, 1999; Cobos, J., et al., "New Driving Scheme for Self Driven Synchronous Rectifiers", IEEE APEC 1999 Proceedings, pp. 840–846.
  • Synchrone Gleichrichtung fügt eine neue Ebene einer Komplexität zu der Implementierung von DC/DC Wandlern hinzu. Als erstes müssen synchrone Gleichrichter mit einer genauen Zeiteinstellung ein- und ausgeschaltet werden. Als zweites ist der Betrieb von Gleichrichterstufen, die eine synchrone Gleichrichtung verwenden, nicht auf einen einzelnen Quadranten begrenzt, was die Systemlösung verkompliziert, wenn mehr als ein Modul zum Betreiben in einer parallelen oder redundanten Konfiguration erforderlich ist. Die Möglichkeit zwei oder mehr Module in einer parallelen Konfiguration zu haben wird wichtiger, da logische Spannungen sich fortlaufend vermindern und Stromerfordernisse sich fortlaufend erhöhen. Daher wird die Möglichkeit Module parallel zu konfigurieren eine Notwendigkeit.
  • Wenn typische Synchrongleichrichtermodule in einer parallelen Konfiguration angeordnet werden, wird ein oder mehrere der Module zu einer Stromsenke anstelle einer Quelle, was einen Fehler in der Systemausgangsbusspannung hervorruft. Die Probleme, denen man begegnet, wenn man versucht Module zu parallelisieren, die eine synchrone Gleichrichtung verwenden werden gut verstanden, wie in der folgenden Referenz beschrieben ist: Kohama. T., et. al., Analysis of Abnormal Phenomena Caused by Synchronous Rectifiers in a Paralleled Converter System", IEEE INTELEC 1998 Proceedings, pp. 404–411. Obwohl das Problem gut verstanden wird ist eine einfache Lösung augenscheinlich nicht verfügbar. Es ist nicht ausreichend die Fehlerbedingung während einem normalen oder stationären Zustandsbetrieb zu vermeiden. Die Fehlerbedingung muss auch während Start- und Herunterfahrbedingungen vermieden werden.
  • Ein Schaltkreis eines Transistors, der mit einem Totempfahl (totempole) zum Treiben eines Schaltelementes mit einer kleinen Anzahl von Teilen verbunden ist, ist durch JP 10243647 offenbart.
  • Ein anderer bekannter Treiberschaltkreis für einen Wandler ist durch US 5,742,491 offenbart. Er umfasst einen Modulationsschaltkreis, einen Modifizierungsschaltkreis und einen Übermittlungsschaltkreis, um eine variable nicht-Stromveränderung in dem Zustand des Wechselrichters und synchronen Gleichrichters des Wandlers gemäß der Funktion der Betriebsbedingung zu erlauben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine einfache Lösung zum Parallelisieren von Modulen mit einer synchronen Gleichrichtung bereit. Die vorliegende Lösung verwendet den Vorteil der selbstkorrigierenden Eigenschaften der ausgewählten Systemlösung. Diese Systemlösung versucht nicht den Strom durch die synchronen Gleichrichter abzutasten mit der Absicht die synchronen Gleichrichter unfähig zu machen, wenn dieser Strom ermüdet, um sich selbst entgegen zu wirken. Ein Unfähigmachen der synchronen Gleichrichter unter dieser Bedingung verändert das Systemverhalten beträchtlich, da sowohl kontinuierliche und nicht kontinuierliche Leitungsmoden eines Betriebs behandelt werden müssen. Diese zwei Moden weisen eine Stabilität auf. Ferner kann während eines Schwachlastbetriebs ein derartiges System leicht zwischen diesen zwei Betriebsmoden schwingen. Die vorgeschlagene Lösung vermeidet alle diese Probleme einfacher und besser als eine gesamte Systemlösung. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Push-Pull Typtopologien und anderen Topologien, wie zwei-Schaltung vorwärts, konventionell vorwärts, (nicht aktive Klemme), etc., solange die synchronen Gleichrichter selbst getrieben sind.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein DC/DC Wandler bereitgestellt, der umfasst: einen Leistungstransformator mit einer Primärwicklung, einer ersten Sekundär- und einer zweiten Sekundärwicklung, wobei die erste und zweite Sekundärwicklung zusammen gekoppelt sind; einen Signaltransformator mit einer Primärwicklung, einer ersten Sekundärwicklung und einer zweiten Sekundärwicklung, wobei die erste und zweite Sekundärwicklung zusammen gekoppelt sind; eine erste und zweite Ausgangsklemme, wobei die zweite Ausgangsklemme mit der Verbindung zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung des Signaltransformators gekoppelt ist; eine Ausgangsspule, die zwischen die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung des Leistungstransformators und der ersten Ausgangsklemme gekoppelt ist; einen Ausgangskondensator, der zwischen die erste und zweite Ausgangsklemme gekoppelt ist; eine Vorspannungs-Spannungsklemme; einen ersten Synchrongleichrichter, der zwischen die erste Sekundärwicklung des Leistungstransformators und die zweite Ausgangsklemme gekoppelt ist; einen ersten Schalter, der zwischen die Vorspannungs-Spannungsklemme und eine Steuerung des ersten synchronen Gleichrichters gekoppelt ist; einen zweiten Schalter, der zwischen die Steuerung des ersten Synchrongleichrichters und die zweite Ausgangsklemme gekoppelt ist; einen zweiten Synchronengleichrichter, der zwischen die zweite Sekundärwicklung des Leistungstransformators und die zweite Ausgangsklemme gekoppelt ist; einen dritten Schalter, der zwischen die Vorspannungs-Spannungsklemme und eine Steuerung des zweiten Synchrongleichrichters gekoppelt ist; einen vierten Schalter, der zwischen die Steuerung des zweiten Synchrongleichrichters und die zweite Ausgangsklemme gekoppelt ist, wobei die Steuerung des ersten Schalters mit der ersten Sekundärwicklung des Leistungstransformators gekoppelt ist; die Steuerung des zweiten Schalters mit der ersten Sekundärwicklung des Signaltransformators gekoppelt ist; die Steuerung für den dritten Schalter mit der zweiten Sekundärwicklung des Leistungstransformators gekoppelt ist, und wobei die Steuerung für den vierten Schalter mit der zweiten Sekundärwicklung des Signaltransformators gekoppelt ist.
  • Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann bei Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen deutlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und weitere Vorteile der Verbindung können besser verstanden werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen, in denen:
  • 1 ein schematisches Diagramm eines Vollwellengleichrichters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 ein schematisches Diagramm eines Voll-Brückenwandlers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3 eine graphische Darstellung der Wellenformen für den Voll-Brückenwandler ist, der mit einem negativen Ausgangsspulenstrom arbeitet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein schematisches Diagramm eines Anti-Rollback Schaltkreises für ein Modul mit einer synchronen Gleichrichtung gemäß einer vorliegenden Erfindung ist;
  • 5 ein schematisches Diagramm eines Zeiteinstellschaltkreises ist, der verwendet wird um einen synchronen Gleichrichterantrieb unmöglich zu machen, wenn eine Zeiteinstellung für den Freilaufzustand des Schaltkreises ausgeführt wird gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 eine Darstellung eines 150 W DC/DC Modulstarts in eine Arbeitsspannung mit keiner aktiven Stromteilung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Während die Durchführung und Verwendung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unten im Detail diskutiert werden, sollte gewürdigt werden, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfinderische Konzepte bereitstellt, die in einer breiten Vielfalt von spezifischen Zusammenhängen verkörpert sein können. Die hierin diskutierten spezifischen Ausführungsformen sind nur auf spezifische Weise darstellend, um die Erfindung durchzuführen und zu verwenden und nicht um den Schutzumfang der Erfindung zu begrenzen. Die Diskussion hierin bezieht sich auf logische integrierte Schaltkreise und insbesondere auf ein neues vereinfachtes DC/DC Modul mit einer synchronen Gleichrichtung, das parallelisiert mit anderen DC/DC Modulen sein kann. Als ein Ergebnis vermeidet die vorliegende Erfindung Fehlerbedingungen während normalen, stationären Zustands-, Start- und Herunterfahrbedingungen. Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung insbesondere in tragbaren elektronischen Vorrichtungen wie Computern, persönlichen Datenassistenten und Kommunikationsvorrichtung nützlich.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine einfache Lösung für ein Parallelisieren von Modulen mit einer synchronen Gleichrichtung bereit. Die vorliegende Erfindung nimmt Vorteile der selbstkorrigierenden Eigenschaften der ausgewählten Systemlösung auf. Diese Lösung versucht nicht den Strom durch die synchronen Gleichrichter zu fühlen mit der Absicht die synchronen Gleichrichter zu schalten, wenn dieser Strom versucht sich selbst entgegen zu laufen. Abschalten der synchronen Gleichrichter unter dieser Bedingung verändert das Systemverhalten beträchtlich, da wir es nun mit sowohl kontinuierlichen, als auch nicht kontinuierlichen Leitungsmoden eines Betriebs zu tun haben. Diese zwei Moden weisen eine Stabilität auf. Ferner kann während eines Schwachlastbetriebes ein derartiges System leicht zwischen diesen beiden Betriebsmoden schwingen. Die vorgeschlagene Lösung vermeidet all diese Probleme einfacher und besser über jede Systemlösung. Computersimulationen und experimentelle Versuchsaufbauten sind verwendet worden, um dieses Konzept zu verifizieren.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung zuerst mit Bezug auf hartgeschaltete Push-Pull Typtopologien beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung auf andere Topologien, wie eine zwei-Schalter vorwärts, konventionelle vorwärts, (keine aktive Klemme), etc. anwendbar, solange die synchronen Gleichrichter selbst getrieben sind. Viele unterschiedliche Antriebsschemen für die synchronen Gleichrichter sind für diese Typen von Topologien vorgeschlagen worden. Zum Beispiel wird es gut erkannt, dass wenn eine hohe Effizienz gewünscht wird ein äußeres Antriebsschema die beste Lösung bereitstellt. Ein derartiges äußeres Antriebsschema wird beschrieben in Svardsjo, C., „double ended isolated DC/DC converter", U.S. Patent 5,907,481, May 25, 1999, die hierdurch durch Bezugnahme inkorporiert wird. Dieser Typ von Antriebsschema stellt die korrekten Antriebimpulse bereit, um sicher zu stellen, dass beide synchronen Gleichrichter während des vollständigen Freilaufzykluses an sind. Um das sichere Parallelisieren von Modulen bereitzustellen, muss das in U.S. Patent 5,907,481 vorgeschlagene Antriebsschema modifiziert werden. U.S. Patent 5,907,481 stellt einen Schaltkreis bereit, wobei die Zeiteinstellinformation vom Einschalten und Ausschalten von synchronen Gleichrichtern durch den primären Schaltkreis über einen Signaltransformator bereitgestellt wird. Die vorliegende Erfindung verwendet ebenfalls ein Antriebsschema, bei dem die Ausschaltzeiteinstellung durch den primären Schaltkreis über einen Signaltransformator bereitgestellt wird, aber anders als in U.S. Patent 5,907,481, wird die Anschaltzeiteinstellung durch den Leistungstransformator bereitgestellt.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Vollwellengleichrichters 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die das oben beschriebene modifizierte Antriebsschema verwendet. Der Vollwellengleichrichter 10 beinhaltet einen Primärtransformator Tx, einen Signaltransformator Tsx, Synchrongleichrichter SQ1 und SQ2, Schalter SQ3, SQ4, SQ5 und SQ6, einen Signaltransformatorkondensator Ctx, einen Ausgangskondensator Co und eine Ausgangsspule Lo. Der Primärtransformator Tx hat eine Primärwicklung N1, und eine erste und eine zweite Sekundärwicklung Ns1 und Ns2. Die ersten und zweiten Sekundärwicklungen Ns1, Ns2 sind zusammen gekoppelt. Der Signaltransformator Tsx hat eine Primärwicklung 16, und eine erste und eine zweite Sekundärwicklung 17 und 18. Die erste und zweite Sekundärwicklung 17, 18 sind zusammen gekoppelt.
  • Die Ausgangspule Lo ist zwischen den Mittenabgriff (zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung Ns1, Ns2) des Primärtransformators Tx und eine erste Ausgangsklemme 12 gekoppelt. Der Ausgangskondensator Co ist zwischen die erste Ausgangsklemme 12 und die zweite Ausgangsklemme 14 gekoppelt. Die zweite Ausgangsklemme 14 ist ebenso zwischen den Mittenabgriff (zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung 17, 18) des Signaltransformators Tsx gekoppelt. Die Spannung über der ersten und zweiten Ausgangsklemme 12, 14 ist Vout. Der erste Synchrongleichrichter SQ1 ist zwischen die erste Sekundärwicklung Ns1 und die zweite Ausgangsklemme 14 gekoppelt. Ein Schalter SQ4 ist zwischen die Primärvorspannungsspannung Vcc und das Gatter des ersten Synchrongleichrichters SQ1 gekoppelt, und ein Schalter SQ3 ist zwischen das Gatter des ersten Synchrongleichrichters SQ1 und die zweite Ausgangsklemme 14 gekoppelt. Das Gatter für Schalter SQ4 ist zwischen die erste Sekundärwicklung Ns1 des Primärtransformators Tx gekoppelt. Das Gatter für Schalter SQ3 ist zwischen die erste Sekundärwicklung 17 von Signaltransformator Tsx gekoppelt.
  • Der zweite Synchrongleichrichter SQ2 ist zwischen die zweite Sekundärwicklung Ns2 und die zweite Ausgangsklemme 14 gekoppelt. Schalter SQ6 ist zwischen die Primärvorspannungsspannung Vcc und das Gatter des zweiten Synchrongleichrichters SQ2 gekoppelt, und Schalter SQ5 ist zwischen das Gatter des zweiten Synchrongleichrichters SQ2 und die zweite Ausgangsklemme 14 gekoppelt. Das Gatter für Schalter SQ6 ist mit der zweiten Sekundärwicklung Ns2 des Primärtransformators Tx gekoppelt. Das Gatter für Schalter SQ5 ist mit der zweiten Sekundärwicklung 18 von Signaltransformator Tsx gekoppelt.
  • Die Primärwicklung 16 des Signaltransformators Tsx hat eine erste Klemme und eine zweite Klemme (die Hochspannungsklemme ist durch den Punkt angezeigt). Der Signaltransformatorkondensator Ctx ist zwischen einem Treiber A und die erste Klemme der Primärwicklung 16 des Signaltransformators Tsx gekoppelt. Die zweite Klemme der Primärwicklung 16 des Signaltransformators Tsx ist mit einem Treiber B gekoppelt. Wie hierin verwendet, werden die Gatter der Schalter und synchronen Gleichrichter auch als Steuerungen bezeichnet. Zusätzlich sind Schalter SQ3 und SQ4 bezeichnet als der erste Steuerungsschaltkreis und Schalter SQ5 und SQ6 sind bezeichnet als der zweite Steuerungsschaltkreis.
  • Wie zuvor erwähnt wird die Ausschaltzeiteinstellung der synchronen Gleichrichter SQ1 und SQ2 von dem Signal bestimmt, das von dem primär durch den Signaltransformator Tsx kommt, und die Anschaltzeiteinstellung wird bestimmt von einer durch den Leistungstransformator Tx erzeugten Spannung. Die vorliegende Erfindung stellt einen selbstkorrigierenden Mechanismus bereit, der verhindert, dass sich ein Strom in die entgegengesetzte Richtung aufbaut.
  • Der Betrieb des Schaltkreises 10 unter dieser Bedingung ist wie folgt: da der Strom durch die Ausgangsspule Lo abfällt und negativ wird, verändert der Strom durch die aktiven Schalter auch die Polarität und fließt nun durch seine antiparallele Diode. Daher passiert nichts, da ein Strom in der anti-parallel Diode der Schalter ist und positive Volt·Sekunden an die Ausgangsklemme Lo angelegt werden, wenn der Primärantrieb versucht die Primärschalter auszuschalten. Die Primärschalter werden nicht ausschalten, solange ihre anti-parallel Diode natürlicherweise auskommutiert ist. Diese anti-parallel Diode wird schließlich ausgeschaltet, wenn die Summe des reflektierten Ladestroms und des Magnetisierungsstroms gleich Null oder leicht positiv ist. Da der zweite Synchrongleichrichter SQ2 nicht einschaltet, solange die Transformatorspannung zu Null verschwindet, entwickelt sich eine Konfliktbedingung. Dieser selbstkorrigierende Mechanismus arbeitet für Push-Pull Typtopologien, da das Ausschalten der Primärschalter nicht das Ausschalten der Synchrongleichrichter SQ1, SQ2 bestimmt.
  • Bezugnehmend nun auf 2 ist ein schematisches Diagramm eines Voll-Brückenwandlers 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Voll-Brückenwandler 20 beinhaltet einen Primärtransformator Tx, einen Signaltransformator Tsx, Primärschalter Q1, Q2, Q3 und Q4, Synchrongleichrichter SQ1 und SQ2, Schalter SQ3, SQ4, SQ5 und SQ6, einen Eingangskondensator Cin, einen Signaltransformatorkondensator Ctx, einen Ausgangskondensator Co, eine Ausgangsspule Lo, einen Pulsbreitenmodulator („PWM") Schaltkreis 22 und einen Zeiteinstellschaltkreis 24.
  • Der Primärtransformator Tx hat eine Primärwicklung N1 und eine erste und eine zweite Sekundärwicklung Ns1 und Ns2. Die erste und zweite Sekundärwicklung Ns1, Ns2 sind miteinander gekoppelt. Der Signaltransformator Tsx hat eine Primärwicklung 31 und eine erste und eine zweite Sekundärwicklung 32 und 33. Die erste und zweite Sekundärwicklung 32, 33 sind zusammen gekoppelt.
  • Der Wandler 20 empfängt eine Gleichspannungsleistung von einer Gleichspannungsquelle Vdc über eine erste Eingangsklemme 26 und eine zweite Eingangsklemme 28. Eingangskondensator Cin ist zwischen die erste und zweite Eingangsklemme 26, 28 gekoppelt. Ein Primärschalter Q4 ist zwischen die erste Eingangsklemme 28 und eine erste Klemme der Primärwicklung N1 des Primärtransformators Tx gekoppelt. Ein Primärschalter Q2 ist zwischen die erste Klemme der Primärwicklung N1 des Primärtransformators Tx und die zweite Eingangsklemme 28 gekoppelt. Primärschalter Q3 ist zwischen die erste Eingangsklemme 28 und eine zweite Klemme der Primärwicklung N1 des Primärtransformators Tx gekoppelt. Primärschalter Q1 ist zwischen die erste Klemme der Primärwicklung N1 des Primärtransformators Tx und die zweite Eingangsklemme 28 gekoppelt. Die Gatter der Primärschalter Q2 und Q3 sind mit einer ersten Verbindung des Zeiteinstellschaltkreises 24 gekoppelt. Die Gatter der Primärschalter Q1 und Q4 sind mit einer zweiten Verbindung des Zeiteinstellschalters 24 gekoppelt. Der Zeiteinstellschaltkreis 24 ist mit dem PWM 22 über Treiber A und Treiber B gekoppelt. Die Primärwicklung 30 des Signaltransformators Tsx hat eine erste Klemme und eine zweite Klemme (die Hochspannungsklemme ist durch den Punkt angezeigt). Der Signaltransformatorkondensator Ctx ist zwischen eine dritte Verbindung des Zeiteinstellschaltkreises 24 und die erste Klemme der Primärwicklung 30 des Signaltransformators Tsx gekoppelt. Die zweite Klemme der Primärwicklung 30 des Signaltransformators Tsx ist mit einer vierten Verbindung des Zeiteinstellschaltkreises 24 gekoppelt.
  • Die Ausgangsspule Lo ist zwischen den Mittenabgriff (zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung Ns1, Ns2) des Primärtransformators Tx und eine erste Ausgangsklemme 34 gekoppelt. Der Ausgangskondensator Co ist zwischen die erste Ausgangsklemme 34 und die zweite Ausgangsklemme 36 gekoppelt. Die zweite Ausgangsklemme 36 ist ebenso zwischen den Mittenabgriff (zwischen die erste und zweite Sekundärwicklung 31, 32) des Signaltransformators Tsx gekoppelt. Die Spannung über die erste und zweite Ausgangsklemme 34, 36 ist Vout. Der erste Synchrongleichrichter SQ1 ist zwischen die erste Sekundärwicklung Ns1 und die zweite Ausgangsklemme 36 gekoppelt. Schalter SQ4 ist zwischen die Primärvorspannungsspannung Vcc und das Gatter des ersten Synchrongleichrichters SQ1 gekoppelt, und Schalter SQ3 ist zwischen das Gatter des ersten Synchrongleichrichters SQ1 und die zweite Ausgangsklemme 36 gekoppelt. Das Gatter für Schalter SQ4 ist mit der ersten Sekundärwicklung Ns1 des Primärtransformators Tx gekoppelt. Das Gatter für Schalter SQ3 ist mit der ersten Sekundärwicklung 31 von Signaltransformator Tsx gekoppelt.
  • Der zweite Synchrongleichrichter SQ2 ist zwischen die zweite Sekundärwicklung Ns2 und die zweite Ausgangsklemme 36 gekoppelt. Schalter SQ6 ist zwischen die Primärvorspannungsspannung Vcc und das Gatter des ersten Synchrongleichrichters SQ2 gekoppelt und Schalter SQ5 ist zwischen das Gatter des zweiten Synchrongleichrichters SQ2 und die zweite Ausgangsklemme 36 gekoppelt. Das Gatter für Schalter SQ6 ist an die zweite Sekundärwicklung Ns2 des Primärtransformators Tx gekoppelt. Das Gatter für Schalter SQ5 ist mit der zweiten Sekundärwicklung 32 von Signaltransformator Tsx gekoppelt.
  • Bezugnehmend nun auf 3 ist eine graphische Darstellung der relevanten Wellenformen für den Voll-Brückenwandlerbetrieb mit einem negativen Ausgangsspulenstrom gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Betriebsbedingung könnte sich mit zwei oder mehreren parallelen Modulen entwickeln, bei denen ein sehr loses Stromteilschema verwendet wird, oder während des Anschaltens eines Moduls, während einzweites Modul schon an ist (Modulstart in eine Arbeitsspannung, heißes Einschalten). Für Implementierungen, in denen der äußere Antriebsschaltkreis sowohl die Anschalt- als auch die Ausschaltzeiten der synchronen Gleichrichter definiert, leiten sie sobald die Primärschalter ausschalten, um dem Spulenstrom zu erlauben sich in negative Richtung aufzubauen. Schließlich wächst der Spulenstrom in der negativen Richtung auf eine derartige Größe, dass das Modul fehlerhaft wird. Selbst wenn das Modul nicht fehlerhaft wird ist dies aus einer Systemsicht kein wünschenswerter Betriebsmodus.
  • Das modifizierte Antriebsschema der vorliegenden Erfindung stellt einen selbstkorrigierenden Mechanismus bereit, solange die PWM Steuerung aktiv ist. Daher muss die PWM unter normalen Bedingungen aktiv bleiben. In Systemen mit parallelen Modulen bewirken typische Einstellpunktfehlanpassungen, dass ein oder mehrere Module ausschalten. Die Module mit dem höchsten Bezug (Einstellpunkt) werden die Systemspannung bestimmen, und bewirken, dass die verbleibenden Module herunterfahren. „Anti-Rollback Schaltkreise" können verwendet werden um diese Bedingung zu vermeiden. Es bestehen viele verschiedene Schaltkreise, die vorgeschlagen wurden, um dieses Problem zu lösen. Gewöhnlicherweise erfordern solche Schaltkreise einen zweiten Bezug und/oder andere komplexe Schaltkreise, um zu vermeiden, dass die Leistungsstufe unter dieser Bedingung ausschaltet. In synchronen gleichgerichteten Typmodulen nimmt die vorliegende Erfindung Vorteil von der Tatsache, dass diese Module immer in einen kontinuierlichen Leitungsmodus arbeiten, und wenn eine Eingangsspannung vorwärts gekoppelt implementiert ist, dann verhält sich das Signal in dem Komparator einer PWM gut und weist keine großen Abweichungen auf. Daher kann ein einfacher Anti-Rollback Schaltkreis durch Anwenden dieses Spannungssignals erhalten werden. Zum Beispiel kann in eine Anwendung, die eine Isolation erfordert und ein Optokoppler zum Übertragen der Rückkopplungsinformation von dem zweiten Schaltkreis auf den ersten verwendet, der Anti-Rollback Schaltkreis wie in 4 implementiert werden.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm eines Anti-Rollback Schaltkreises 40 für ein Modul mit einer Synchrongleichrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Anti-Rollback Schaltkreis 40 beinhaltet einen Optokoppler U1 und ist verbunden zwischen eine Vorspannungs-Spannungsquelle Vcc und Erde. Der Anti-Rollback Schaltkreis 40 ist auch verbunden mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers 44 und eines Komparators 42 einer PWM 22. Der Anti-Rollback Schaltkreis beinhaltet ebenfalls verschiedene Vorspannungswiderstände R1, R2, R3 und R4, und Kondensatoren C1, C2 und C3. Widerstand R1 ist in Reihe mit der Ausgangsstufe des Optokopplers U1 verbunden, um die Minimalimpedanz zu begrenzen, die ein gebundenes Signal in den PWM Komparator 42 bereitstellt. Der parallel zu R1 hinzugefügte Kompensator C1 wird benötigt, um die hohe Frequenzleistungsfähigkeit des Wandlers aufrecht zu erhalten. Diese einfache Modifikation bewahrt das Modul vor einem Herunterfahren, selbst wenn die Hauptrückkopplungsschleife dem Wandler mitteilt zurückfalten, weil die Ausgangsspannung zu hoch ist.
  • Wenn ein modifiziertes Antriebsschema für einen Push-Pull Wandler in Verbindung mit einem Anti-Rollback Schalt kreis verwendet wird kann eine umgekehrte Strominduktion durch die Synchrongleichrichter für jede Bedingung vermieden werden in der die PWM Steuerung arbeitet. Die vorliegende Erfindung wird daher eine umgekehrte Stromleitung durch die Synchrongleichrichter während eines normalen Betriebes und während Starttypbedingungen verhindern. Diese Kombination wird jedoch nicht das Problem während eines Herunterfahrens lösen, wenn etwa eines der Module ausgeschaltet werden muss, wenn ein oder mehrere andere Module anbleiben. In diesem Fall werden die Module, die ausgeschalten werden müssen, nicht in der Lage sein zwischen den Auszuständen und ihrem typischen Freilaufzustand zu unterscheiden, und werden beide Synchrongleichrichter anschalten und einen Kurzschluss an den Ausgängen der Module hervorrufen.
  • Um dieses Problem zu lösen beinhaltet die vorliegende Erfindung einen Schaltkreis, der die Synchrongleichrichter abschaltet, wenn die Module über ihre Fernsteuerung An- /Ausfunktion ausgeschaltet werden. Dies kann ein sehr einfacher Schaltkreis sein, wenn die ferngesteuerte An-/Ausfunktion auf der zweiten Seite des Schaltkreises angeordnet ist. Leider ist den meisten Telekommunikations-DC/DC Modulen die An-/Ausfunktion auf den Primärschaltkreis bezogen. Als ein Ergebnis erfordert dies einen zusätzlichen Optokoppler, um diese Information an den Sekundärschaltkreisen zu übertragen. Optokoppler sind relativ groß und unzuverlässige Komponenten in einem typischen DC/DC Modul. Daher ist eine bessere Lösung, einen einfachen Zeiteinstellschaltkreis zu haben, der erfasst, wann die Länge des Freilaufzustandes überschritten wurde und die Synchrongleichrichter abschaltet.
  • 5 ist ein schematische Diagramm eines Gleichrichterschaltkreises 50 mit einen Zeiteinstellschaltkreis 52, der verwendet wird zum Ausschalten eines Synchrongleichrichterantriebs, wenn eine Zeiteinstellung für die Freilaufstufe des Schaltkreises gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Bis auf den Zeiteinstellschaltkreis 52 ist der Gleichrichterschaltkreis 50 identisch zu dem Gleichrichterschaltkreis 10 der mit Bezug auf 1 beschrieben wurde. Der Zeiteinstellschaltkreis 52 beinhaltet Schalter SQ7 und SQ8, Widerstand R1 und Kondensator C1. Schalter SQ8 ist zwischen Vcc und dem Mittenabgriff zwischen die erste und zweite Sekundärwicklung 17, 18 des Signaltransformators Tsx gekoppelt. Schalter SQ7 ist zwischen das Gatter von Schalter SQ8 und den Mittenabgriff des Signaltransformators Tsx gekoppelt. Das Gatter von Schalter SQ7 ist mit der ersten Sekundärwicklung 17 des Signaltransformators Tsx gekoppelt. Widerstand R1 ist zwischen eine zweite Vorspannungs-Spannungsquelle Vcc2 und das Gatter von Schalter SQ8 gekoppelt. Kondensator C1 ist zwischen das Gatter von Schalter SQ8 und dem Mittenabgriff zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung 17, 18 des Signaltransformators Tsx gekoppelt. Der Zeiteinstellschaltkreis 52 kann die Synchrongleichrichter SQ1, SQ2 innerhalb einiger Zyklen ausschalten, nachdem das An-/Aussignal aktiviert wurde, und jede signifikante Störung in der Systemspannung vermeiden.
  • Die obige Diskussion der vorliegenden Erfindung involviert die Verwendung einer Push-Pull Typtopologie mit einem modifizierten Antriebsschema für die Synchrongleichrichter, die einen Anti-Rollback Schaltkreis aufweisen, und entweder einen Zeiteinstell- oder einen An-/Aus gesteuerten Schaltkreis aufweisen, der den Synchrongleichrichter während des Herunterfahrens ausschaltet. Ein Modul gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einem oder mehreren Modulen parallelisiert werden, ohne die Notwendigkeit irgendeiner Stromteilung. Ferner können die Module unabhängig an- und ausgeschaltet werden, eine Funktionalität, die in heißen Tausch oder redundanten Anwendungen erforderlich ist. Die vorliegende Erfindung vermeidet ebenso, dass der Ausgangsspulenstrom sich in negative Richtung aufbaut, wenn in eine eingerichtete Spannung eingeschaltet wird. Schließlich wird ein Modul gemäß der vorliegenden Erfindung erkennen, wenn es in einem Auszustand platziert ist.
  • Die durch die vorliegende Erfindung offenbarten Konzepte können auch auf andere Topologien, wie die zwei Schalter vorwärts, konventionelle vorwärts, (keine aktive Klemme), etc., angewendet werden, mit einem Unterschied: die Synchrongleichrichter müssen selbst angetrieben sein. Das bedeutet, dass die Information zum An- und Ausschalten der synchronen Gleichrichter von dem Leistungstransformator erhalten werden. In derartigen Konfigurationen erlaubt die Existenz von Freilaufstufen dem Schaltkreis sich selbst zu korrigieren und vermeidet einen umgekehrten Strom durch die synchronen Gleichrichter. Anders als die Push-Pull Typtopologien wird ein selbstangetriebenes Schema benötigt, um einen Konflikt zu vermeiden, der sich während dieses Betriebsmoduses zwischen den Synchrongleichrichtern entwickelt. Das bedeutet, dass der Synchrongleichrichterantrieb komplementär sein muss. Offensichtlich sind die durch die vorliegende Erfindung offenbarten Konzepte auch auf Push-Pull Typwandlern mit einer selbst angetriebenen Synchrongleichrichtung anzuwenden.
  • Bezugnehmend nun auf 6 eine Darstellung einer experimentellen Wellenform eines 150 W DC/DC Moduls mit der Voll-Brückenimplementierung mit dem vorgeschlagenen Antriebsschaltkreis beginnt mit 3,3 V Ausgang in Abwesenheit einer O-Ringdiode und einem aktiven Stromteil. Die erste Spur 60 ist der Synchrongleichrichtergatterantrieb (10 V/div). Die zweite Spur 62 ist die Ausgangsspannung Vout (2 V/div). Die dritte Spur 64 ist eine Sekundärvorspannungsspannung Vcc (10 V/DC). Die vierte Spur 66 ist der Ausgangsstrom Io (5 A/div). Wie in 6 gezeigt wird der Ausgangsstrom des DC/DC Moduls anfänglich leicht negativ, aber baut sich nicht auf, und bestätigt die erwarteten Selbstkorrekturcharakteristiken der vorliegenden Erfindung.
  • Die Primärschalter Q1, Q2, Q3 und Q4, synchrone Gleichrichter SQ1 und SQ1, und Schalter SQ3, SQ4, SQ5, SQ6, SQ7 und SQ8 werden als MOSFETs gezeigt: jedoch ist es beabsichtigt, dass andere Typen von FET oder Schaltungseinrichtungen geeignet sein können zum Verwenden in der vorliegenden Erfindung. Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden, wird verstanden, dass durch den Fachmann verschiedene Modifikationen darin durchgeführt werden können ohne von dem Geist und Umfang der Erfindung, wie in den nachfolgenden Ansprüchen ausgeführt, abzuweichen.

Claims (7)

  1. Ein DC-DC Wandler umfassend: einen Leistungstransformator (Tx) mit einer Primärwicklung (N1), einer ersten Sekundär- (Ns1) und einer zweiten Sekundärwicklung (Ns2), wobei die erste und zweite Sekundärwicklung (Ns1, Ns2) miteinander gekoppelt sind; einen Signaltransformator (Tsx) mit einer Primärwicklung (16), einer ersten Sekundärwicklung (17) und einer zweiten Sekundärwicklung (18), wobei die erste und zweite Sekundärwicklung (17, 18) miteinander gekoppelt sind; eine erste und zweite Ausgangsklemme (12, 14), wobei die zweite Ausgangsklemme (14) mit der Verbindung zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung (17, 18) des Signaltransformators (Tsx) gekoppelt ist; eine Ausgangsspule (Lo), die zwischen die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung (Ns1, Ns2) des Leistungstransformators (Tx) und der ersten Ausgangsklemme (12) gekoppelt ist; einen Ausgangskondensator (Co), der zwischen die erste und zweite Ausgangsklemme (12, 14) gekoppelt ist; eine Vorspannungs-Spannungsklemme (Vcc); einen ersten synchronen Gleichrichter (SQ1), der zwischen die erste Sekundärwicklung (Ns1) des Leistungstransformators (Tx) und die zweite Ausgangsklemme (14) gekoppelt ist; einen ersten Schalter (SQ4), der zwischen die Vorspannungs-Spannungsklemme (Vcc) und eine Steuerung des ersten synchronen Gleichrichters (SQ1) gekoppelt ist; einen zweiten Schalter (SQ3), der zwischen die Steuerung des ersten synchronen Gleichrichters (SQ1) und die zweite Ausgangsklemme (14) gekoppelt ist; einen zweiten synchronen Gleichrichter (SQ2), der zwischen die zweite Sekundärwicklung (Ns2) des Leistungstransformators (Tx) und die zweite Ausgangsklemme (14) gekoppelt ist; einen dritten Schalter (SQ6), der zwischen die Vorspannungs-Spannungsklemme (Vcc) und eine Steuerung des zweiten synchronen Gleichrichters (SQ2) gekoppelt ist; einen vierten Schalter (SQ5), der zwischen die Steuerung des zweiten synchronen Gleichrichters (SQ2) und die zweite Ausgangsklemme gekoppelt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des ersten Schalters (SQ4) mit der ersten Sekundärwicklung (Ns1) des Leistungstransformators (Tx) gekoppelt ist; die Steuerung des zweiten Schalters (SQ3) mit der ersten Sekundärwicklung (17) des Signaltransformators (Tsx) gekoppelt ist; die Steuerung für den dritten Schalter (SQ6) mit der zweiten Sekundärwicklung (Ns2) des Leistungstransformators (Tx) gekoppelt ist, und dass die Steuerung für den vierten Schalter (SQ5) mit der zweiten Sekundärwicklung (18) des Signaltransformators (Tsx) gekoppelt ist.
  2. Der DC-DC Wandler gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Anti-Rückfallschaltkreis (Anti-Rollback Circuit) (40) zum Verhindern, dass der Wandler abschaltet, wenn eine Ausgangsspannung des Wandlers zu hoch wird.
  3. Der DC-DC Wandler gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Zeiteinstellschaltkreis (52), der mit dem ersten und zweiten Steuerungsschaltkreis gekoppelt ist zum Abschalten des ersten und zweiten synchronen Gleichrichters (SQ1, SQ2), wenn ein Freilauf zustand des Wandlers eine Zeitdauer überschreitet.
  4. Der DC-DC Wandler gemäß Anspruch 1, wobei der erste und zweite synchrone Gleichrichter (SQ1, SQ2) MOSFETs sind.
  5. Der DC-DC Wandler gemäß Anspruch 1, wobei der erste, zweite, dritte und vierte Schalter (SQ3, SQ4, SQ5, SQ6) MOSFETs sind.
  6. Der DC-DC Wandler gemäß Anspruch 2, wobei der Anti-Rückfallschaltkreis (40) einen Optokoppler umfasst.
  7. Der DC-DC Wandler gemäß Anspruch 3, wobei der Zeiteinstellschaltkreis (52) umfasst: eine zweite Spannungsklemme (Vcc2); einen fünften Schalter (SQ8), der zwischen der Vorspannungs-Spannungsklemme (Vcc) und der Verbindung zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung (17, 18) des Signaltransformators (Tsx) gekoppelt ist; einen sechsten Schalter (SQ7), der zwischen einer Steuerung des fünften Schalters (SQ8) und der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Sekundärwicklung (17, 18) des Signaltransformators (Tsx) gekoppelt ist, wobei die Steuerung des sechsten Schalters (SQ8, SQ7) mit der ersten Sekundärwicklung (17) des Signaltransformators (Tsx) gekoppelt ist. einen Widerstand (R1), der zwischen der zweiten Spannungsklemme (Vcc2) und der Steuerung des fünften Schalters (SQ8) gekoppelt ist; und einen Kondensator (C1), der zwischen die Steuerung des fünften Schalters (SQ8) und der Verbindung zwischen der ersten und zweiten Sekundärwicklung (17, 18) des Signaltransformators (Tsx) gekoppelt ist.
DE60112244T 2000-01-28 2001-01-27 Vereinfachte implementierung der parallelschaltung von synchrongleichrichter-modulen Expired - Lifetime DE60112244T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17868300P 2000-01-28 2000-01-28
US178683P 2000-01-28
PCT/US2001/002640 WO2001056141A1 (en) 2000-01-28 2001-01-27 Simplified implementation of parallelability for modules with synchronous rectification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60112244D1 DE60112244D1 (de) 2005-09-01
DE60112244T2 true DE60112244T2 (de) 2006-02-09

Family

ID=22653504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60112244T Expired - Lifetime DE60112244T2 (de) 2000-01-28 2001-01-27 Vereinfachte implementierung der parallelschaltung von synchrongleichrichter-modulen

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6459600B2 (de)
EP (1) EP1252705B1 (de)
JP (1) JP2003526307A (de)
CN (1) CN1227804C (de)
AT (1) ATE300805T1 (de)
AU (1) AU2001233021A1 (de)
DE (1) DE60112244T2 (de)
WO (1) WO2001056141A1 (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI19992686A (fi) * 1999-12-14 2001-06-15 Nokia Networks Oy Synkronitasasuuntaus
US6909262B2 (en) * 2001-11-02 2005-06-21 Honeywell International Inc. Control system for regulating exciter power for a brushless synchronous generator
FR2835662B1 (fr) * 2002-02-07 2005-08-19 Cit Alcatel Circuit secondaire de convertisseur comportant au moins une sortie auxiliaire
US6580255B1 (en) * 2002-02-12 2003-06-17 Technical Witts, Inc. Adaptive gate drivers for zero voltage switching power conversion circuits
US6597587B1 (en) * 2002-04-02 2003-07-22 The University Of Hong Kong Current driven synchronous rectifier with energy recovery using hysterisis driver
US6912138B2 (en) 2002-09-03 2005-06-28 Artesyn Technologies, Inc. Synchronous rectifier control circuit
FR2848340B1 (fr) * 2002-12-04 2005-03-18 St Microelectronics Sa Element de redressement integre
US6841977B2 (en) * 2003-03-03 2005-01-11 Astec International Limited Soft-start with back bias conditions for PWM buck converter with synchronous rectifier
US6980441B2 (en) * 2003-07-28 2005-12-27 Astec International Limited Circuit and method for controlling a synchronous rectifier in a power converter
TWI271023B (en) * 2003-08-21 2007-01-11 Sony Corp Switching power-supply circuit
US7924584B1 (en) * 2004-01-29 2011-04-12 Marvell International Ltd. Power supply switching circuit for a halogen lamp
US7525293B1 (en) 2004-12-06 2009-04-28 Marvell International Ltd. Power supply switching circuit for a halogen lamp
US20060244429A1 (en) * 2005-04-28 2006-11-02 Astec International Limited Free wheeling MOSFET control circuit for pre-biased loads
US7466573B2 (en) 2006-05-16 2008-12-16 Honeywell International, Inc. Method and apparatus for integrated active-diode-ORing and soft power switching
US7884495B2 (en) * 2006-05-16 2011-02-08 Honeywell International Inc. Method and apparatus for hot swap of line replaceable modules for AC and DC electric power systems
US7371091B2 (en) 2006-06-22 2008-05-13 Honeywell International, Inc. Method and apparatus for integrated hot swap connector pins for AC and DC electric power systems
JP5012807B2 (ja) * 2006-10-02 2012-08-29 株式会社村田製作所 ダブルエンド絶縁型dc−dcコンバータ
CN101405932B (zh) * 2007-04-02 2011-06-01 上海凯路微电子有限公司 采用标准cmos晶体管实现高耐压的整流器
US7903440B2 (en) * 2007-11-23 2011-03-08 System General Corp. Synchronous regulation circuit and method for providing synchronous regulation for power converters
US8750006B2 (en) * 2009-12-29 2014-06-10 Integrated Device Technology Inc. Synchronous rectifier circuit
TWI390833B (zh) * 2009-12-31 2013-03-21 Delta Electronics Inc 具有穩壓控制之多輸出直流對直流轉換裝置
CN101847935A (zh) * 2010-05-24 2010-09-29 深圳市核达中远通电源技术有限公司 一种直流到直流变换器
US10355612B2 (en) * 2017-01-24 2019-07-16 Richtek Technology Corporation Flyback power converter circuit and secondary side controller circuit thereof

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4716514A (en) 1984-12-13 1987-12-29 Unitrode Corporation Synchronous power rectifier
US4922404A (en) * 1989-03-15 1990-05-01 General Electric Company Method and apparatus for gating of synchronous rectifier
US5038266A (en) * 1990-01-02 1991-08-06 General Electric Company High efficiency, regulated DC supply
DK0529180T3 (da) 1991-08-30 1996-04-15 Alcatel Bell Sdt Sa AC-strømdetektor- og strømforsyningskredsløb
US5274543A (en) 1992-04-20 1993-12-28 At&T Bell Laboratories Zero-voltage switching power converter with lossless synchronous rectifier gate drive
JPH06209569A (ja) * 1993-01-05 1994-07-26 Yokogawa Electric Corp スイッチング電源装置
US5625541A (en) 1993-04-29 1997-04-29 Lucent Technologies Inc. Low loss synchronous rectifier for application to clamped-mode power converters
JP3202416B2 (ja) * 1993-05-28 2001-08-27 新電元工業株式会社 同期整流コンバータ
JPH08289538A (ja) * 1995-04-18 1996-11-01 Origin Electric Co Ltd Dc−dcコンバータ
EP0741447A3 (de) * 1995-05-04 1997-04-16 At & T Corp Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Synchrongleichrichterumwandlerschaltung
US5590032A (en) 1995-05-25 1996-12-31 Lucent Technologies Inc. Self-synchronized drive circuit for a synchronous rectifier in a clamped-mode power converter
US5742491A (en) * 1995-08-09 1998-04-21 Lucent Technologies Inc. Power converter adaptively driven
JP3418285B2 (ja) * 1995-11-20 2003-06-16 株式会社日立製作所 スイッチング電源装置
US5841641A (en) * 1996-05-01 1998-11-24 Compaq Computer Corporation Protected zero-crossing detection using switching transistor's on-resistance
JP3515675B2 (ja) 1997-02-06 2004-04-05 新電元工業株式会社 同期整流回路
JPH10243647A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Sony Corp 電源装置
DE69822284T2 (de) * 1997-08-04 2005-02-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Stromversorgung mit syncronischer gleichrichtung
US5907481A (en) 1997-10-31 1999-05-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Double ended isolated D.C.--D.C. converter
JPH11308862A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Nec Fukushima Ltd スイッチング電源回路
US6101104A (en) * 1998-06-04 2000-08-08 Hughes Electronics Corporation Predictive threshold synchronous rectifier control
US6038148A (en) 1998-12-11 2000-03-14 Ericsson, Inc. Self-driven synchronous rectification scheme
US6128206A (en) 1999-03-12 2000-10-03 Ericsson, Inc. Clamping circuit and method for synchronous rectification
US6166927A (en) 1999-07-23 2000-12-26 Ericsson Inc. Push-pull power converter circuit
US6111769A (en) 1999-09-24 2000-08-29 Ericsson, Inc. External driving circuit for bridge type synchronous rectification
US6169683B1 (en) 1999-10-07 2001-01-02 Ericsson Inc. Resonant gate drive for synchronous rectifiers
US6297970B2 (en) * 1999-12-10 2001-10-02 International Business Machines Corporation Multiple output synchronous rectifier circuit providing zero volt switch mode operation

Also Published As

Publication number Publication date
ATE300805T1 (de) 2005-08-15
DE60112244D1 (de) 2005-09-01
CN1227804C (zh) 2005-11-16
US6459600B2 (en) 2002-10-01
WO2001056141A1 (en) 2001-08-02
CN1418399A (zh) 2003-05-14
EP1252705A1 (de) 2002-10-30
AU2001233021A1 (en) 2001-08-07
EP1252705B1 (de) 2005-07-27
US20010033506A1 (en) 2001-10-25
JP2003526307A (ja) 2003-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60112244T2 (de) Vereinfachte implementierung der parallelschaltung von synchrongleichrichter-modulen
DE68916995T2 (de) Schaltleistungsversorgung.
US5541828A (en) Multiple output converter with continuous power transfer to an output and with multiple output regulation
DE60120800T2 (de) Schaltnetzteileinheit
US6058026A (en) Multiple output converter having a single transformer winding and independent output regulation
DE69834981T2 (de) Phasenversetzter Vollbrückenwandler mit sanfter PWM-Umschaltung
US6728118B1 (en) Highly efficient, tightly regulated DC-to-DC converter
DE69911923T2 (de) Schema eines selbstschwingenden synchrongleichrichters
DE102008022910B4 (de) Bidirektionale Steuerung mit Überschwingschutz bei einem Lastfreien Zustand
DE69921883T2 (de) Stromresonanzartiger Schaltnetzteil
CN1202659C (zh) 视频显示器备用电源
CN100502213C (zh) 谐振转换器及实现其轻载以及空载稳压的方法
EP1976108B1 (de) Konverter, insbesondere für ein Ionentriebwerk
DE102020204966A1 (de) Leistungsverwaltungsschaltung
DE69632439T2 (de) Unterbrechungsfreies Schaltreglersystem
CN101232249A (zh) 同步调节电路
DE112019001095T5 (de) Schaltnetzteil-schaltung
DE102014103454A1 (de) System und Verfahren für einen Schaltleistungswandler
DE69818298T2 (de) Frequenzwandler und unterbrechungsfreie stromversorgung damit
DE112009000740T5 (de) Stromgesteuerter selbstschwingender Sperrwandler mit zwei Transistoren
DE102020118998A1 (de) Verfahren zum steuern eines leistungsschalters, bidirektionales schaltnetzteil und bidirektionaler dc/dc-wandler
DE102010060508B4 (de) Spannungswandler mit einer Speicherdrossel mit einer Wicklung und einer Speicherdrossel mit zwei Wicklungen
DE60316392T2 (de) Energierückgewinnungsschaltung und Stromwandlungssystem
DE69831267T2 (de) Ladeschaltung für usv
US20160261193A1 (en) Switched mode power supply and method of operating a switched mode power supply

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition