DK174329B1

DK174329B1 - Conversion unit and method of conversion

Info

Publication number: DK174329B1
Application number: DK199801581A
Authority: DK
Inventors: Bjarne Jensen
Original assignee: Bjarne Jensen
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2002-12-09
Also published as: DK199801581A; AU1263900A; WO2000033451A1

Description

i DK 174329 B1in DK 174329 B1

Konverteringsenhed og fremgangsmåde til konverteringConversion unit and method of conversion

Denne opfindelse angår en fremgangsmåde til konvertering og en konverteringsenhed for konvertering af to eller 5 flere DC spændingsniveauer fra konverteringsenhedens indgang til en DC spænding på konverteringsenhedens udgang, hvor konverteringsenheden omfatter kontrollerbare kontaktmidler, der kan tilkoble og frakoble det enkelte DC-indgangsspændingsniveau for dannelse af et svingningssig-10 nal, og hvor konverteringsenheden omfatter filtreringsmidler for lavpas-filtrering af svingningssignalet for dannelse af DC spændingen på konverteringsenhedens udgang.This invention relates to a method of conversion and a conversion unit for converting two or 5 more DC voltage levels from the input of the converter to a DC voltage at the output of the converter, wherein the converter comprises controllable contact means capable of switching on and off the single DC input voltage level to form a single DC input voltage level. oscillation signal, and wherein the converter comprises filter means for low-pass filtering of the oscillation signal to generate the DC voltage at the output of the converter.

15 I forbindelse med anvendelse af spændingskilder, der forsynes af energikilder med varierende energiniveauer, som eksempelvis alternative energikilder som solcellepaneler, er det nødvendigt at anvende en supplerende spændingsforsyning for at kunne levere et vedvarende konstant spæn-20 dingsniveau.In connection with the use of voltage sources supplied by energy sources with varying energy levels, such as alternative energy sources such as solar panels, it is necessary to use an additional voltage supply in order to provide a sustained constant voltage level.

En måde hvorpå denne supplering kan foretages er, at man udelukkende anvender den ene eller den anden forsyning afhængigt af forsyningens energiniveau. Dette medfører 25 dog, at man ikke får en optimal udnyttelse af energien fra den alternative energikilde. Således er man interesseret i at anvende en konverteringsenhed, der giver en mere optimal udnyttelse af energien i den alternative energikilde.One way in which this supplement can be made is to use only one or the other supply depending on the energy level of the supply. However, this means that 25 does not get the optimal use of energy from the alternative energy source. Thus, one is interested in using a conversion unit that provides a more optimal utilization of the energy in the alternative energy source.

3030

Fra GB A 2.080.639 kendes et konverteringskredsløb bestående af en spoler og kondensator, hvor der forgår en spændingsomsætning ved switching fra et indgangs potentiale til et højere udgangspotentiale. Skriftet om-35 handler ikke samtidig energioptag fra flere spændingskilder .GB A 2,080,639 discloses a conversion circuit consisting of a coil and capacitor, where a voltage conversion occurs when switching from an input potential to a higher output potential. The writing about -35 does not simultaneously deal with energy absorption from several voltage sources.

DK 174329 B1 2 I publikationen JP 7 163 144 A beskrives en DC-DC konverteringsenhed, der kan konvertere flere DC-indgangs-spændingsniveauer til én DC-spænding via transformatorer.DK 174329 B1 2 JP 7 163 144 A discloses a DC-DC converter which can convert multiple DC input voltage levels to one DC voltage via transformers.

5 US 3,769,571 omhandler en strømforsyning med 2 indgangskredsløb, som styres af en fælles kontrolenhed. Indgangskredsløbene står i forbindelse med hver sit sæt primærviklinger på en transformater, hvor transformatorens se-10 kundærvikling står i forbindelse med en belastning.US 3,769,571 discloses a power supply with 2 input circuits controlled by a common control unit. The input circuits are connected to each set of primary windings on a transformer, where the transformer's secondary customer winding relates to a load.

Ligeledes beskriver US 5,781,419 en DC-DC konverter med mulighed for tilslutning til 2 energikilder. En transformator er forsynet med to primærviklinger, som hver er 15 tilkoblet et konverteringskredsløb, der forsynes fra forskellige energikilder.Also, US 5,781,419 discloses a DC-DC converter with the option of connecting to 2 energy sources. A transformer is provided with two primary windings, each of which is connected to a conversion circuit supplied from different energy sources.

Den konverteringsmetode, som beskrives i de 3 ovennævnte dokumenter, er forholdsvis dyr bl.a. på grund af trans-20 formatorerne. Yderligere er der i denne konverteringsmetode behov for et stort antal komponenter, hvilket medfører en lav virkningsgrad på grund af energitab i komponenterne .The conversion method described in the three documents mentioned above is relatively expensive. due to the transformers. Furthermore, this conversion method requires a large number of components, which results in a low efficiency due to energy loss in the components.

25 Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en konverteringsenhed, der løser ovennævnte problemer.It is the object of the invention to provide a conversion unit which solves the above problems.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at konverteringsenhedens filtreringsmidler omfatter en selvinduktion og en 30 kapacitet, og at selvinduktionen er placeret mellem kontaktmidlerne og udgangen, således at selvinduktionen, når svingningssignalet skifter fra et første spændingsniveau til et andet lavere spændingsniveau, henter energi fra energikilden med det andet spændingsniveau på grund af 35 selvinduktionens oplagrede magnetiske energi. Derved kan der anvendes en selvinduktion, der er relativt billig i DK 174329 B1 3 forhold til transformatorer. Yderligere får man en simpel løsning, der kræver relativt få komponenter, hvorved man får større virkningsgrad.This is achieved according to the invention in that the filtering means of the conversion unit comprise a self-induction and a capacity, and that the self-induction is located between the contact means and the output, so that when the oscillation signal changes from a first voltage level to a second lower voltage level, the self-induction acquires energy from the energy source with the second voltage level due to the stored magnetic energy of the self-induction. This allows a self-induction which is relatively inexpensive in terms of transformers. Furthermore, you get a simple solution that requires relatively few components, which gives you greater efficiency.

5 I en særlig udførelsesform omfatter enheden en regule-ringsslcjfe, der ud fra en sammenligning mellem et udtryk for udgangsspændingen og en referenceværdi kan danne en udgangsspænding, der svarer til referenceværdien, ved at ændre på firkantsignalets duty-cycle. Derved kan man dan-10 ne en udgangsspænding, der er stabil, selvom DC-indgangsspændingsniveauerne varierer.In a particular embodiment, the unit comprises a control loop which, based on a comparison between an output voltage expression and a reference value, can generate an output voltage corresponding to the reference value by changing the square signal duty cycle. This allows an output voltage to be stable which is stable, even if the DC input voltage levels vary.

I en yderligere udførelsesform omfatter konverteringsenheden omskiftningsmidler, der kan skifte mellem et første 15 og et anden DC-indgangsspændingsniveau, således at det første spændingsniveau kan frakobles, og det andet spændingsniveau kobles til selvinduktionen via kontaktmidlerne, hvor omskiftningsmidlerne i en udførelsesform er et relæ. Derved er der mulighed for kun at anvende det ene 20 spændingsniveau i tilfælde af, at det stammer fra en alternativ energikilde, og hvor energikilden har energi nok til alene at kunne opretholde udgangsspændingen.In a further embodiment, the converter unit comprises switching means which can switch between a first 15 and a second DC input voltage level so that the first voltage level can be switched off and the second voltage level is coupled to the self-induction via the contact means, where the switching means in one embodiment is a relay. Thereby, it is possible to use only the one voltage level in the event that it originates from an alternative energy source and where the energy source has enough energy to be able to maintain the output voltage alone.

I en udførelsesform omfatter omskiftningsmidlerne detek-25 teringsmidler for detektering af det første og andet indgangsspændingsniveau, og midler for automatisk omskiftning afhængigt af, om indgangsspændingsniveauerne er højere eller lavere end den ønskede udgangsspænding. Således kan omskiftningen foregå automatisk.In one embodiment, the switching means comprise detecting means for detecting the first and second input voltage levels, and means for automatic switching depending on whether the input voltage levels are higher or lower than the desired output voltage. Thus, the switching can take place automatically.

30 I en særlig udførelsesform omfatter konverteringsenheden en step-up enhed, eksempelvis en SMPS DC-DC konverteringsenhed af step-up typen, som i forbindelse med at et af spændingsniveauerne stammer fra en alternativ energi-35 kilde kan trække en maksimal energi fra denne. Derved får man en optimal udnyttelse af den alternative energikilde.In a particular embodiment, the converting unit comprises a step-up unit, for example a step-up type SMPS DC-DC converter which, in connection with one of the voltage levels originating from an alternative energy source, can extract a maximum energy from it. This gives you an optimal use of the alternative energy source.

DK 174329 B1 4 I en speciel udførelsesform er der imellem den alternative energikilde og step-up enheden placeret en switch-kontrolenhed, hvor enheden kan sammenligne energikildens 5 spændingsniveau med et minimalt tilladeligt og afkoble energikilden, såfremt energikildens spændingsniveau bliver lavere end det minimalt tilladelige.In a particular embodiment, a switching control unit is located between the alternative energy source and the step-up unit, where the unit can compare the voltage level of the energy source 5 with a minimum permissible and decouple the energy source if the voltage level of the energy source becomes lower than the minimum permissible.

Et yderligere formål med opfindelsen er at angive en 10. fremgangsmåde for konvertering af to eller flere DC spændingsniveauer til en DC-spænding.A further object of the invention is to provide a method for converting two or more DC voltage levels to a DC voltage.

Dette opnås som beskrevet i den kendetegnende del af krav 5.This is achieved as described in the characterizing part of claim 5.

1515

Foretrukne udførelsesformer for fremgangsmåden er angivet i krav 5-7.Preferred embodiments of the method are set out in claims 5-7.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under hen-20 visning til figurerne, hvor fig. 1 viser en principskitse for konverteringsenheden, 25 fig. 2 viser et principdiagram over konverteringsen hedens opbygning, fig. 3A viser et diagram for en klassisk konverteringsenhed, der anvender step-down, 30 fig. 3B viser et diagram over konverteringsenheden for konvertering af flere spændingsniveauer i følge opfindelsen, 5 DK 174329 B1 fig. 4A viser et diagram over konverteringsenheden med reguleringssløj fe for konvertering af flere spændingsniveauer i følge opfindelsen, 5 fig. 4B viser en kurve for spændingsniveauet målt i et punkt A på konverteringsenheden vist på figur 4A, fig. 5A viser et diagram over en særlig udførelsesform, 10 fig. 5B viser en kurve for spændingsniveauet målt i et punkt A på konverteringsenheden vist på figur 5A, og 15 fig. 6 viser konverteringsenheden, hvor der anvendes et step-up kredsløb i forbindelse med spændingsniveauet V2.The invention is explained in more detail below with reference to the figures, in which fig. 1 is a schematic diagram of the conversion unit; FIG. 2 shows a principle diagram of the conversion structure of the conversion; FIG. Fig. 3A shows a diagram of a classic conversion unit using step-down; 3B shows a diagram of the conversion unit for the conversion of several voltage levels according to the invention, FIG. Fig. 4A shows a diagram of the converter unit with control loop for converting several voltage levels according to the invention; Fig. 4B shows a graph of the voltage level measured at a point A of the conversion unit shown in Fig. 4A; 5A is a diagram of a particular embodiment; FIG. Fig. 5B shows a graph of the voltage level measured at a point A of the conversion unit shown in Fig. 5A, and Figs. 6 shows the conversion unit using a step-up circuit in connection with the voltage level V2.

I det følgende beskrives en udførelsesform af opfindel-20 sen.An embodiment of the invention is described below.

På fig. 1 ses en konverteringsenhed 11, der er forbundet med 2 spændingskilder til forsyning af en belastning. Disse spændingskilder har forskellige DC-spændings-25 niveauer VI og V2, og konverteringsenheden 11 omformer dem til én stabiliseret udgangsspænding Vos.In FIG. 1, a conversion unit 11 is shown, which is connected to 2 voltage sources for supplying a load. These voltage sources have different DC voltage levels Levels VI and V2, and the converter unit 11 converts them into one stabilized output voltage Vos.

På fig. 2 vises en principskitse for, hvordan DC-spændingsniveauerne VI og V2 omdannes til én DC-30 udgangsspænding Vo. Der anvendes en dutycycle controller 21, der danner et firkantsignal med kontrollerbar dutycycle. Controlleren 21 er forbundet til en kontakt 22, der skifter mellem adgang til spændingsniveauet VI og V2, afhængigt af firkantsignalet. Der vil således ved udgan-35 gen af kontakten 22 dannes et signal, som skifter mellem spændingsniveauerne VI og V2. Dette firkantsignal lavpas- DK 174329 B1 6 filtreres med et lavpasfilter 23 på en sådan måde, at der genereres en DC udgangsspænding Vo. Udgangsspændingen Vo kommer således til at afhænge af størrelsen af VI og V2, og af firkantsignalets dutycycle. Udgangsspændingen før 5 filtreringen sammenlignes med en referencværdi Vref i 24, som eksempelvis kan være en error amplifier, og det resulterende signal fra 24 anvendes derefter til at regulere firkantsignalets dutycycle. Man bruger udgangsspændingen, før den filtreres på grund af den faseforskydning, 10 der sker i lavpas-filteret 23. Således har man en sløjfe for dannelse og opretholdelse af en stabiliseret udgangsspænding Vos.In FIG. Figure 2 shows a principle sketch of how DC voltage levels VI and V2 are converted into one DC-30 output voltage Vo. A dutycycle controller 21 is used which generates a square signal with controllable dutycycle. The controller 21 is connected to a switch 22 that switches between accessing the voltage level VI and V2, depending on the square signal. Thus, at the output of the switch 22, a signal will be generated which switches between the voltage levels VI and V2. This square signal low pass filter is filtered with a low pass filter 23 in such a way as to generate a DC output voltage Vo. The output voltage Vo will thus depend on the magnitude of VI and V2 and on the dutycycle of the square signal. The output voltage before the filtering is compared with a reference value Vref in 24, which may be, for example, an error amplifier, and the resulting signal from 24 is then used to control the square signal's duty cycle. The output voltage is used before it is filtered due to the phase shift 10 that occurs in the low-pass filter 23. Thus, one has a loop for forming and maintaining a stabilized output voltage Vos.

I det følgende kommer en detaljeret beskrivelse af kon-15 verteringsenhedens opbygning. Til forståelse af dette forklares princippet i en klassisk SMPS DC-DC konverteringsenhed af step-down typen, illustreret i figur 3A, som kan konvertere et højere spændingsniveau VI til en lavere udgangsspænding Vo. Der anvendes en kontakt, der 20 er opbygget af en PWM transistor 31, der henholdsvis tilkobler og afkobler forbindelse til VI afhængigt af styresignalet, og der dannes et signal i punktet A, der svinger mellem 0 og VI. Dette signal lavpasfiltreres i et filter opbygget af en induktans 32 og en kapacitans 33, 25 hvorved der dannes en DC-udgangsspænding Vo over belastningen 34 .The following is a detailed description of the converter unit structure. To understand this, the principle is explained in a classic step-down type SMPS DC-DC converter illustrated in Figure 3A, which can convert a higher voltage level VI to a lower output voltage Vo. A switch 20 is constructed of a PWM transistor 31 which, respectively, switches on and decouples connection to VI depending on the control signal, and a signal is generated at the point A which oscillates between 0 and VI. This signal is low pass filtered in a filter made up of an inductance 32 and a capacitance 33, 25, thereby generating a DC output voltage Vo over the load 34.

Den klassiske konverteringsenhed fungerer ved, at når signalet i punktet A har spændingsniveauet VI, oplagres 30 der magnetisk energi i induktansen 32, således at strømmen gennem induktansen 32 langsomt stabiliseres. Da den magnetiske energi ikke kan afgives momentant, vil strømmen gennem induktansen 32 ikke kunne ændres momentant og således vil strømmen søges opretholdt via dioden 35, der 35 er koblet til jord. Herved kan man ved styring af længden af PWM transistorens tilkoblings- og afkoblings perioder DK 174329 B1 7 danne en DC udgangsspænding Vo med et lavere spændingsniveau end VI.The classical converter unit functions in that when the signal at the point A has the voltage level VI, magnetic energy is stored in the inductance 32, so that the current through the inductance 32 is slowly stabilized. Since the magnetic energy cannot be emitted instantaneously, the current through the inductance 32 cannot be instantaneously changed and thus the current is sought to be maintained via the diode 35 connected to ground. Hereby, by controlling the length of the PWM transistor's switching on and off periods, a DC output voltage Vo with a lower voltage level than VI can be generated.

På fig. 3B ses en konverteringsenhed ifølge opfindelsen 5 bygget over princippet fra den klassiske SMPS DC-DC konverteringsenhed af step-down typen, men som kan udnytte 2 spændingsniveauer VI og V2, hvor V2 er lavere end Vo. Dioden 35 er her koblet til det lavere spændingsniveau V2. Derved vil der i PWM transistorens afbrudte perioder, på 10 grund af induktansen 32, blive trukket energi fra V2. Man vil således få et signal i punktet A, der skifter mellem VI og V2 og man vil få en DC udgangsspænding Vo, der afhænger af VI og V2.In FIG. Figure 3B shows a conversion unit according to the invention 5 built on the principle of the classic SMPS DC-DC step-down type conversion unit, but which can utilize 2 voltage levels VI and V2, where V2 is lower than Vo. The diode 35 is here coupled to the lower voltage level V2. In this way, during the interrupted periods of the PWM, due to the inductance 32, energy will be drawn from V2. Thus, a signal will be obtained at the point A which switches between VI and V2 and you will get a DC output voltage Vo which depends on VI and V2.

15 På figur 4A er der vist et diagram over en udførelsesform af konverteringsenheden 1 med feedback for opretholdelse af en konstant udgangsspænding Vo. Denne udførelsesform er specielt relevant i forbindelse med, at spændingsniveauerne VI og V2 varierer. Der måles et udtryk for ud-20 gangsspændingen i punktet A over en feedback modstand RF, som sammenlignes med en referenceværdi i en komperator 41. Denne sammenligning resulterer i en fejl, som anvendes i en dutycycle controller 42 for tilpasning af PWM transistorens tændte og afbrudte perioder. Grunden til at 25 udgangsspændingen Vo måles, før den lavpasfilteres, er, at der sker en faseforskydning i lavpasfilteret bestående af selvinduktionen 43 og kapacitansen 44. Det bemærkes, at der er opretholdt en forbindelse mellem punktet A og jord over en diode 45, for det tilfælde, hvor V2 er ude 30 af drift.Figure 4A shows a diagram of one embodiment of the converter unit 1 with feedback for maintaining a constant output voltage Vo. This embodiment is particularly relevant in view of the fact that voltage levels VI and V2 vary. An expression of the output voltage at point A is measured over a feedback resistor RF, which is compared to a reference value in a comparator 41. This comparison results in an error used in a dutycycle controller 42 for adapting the PWM transistor on and off. periods. The reason why the output voltage Vo is measured before low-pass filtering is because a phase shift occurs in the low-pass filter consisting of self-induction 43 and capacitance 44. It is noted that a connection between point A and ground across a diode 45 is maintained for it. cases where V2 is out of service 30.

På figur 4B illustreres spændingen i punktet A for forskellige værdier af spændingsniveauet V2. I det illustrerede eksempel har VI et spændingsniveau på 70V, og V2 va-35 rierer fra 0 - 50V i spring på 10V. Det ses, at forholdet mellem den tilkoblede og den frakoblede periode ændres, DK 174329 B1 8 når V2 vokser, således at der anvendes en stigende mængde energi fra V2. Det bemærkes, at signalet er tilnærmelsesvis konstant efter lavpasfiltreringen.Figure 4B illustrates the voltage at point A for different values of voltage level V2. In the illustrated example, VI has a voltage level of 70V, and V2 varies from 0 - 50V in jumps of 10V. It can be seen that the ratio between the switched on and the switched off period changes when V2 grows, so that an increasing amount of energy is used from V2. It is noted that the signal is approximately constant after the low pass filtering.

5 Figur 5A illustrerer en anden udførelsesform af opfindelsen. I denne udførelsesform er der placeret en omskifter i form af et relæ 51. I det tilfælde, hvor V2 er højere end VI, og VI er højere end den ønskede udgangsspænding, skifter relæet 51 stilling. VI afkobles således og ude-10 lukkende V2 udnyttes via PWM transistoren 52, hvor forholdet mellem den tilkoblede og den afkoblede periode afhænger af spændingsniveauet V2. Udgangsspændingen Vo over belastningen 53 forbliver således stabil. I en særlig udførelsesform er kontaktanordningen indrettet således, at 15 den omfatter midler for detektering af VI og V2, og relæet 51 vil være i den viste stilling, når V2 detekteres til at være større end VI og i den modsatte stilling, når V2 detekteres til at være mindre end VI.Figure 5A illustrates another embodiment of the invention. In this embodiment, a switch is provided in the form of a relay 51. In the case where V2 is higher than VI and VI is higher than the desired output voltage, relay 51 changes position. Thus, VI is decoupled and outgoing V2 is utilized via PWM transistor 52, where the relationship between the coupled and the decoupled period depends on the voltage level V2. Thus, the output voltage Vo over the load 53 remains stable. In a particular embodiment, the contact device is arranged to include means for detecting VI and V2 and the relay 51 will be in the position shown when V2 is detected to be greater than VI and in the opposite position when V2 is detected to to be less than VI.

20 Figur 5B viser spændingen i punktet A, når V2 er større end VI, og relæet 51 dermed erstatter VI med V2. V2 falder fra 90V - 65V i spring på 5V. Når V2 falder, stiger PWM transistorens tilkoblede periode i forhold til den afkoblede periode på grund af reguleringssløjfen. Det be-25 mærkes, at signalet er tilnærmelsesvis konstant efter lavpasfiltrering.Figure 5B shows the voltage at point A when V2 is greater than VI, and relay 51 thus replaces VI with V2. V2 drops from 90V - 65V in leaps of 5V. As V2 decreases, the PWM transistor connected period increases relative to the decoupled period due to the control loop. It is noted that the signal is approximately constant after low pass filtering.

Figur 6 viser en udførelsesform, hvor der anvendes en step-up enhed der eksempelvis kan være en SMPS DC-DC kon-30 verteringsenhed af step-up typen, i forbindelse med den ene energikilde med spændingsniveauet V2. I tilfælde af at belastningen har brug for en spænding og en strøm, der ikke udnytter energien fra energikilden med spændingsniveauet V2 optimalt, er det af interesse at hæve den le-35 verede energi, således at man får en bedre udnyttelse af energikildens rådighedseffekt. For at undgå at energikil- DK 174329 B1 9 den belastes unødigt, sidder der foran step-up enheden en switch-kontrolenhed 61, der overvåger spændingen på energikildens udgangsspænding ved spændingsdeling over resistanserne 62 og 63. Enheden fungerer ved, at den sammen-5 ligner energikildens udgangsspænding med en værdi for en minimalt tilladelig spænding. Såfremt udgangsspændingen kommer under denne, åbnes kontakten, så der ikke længere er forbindelse til step-up delen.Figure 6 shows an embodiment using a step-up unit which may be, for example, an SMPS DC-DC conversion unit of the step-up type, in connection with one energy source with the voltage level V2. In case the load needs a voltage and a current that does not utilize the energy from the energy source with the voltage level V2 optimally, it is of interest to raise the delivered energy so that a better utilization of the energy source's power is utilized. To avoid unnecessarily straining the energy source, there is a switch control unit 61 in front of the step-up unit that monitors the voltage of the power source output voltage by voltage sharing across resistors 62 and 63. The unit operates by interconnecting it. is similar to the output voltage of the power source with a value for a minimum allowable voltage. If the output voltage falls below this, the switch opens so that the step-up part is no longer connected.

10 Step-up delen virker ved, at en switch, i dette tilfælde en PWM transistor 64, styres af en step-up controller 65, der skiftevis tænder og afbryder PWM transistoren 64. Når transistoren 64 er tændt, er selvinduktionen 66 forbundet til jord, og strømmen igennem den inducerer en stor mag-15 netisk energi. Når PWM transistoren 64 er afbrudt, er selvinduktionen 66 forbundet til jord via en diode 67 og en kapacitet 68. Strømmen i selvinduktionen 66 søges opretholdt, hvorved der skabes en spænding over kapaciteten 68, som er større end V2. For at undgå at spændingen bli-20 ver større end den nødvendige, måles denne ved anvendelse af spændingsdeling. Værdien sammenlignes i 69 med en referenceværdi, der repræsenterer den ønskede udgangsspænding. Såfremt den målte udgangsspænding Vo er større end referenceværdien, afbrydes step-up controlleren 65 og 25 dermed PWM transistoren 64, og kapaciteten 68 aflades til spændingsniveauet V2. Step-up controlleren 65 genstartes, når udgangsspændingen Vo er faldet til en værdi, der er lavere end referencespændingen.The step-up part works in that a switch, in this case a PWM transistor 64, is controlled by a step-up controller 65 which alternately turns on and off the PWM transistor 64. When the transistor 64 is switched on, the self-induction 66 is connected to ground , and the current through it induces a great magnetic energy. When the PWM transistor 64 is disconnected, the self-induction 66 is connected to ground via a diode 67 and a capacitance 68. The current in the self-induction 66 is sought to be maintained, thereby creating a voltage across the capacitance 68 greater than V2. In order to avoid the voltage becoming larger than necessary, this is measured using voltage splitting. The value is compared in 69 with a reference value representing the desired output voltage. Thus, if the measured output voltage Vo is greater than the reference value, the step-up controller 65 and 25 are interrupted by the PWM transistor 64 and the capacity 68 is discharged to the voltage level V2. The step-up controller 65 is restarted when the output voltage Vo has dropped to a value lower than the reference voltage.

30 Opfindelsen er specielt velegnet i forbindelse med alternative energikilder som solenergi, hvor man er interesseret i at udnytte den alternative energikilde optimalt.The invention is particularly suitable in connection with alternative energy sources such as solar energy, where one is interested in making optimal use of the alternative energy source.

Det skal understreges, at den foreliggende opfindelse ik-35 ke er begrænset til de viste udførelseseksempler, ligesom DK 174329 B1 10 det forstås, at opfindelsen kan indbygges eller sammen-bygges med eksisterende konstruktioner eller features.It should be emphasized that the present invention is not limited to the exemplary embodiments shown, just as it is understood that the invention may be incorporated or incorporated with existing designs or features.

Claims

A converter for converting two or more DC voltage levels from the converter inputs 5 to one DC voltage at the output of the converter, wherein the converter comprises controllable contact means which can switch on and off the individual DC input voltage level for forming a vibration signal, and wherein the converter signal comprises 10 means for low-pass filtering of the oscillation signal to generate the DC voltage at the output of the converter unit, characterized in that the filtering means comprise a self-induction and a capacity and that the self-induction is located between the contact means and the output, so that the self-induction as the oscillation signal changes from a first voltage level to a second lower voltage level, retrieves energy from the energy source with the second voltage level due to the stored magnetic energy of self-induction. 20

Conversion unit according to claim 1, characterized in that the unit comprises a control loop which can, based on a comparison between an expression of the output voltage and a reference value, produce an output voltage corresponding to the reference value by changing the duty cycle of that signal. that switches on and off the individual DC input voltage level. 1 2 3 4 5 6 2

A conversion unit according to claims 1-2, characterized in that the conversion unit comprises a step-4 up unit, for example a 5-step type SMPS DC-DC converter, which in connection with one of the voltage 6 levels originates from an alternative energy source can extract a maximum energy from it. DK 174329 B1

A conversion unit according to claims 1-3, characterized in that between the alternative energy source and the step-up unit there is a switch control unit, 5 wherein the unit can compare the voltage level of the energy source with a minimum permissible and decouple the energy source if the voltage level of the energy source is lower than the minimally permissible.

A method of converting two or more DC voltage levels into a DC voltage, where a vibration signal is generated by switching on and off the single DC input voltage level using contact means, and the vibration signal is low-pass filtered to generate the DC voltage, characterized by that the filtration takes place with a self-induction and a capacity and that the self-induction is located between the contact means and the output, so that when the oscillation signal changes from a first voltage level to a second voltage level, the self-induction retrieves energy from the energy source with the second voltage level of because of the stored magnetic energy of self-induction.

Method according to claim 5, characterized in that the unit comprises a control loop which, based on a comparison between an output voltage expression and a reference value, produces an output voltage corresponding to the reference value by changing the duty cycle of the signal switching on. and disconnects the individual DC-30 input voltage level.

Method according to claims 5-6, characterized in that in connection with a step-up unit placed in connection with an alternative energy source, a switch control unit is placed and the voltage level of the energy source is compared with a minimum permissible and decoupled if exceeded.