SE511081C2 - forward-type inverter - Google Patents

forward-type inverter

Info

Publication number
SE511081C2
SE511081C2 SE9603018A SE9603018A SE511081C2 SE 511081 C2 SE511081 C2 SE 511081C2 SE 9603018 A SE9603018 A SE 9603018A SE 9603018 A SE9603018 A SE 9603018A SE 511081 C2 SE511081 C2 SE 511081C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
converter
control
circuit
coupling means
control signal
Prior art date
Application number
SE9603018A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE511081C3 (en
SE9603018L (en
SE9603018D0 (en
Inventor
Matti Havukainen
Original Assignee
Nokia Telecommunications Oy
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 Nokia Telecommunications Oy filed Critical Nokia Telecommunications Oy
Publication of SE9603018L publication Critical patent/SE9603018L/en
Publication of SE9603018D0 publication Critical patent/SE9603018D0/en
Publication of SE511081C3 publication Critical patent/SE511081C3/en
Publication of SE511081C2 publication Critical patent/SE511081C2/en

Links

Classifications

    • 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)

Abstract

The invention relates to a forward converter comprising: a transformer (1) through which power is transferred from the primary circuit of the converter to the secondary circuit thereof, a control circuit (IC) for generating a first control signal and controlling the output voltage of the converter, a first switching means (S1) for interrupting the primary winding of the transformer (1) in response to the first control signal, an element (L) for storing energy, a second switching means (S2) synchronized with the first switching means (S1) in such a manner that the switches (S1, S2) are simultaneously in a conducting and, correspondingly, in a non-conducting state, a third switching means (S3) synchronized with the first switching means (S1) in such a manner that the switches (S1, S3) are alternately in a conducting and, correspondingly, in a non-conducting state. To provide simple control, the converter comprises converter means (2, 3, 4) for controlling the second (S2) and the third (S3) switching means responsive to the first control signal generated by the control circuit (IC), whereby the power required for controlling the switching means (S2, S3) is derived from the first control signal generated by the control circuit (IC).

Description

511 081 2 dande/icke-ledande), men att momentana undantag kan in- träffa i samband med ändringen av tillstànd. 511 081 2 leading / non-leading), but that momentary exceptions may occur in connection with the change of permit.

Uppfinningen avser speciellt en konverter avsedd för att alstra låga utspänningar av under 5V och omfattan- de synkron likriktning. Konvertrar där synkron likriktning används kan i stora drag indelas i två huvudgrupper: con- trol-driven och self-driven. Föreliggande uppfinning avser den första huvudgruppen, dvs. control-driven forward-kon- vertrar.The invention relates in particular to a converter intended to generate low voltages of less than 5V and extensive synchronous rectification. Converters where synchronous rectification is used can be broadly divided into two main groups: control-driven and self-driven. The present invention relates to the first main group, i.e. control-driven forward-counters.

En känd forward-konverter i kontinuerlig mod styrs av en i primärkretsen anordnad transistorkoppling och tvá i sekundärkretsen anordnade transistorkopplingar.A known forward converter in continuous mode is controlled by a transistor connection arranged in the primary circuit and two transistor connections arranged in the secondary circuit.

Ifrágavarande kretslösning omfattar en reglerkrets för re- glering av konverterns utspänning. Reglerkretsen håller utspänningen på önskad nivà genom användning av pulsbredd- modulation (PWM), dvs. mellan ON- och OFF-periodernas längder i konverterns tran- genonl reglering' av förhållandet sistorkopplingar.The circuit solution in question comprises a control circuit for regulating the converter output voltage. The control circuit keeps the output voltage at the desired level by using pulse width modulation (PWM), ie. between the lengths of the ON and OFF periods in the converter's trangenonl regulation 'of the ratio of last connections.

Det är ytterst viktigt för funktionen av en for- ward-konverter i kontinuerlig mod att transistorkoppling- arna i konverterns sekundärkrets är sinsemellan synkroni- serade, så att de inte samtidigt är ledande i något skede.It is extremely important for the operation of a forward converter in continuous mode that the transistor connections in the converter's secondary circuit are synchronized with each other, so that they are not conductive at any stage at the same time.

Tom. momentan samtidig konduktivitet kan förorsaka felak- tig urladdning av den i lindningen lagrade energin. I det- ta fall är det ytterst sannolikt att sekundärspänningens nivà betydligt avviker från önskad nivå, varvid åtminstone konverterns verkningsgrad betydligt avviker frän det öns- kade.Empty. instantaneous simultaneous conductivity can cause incorrect discharge of the energy stored in the winding. In this case, it is highly probable that the level of the secondary voltage deviates significantly from the desired level, whereby at least the efficiency of the converter deviates significantly from the desired one.

Den ovan nämnda kända konvertern omfattar en styrenhet för styrning av sekundärkretsens kopplingstran- sistorer. Styrenheten styr sekundärkretsens transistorer oberoende av primärkretsens kopplingstransistorer. Den för transistorernas styrning nödvändiga effekten bildas av en i sekundärkretsen befintlig separat effektkälla.The above-mentioned known converter comprises a control unit for controlling the switching transistors of the secondary circuit. The control unit controls the transistors of the secondary circuit independently of the switching transistors of the primary circuit. The power required for the control of the transistors is formed by a separate power source present in the secondary circuit.

Den mest betydande nackdelen med denna kända lös- lO 511 081 3 ning är att kopplingarnas styrspänning är komplicerad och kostsam att alstra. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att lösa ovannämnda problem och åstadkomma en forward- konverter i kontinuerlig mod som är enklare och mera eko- nomisk än kända lösningar. Dessa ändamål nås med en kon- verter enligt uppfinningen, vilken är kännetecknad av att konverterns andra och tredje kopplingsorgan är FET-tran- sistorer vars grindkapacitans används som ett minne, var- vid omvandlingsorganen styr nämnda kopplingsorgan med styrpulsar som är väsentligen smalare än den första av re- glerkretsen alstrade styrsignalen.The most significant disadvantage of this known solution is that the control voltage of the couplings is complicated and expensive to generate. The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a forward converter in continuous mode which is simpler and more economical than known solutions. These objects are achieved with a converter according to the invention, which is characterized in that the second and third coupling means of the converter are FET transistors whose gate capacitance is used as a memory, the conversion means controlling said coupling means with control pulses which are substantially narrower than the first of the control circuit generated the control signal.

Uppfinningen baserar sig på idén att styrningen av konvertern enligt uppfinningen kan förverkligas på ett betydligt enklare och mindre kostsamt sätt än i kända lös- ningar när styrpulsarna i de i konverterns sekundärkrets anordnade kopplingarna alstras av kanterna hos en PWM- styrsignal i konverterns reglerkrets, och när dessutom den för styrningen av kopplingarna nödvändiga effekten över- förs med nämnda styrpulsar. Eftersom kopplingsorganens grindkapacitans dessutom används som minnen, kan styrpul- sarna vara mycket smala, vilket förbättrar konverterns verkningsgrad. De viktigaste fördelarna med konvertern en- ligt uppfinningen är sålunda att en separat konverter inte behövs i sekundärkretsen för att styra sekundärkretsens kopplingar, att sekundärkretsen kan styras på ett betyd- ligt enklare och mera ekonomiskt sätt än i kända lösning- ar, och att verkningsgraden hos konvertern enligt uppfin- ningen något förbättras.The invention is based on the idea that the control of the converter according to the invention can be realized in a much simpler and less expensive way than in known solutions when the control pulses in the connections arranged in the converter secondary circuit are generated by the edges of a PWM control signal in the converter control circuit. in addition, the power necessary for the control of the connections is transmitted with the said control pulses. In addition, since the gate capacitance of the coupling means is used as memories, the control pulses can be very narrow, which improves the efficiency of the converter. The most important advantages of the converter according to the invention are thus that a separate converter is not needed in the secondary circuit to control the connections of the secondary circuit, that the secondary circuit can be controlled in a much simpler and more economical way than in known solutions, and that the efficiency of the converter according to the invention is slightly improved.

De föredragna. utföringsformerna för konvertern enligt uppfinningen framgår av de bifogade osjälvständiga kraven 2 - 4.The preferred. the embodiments of the converter according to the invention appear from the appended dependent claims 2 - 4.

I det följande skall uppfinningen beskrivas mera detaljerat med hjälp av en första föredragen utföringsform med hänvisning till bifogade ritningar, i vilka Figur l åskådliggör en forward-konverter enligt lS 511081 uppfinningen, och Figurerna 2A - 2F åskådliggör spänningar som förekommer i den i figur 1 visade konvertern.In the following, the invention will be described in more detail by means of a first preferred embodiment with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 illustrates a forward converter according to the invention, and Figures 2A - 2F illustrate voltages present in the one shown in Figure 1. convert.

Figur 1 åskådliggör på ett generellt sätt kopp- lingen i en forward-konverter enligt uppfinningen. PWM-re- glerkretsen är anordnad på primärspänningarnas sida. Den i figur 1 visade konvertern används i kontinuerlig mod, vil- ket betyder att den i lindning IJ lagrade energin inte fullt urladdas under OFF-tillståndet hos kopplingen S1.Figure 1 illustrates in a general way the coupling in a forward converter according to the invention. The PWM control circuit is arranged on the side of the primary voltages. The converter shown in Figure 1 is used in continuous mode, which means that the energy stored in winding IJ is not fully discharged during the OFF state of the coupling S1.

Konvertern omfattar, på ett i och för sig känt sätt, en huvudtransformator 1, via vilken effekt överförs från pri- märkretsen till sekundärkretsen. Ytterligare omfattar pri- märkretsen en koppling Sl, som kan vara t.ex. en effekt- MOSFET eller en bipolär transistor. Kopplingen S1, vars drain-elektrod är kopplad till en pol hos transformatorns l primärlindning, och vars source-elektrod är kopplad till inspänningens Uin minuspol, används för att bryta primär- spänningen som passerar via primärlindningen. Den i figur 1 visade konverterns inspänning kan variera beroende av tillämpningen. I telekommunikationsanordningar t.ex. är den företrädesvis ca +4OV - ca +7OV.The converter comprises, in a manner known per se, a main transformer 1, via which power is transmitted from the primary circuit to the secondary circuit. The primary circuit further comprises a coupling S1, which can be e.g. a power MOSFET or a bipolar transistor. The coupling S1, whose drain electrode is connected to a pole of the primary winding of the transformer 1, and whose source electrode is connected to the negative pole of the input voltage Uin, is used to break the primary voltage passing through the primary winding. The input voltage of the converter shown in Figure 1 may vary depending on the application. In telecommunication devices e.g. it is preferably about + 4OV - about + 7OV.

Den i figur 1 visade konverterns utspänning styrs av en reglerkrets IC som genom reglering av transistorers S1, S2 och S3 funktionscykel alstrar önskad utspänning för konvertern, som i fallet i figur 1 är +3,3V. Utspänningen regleras med hjälp av pulsbreddmodulation (PWM), dvs. ge- nom reglering av förhållandet mellan längden hos ON- och OFF-perioderna. För detta ändamål omfattar reglerkretsen IC, förutom andra komponenter, en oscillator (icke visad).The output voltage of the converter shown in Figure 1 is controlled by a control circuit IC which, by regulating the operating cycle of transistors S1, S2 and S3, generates the desired output voltage for the converter, which in the case of Figure 1 is + 3.3V. The output voltage is regulated by means of pulse width modulation (PWM), ie. by regulating the relationship between the length of the ON and OFF periods. For this purpose, the control circuit IC comprises, in addition to other components, an oscillator (not shown).

Reglerkretsen IC styr utspänningen på basis av spänningsinformation och primärströmsinformation som er- hålls från konverterns utgång. Utspänningsinformationen ges av en differentieringsförstärkare 6 med galvanisk iso- lering. Differentieringsförstärkaren 6 matar utspännings- informationen till reglerkretsens ingång Vfb. Information 511 081 om primärströmmen tas från primärkretsen med hjälp av en strömmätningstransformator 5, och matas till reglerkrets- ens strömmâtningsingàng Is. I exemplet i figur 1 tas reg- lerkretsens IC bruksspänning Vc från konverterns ingång.The control circuit IC controls the output voltage on the basis of voltage information and primary current information obtained from the converter output. The output voltage information is provided by a differentiating amplifier 6 with galvanic isolation. The differentiation amplifier 6 supplies the output voltage information to the input circuit Vfb. Information 511 081 about the primary current is taken from the primary circuit by means of a current measuring transformer 5, and is supplied to the current measuring input Is of the control circuit. In the example in Figure 1, the operating voltage Vc of the control circuit IC is taken from the input of the converter.

En inkondensator Cin är anordnad i samband med konverterns ingång på ett i och för sig känt sätt.An encoder Cin is arranged in connection with the input of the converter in a manner known per se.

Den i figur 1 visade konvertern omfattar en transformator l, genom vilken effekt överförs från konver- terns primärkrets till sekundärkrets. Sekundärkretsen om- fattar en lindning, dvs. en utgângsdrossel L, i vilken un- der konverterns användning energin turvis lagras, och från vilken den lagrade energin urladdas. Ytterligare omfattar sekundärkretsen ett andra S2 och ett tredje S3 kopplings- organ, och en utkondensator Cout. Kopplingarna S2 och S3 i sekundärkretsen är FET-transistorer.The converter shown in Figure 1 comprises a transformer 1, through which power is transferred from the converter's primary circuit to the secondary circuit. The secondary circuit comprises a winding, ie. an output choke L, in which the energy is alternately stored during use of the converter, and from which the stored energy is discharged. The secondary circuit further comprises a second S2 and a third S3 coupling means, and an output capacitor Cout. The connections S2 and S3 in the secondary circuit are FET transistors.

Då den i figur 1 visade konvertern används, är kopplingarna S1 och S2 samtidigt ledande, medan kopplingen S3 är icke-ledande. I detta fall uppdelas den via trans- formatorn l från primärkretsen till sekundärkretsen över- förda effekten på så sätt att en del av den laddar lind- ningen L, medan en del överförs till en till konverterns utgång kopplad belastning. Då kopplingarna S1 och S2 blir icke-ledande, och kopplingen S3 blir ledande, urladdas den i lindningen L lagrade energin via kopplingen S3 till den till konverterns utgång kopplade belastningen. Eftersom lindningen L är dimensionerad att kontinuerligt ge ström, ger den ström till belastningen tills den första styrpuls- en ändrar sitt tillstånd från logisk 0-nivå till logisk 1- nivå.When the converter shown in Figure 1 is used, the couplings S1 and S2 are simultaneously conductive, while the coupling S3 is non-conductive. In this case, the power transmitted via the transformer 1 from the primary circuit to the secondary circuit is divided in such a way that a part of it charges the winding L, while a part is transmitted to a load connected to the output of the converter. When the connections S1 and S2 become non-conductive, and the connection S3 becomes conductive, the energy stored in the winding L is discharged via the connection S3 to the load connected to the output of the converter. Since the winding L is dimensioned to continuously supply current, it supplies current to the load until the first control pulse changes its state from logic 0 level to logic 1 level.

Gällande den i figur l visade konverterns funk- tion och i synnerhet dess verkningsgrad är det ytterst viktigt att kopplingarna S2 och S3 inte samtidigt är le- dande. Enligt uppfinningen baserar sig kopplingarnas S2 och S3 styrning därför pà den första från reglerkretsens IC PWM-utgång erhållna styrsignalen; med hjälp av denna 511 081 6 styrsignal styr reglerkretsen transistorkopplingen S1, som bryter primärkretsen.Regarding the function of the converter shown in Figure 1 and in particular its efficiency, it is extremely important that the connections S2 and S3 are not conductive at the same time. According to the invention, the control of the connections S2 and S3 is therefore based on the first control signal obtained from the output of the control circuit IC PWM; by means of this control signal, the control circuit controls the transistor connection S1, which breaks the primary circuit.

Den första från PWM-utgången erhållna styrsignal- en leds till kopplingens S1 styrutgång och även till en omvandlare 2. Omvandlaren 2 alstrar smala på den första styrsignalen baserade styrpulsar till FET-transistorerna S2 och S3 via blocken 3 och 4. På den första styrsignalens framkant matar omvandlaren. 2 en positiv spänning till blockets 3 ingång, och en negativ spänning till blockets 4 ingång. På ett motsvarande sätt matar omvandlaren 2 på den första styrsignalens bakkant en negativ spänning till blockets 3 ingång, och en positiv spänning till blockets 4 ingång.The first control signal obtained from the PWM output is led to the control output of the coupling S1 and also to a converter 2. The converter 2 generates narrow control pulses based on the first control signal to the FET transistors S2 and S3 via blocks 3 and 4. On the leading edge of the first control signal feeds the converter. 2 a positive voltage to the input of block 3, and a negative voltage to the input of block 4. In a corresponding manner, the converter 2 supplies a negative voltage to the input edge of the first control signal to the input of the block 3, and a positive voltage to the input of the block 4.

I figur 1 är omvandlarblocket 2 försett med en grafisk symbol av en transformator för att åskådliggöra att blocken 3 och 4 är galvaniskt isolerade från regler- kretsen med hjälp av omvandlaren 2, och att sekundärlind- ningen som hör till blocken 3 och 4 är av olika polaritet.In Figure 1, the transducer block 2 is provided with a graphic symbol of a transformer to illustrate that the blocks 3 and 4 are galvanically isolated from the control circuit by means of the transducer 2, and that the secondary winding belonging to the blocks 3 and 4 is of different polarity.

Samma puls som matas till blocket 3 matas sålunda även till blocket 4, men i en inverterad form.The same pulse that is fed to block 3 is thus also fed to block 4, but in an inverted form.

Blockens 3 och 4 struktur och funktion är fullt identiska. Blocken 3 och 4 kan företrädesvis förverkligas med hjälp av en logik som förutom andra komponenter omfat- tar en FET-transistor och en diod, som visas i figur 1.The structure and function of blocks 3 and 4 are completely identical. Blocks 3 and 4 can preferably be realized by means of a logic which, in addition to other components, comprises an FET transistor and a diode, which is shown in Figure 1.

T.ex. under en positiv till blocket 3 matad ON-puls, ur- laddas FET-transistorns S4 grindladdning, varvid transis- torn S4 blir icke-ledande. Samtidigt bildas en positiv laddning vid FET-transistorns S2 grind; laddningen lagras i minnet eftersom det inte finns någon urladdningsväg.For example. during a positive ON pulse applied to block 3, the gate charge of the FET transistor S4 is discharged, whereby the transistor S4 becomes non-conductive. At the same time, a positive charge is formed at the gate of the FET transistor S2; the charge is stored in the memory because there is no discharge path.

FET-transistorn S2 förblir därför ledande även om den av omvandlaren 2 alstrade styrpulsen återgår till O-nivån, dvs. laddningen lagras i minnet. Då omvandlaren 2 matar en negativ OFF-styrpuls till blocket 3, inverteras styrpulsen positiv med hjälp av i blocket 3 befintlig logik. FET- transistorn S4 görs sålunda ledande, varvid den urladdar 511 081 7 FET-transistorns S2 grindladdning, och transistorn S2 blir icke-ledande.The FET transistor S2 therefore remains conductive even if the control pulse generated by the converter 2 returns to the O level, i.e. the charge is stored in memory. When the converter 2 supplies a negative OFF control pulse to the block 3, the control pulse is inverted positively by means of logic existing in the block 3. The FET transistor S4 is thus made conductive, discharging the gate charge of the FET transistor S2, and the transistor S2 becomes non-conductive.

Reglerkretsens IC ursprungliga styrsignal alstras sålunda vid transistorns S2 grind, och nämnda första styr- signal bildas i en inverterad form vid transistorns S3 grind. Termen 'inverterad' hänvisar häri till ersättande av den logiska 1-nivån med den logiska O-nivån och vice versa. Blockens 3 och 4 struktur är emellertid företrädes- vis sädan att styrpulsarna som gör FET-transistorerna le- dande är något fördröjda, medan urladdningen sker utan fördröjningar. En dylik struktur försäkrar att transistor- erna S2 och S3 inte kan vara samtidigt ledande, inte ens momentant.The original control signal IC of the control circuit is thus generated at the gate of the transistor S2, and said first control signal is formed in an inverted shape at the gate of the transistor S3. The term 'inverted' refers herein to replacing the logic 1 level with the logic O level and vice versa. However, the structure of blocks 3 and 4 is preferably such that the control pulses which make the FET transistors conductive are somewhat delayed, while the discharge takes place without delays. Such a structure ensures that the transistors S2 and S3 cannot be simultaneously conducting, not even momentarily.

Eftersom de i konverterns sekundärkrets som syn- kroniska. likriktare fungerande FET-transistorerna styrs med smala av en PWM-styrpuls kanter bildade styrpulsar, och eftersom effekten som behövs för att styra FET-tran- sistorerna även överförs med styrpulsar, är det inte nöd- vändigt att ha en separat effektkälla för styrning av FET- transistorernas funktion som synkrona likriktare.Because they are in the converter's secondary circuit as synchronous. The rectifier-functioning FET transistors are controlled by narrow control pulses formed by a PWM control pulse, and since the power needed to control the FET transistors is also transmitted by control pulses, it is not necessary to have a separate power source for controlling the FET. - the function of the transistors as synchronous rectifiers.

Figurerna 2A - 2F åskådliggör spänningar som förekommer i den i figur 1 visade konvertern. Figur 2A visar en av reglerkretsen IC alstrad PWM-styrpuls, dvs. den första styrsignalen. Figur 2B visar en smal styrpuls alstrad av omvandlaren 2 som gensvar på PWM-styrpulsen och som matats till blocket 3 av omvandlaren 2. Figur 2C visar en smal styrpuls som omvandlaren 2 alstrar som gensvar pä PWM-styrpulsen och som matats av omvandlaren 2 till block- et 4. UR figurerna 2B och 2C kan man se att omvandlaren 2 matar till blocket 4 samma puls som till blocket 3, men i inverterad form. Figur 2D visar en till transistorn S1 matad styrpuls som bryter konverterns primärkrets; styr- pulsen motsvarar PWM-pulsen. Figur 2E visar en puls matad av blocket 3 till FET-transistorns S2 grind; styrpulsen motsvarar PWM-pulsen. Figur 2F visar en puls matad av 511 081 8 blocket 4 till FET-transistorns S3 grind; pulsen motsvarar den inverterade PWM-styrpulsen.Figures 2A - 2F illustrate voltages present in the converter shown in Figure 1. Figure 2A shows a PWM control pulse generated by the control circuit IC, i.e. the first control signal. Figure 2B shows a narrow control pulse generated by the converter 2 in response to the PWM control pulse and fed to block 3 by the converter 2. Figure 2C shows a narrow control pulse generated by the converter 2 in response to the PWM control pulse and fed by the converter 2 to block from Figures 2B and 2C it can be seen that the converter 2 supplies to the block 4 the same pulse as to the block 3, but in inverted form. Figure 2D shows a control pulse supplied to the transistor S1 which breaks the primary circuit of the converter; the control pulse corresponds to the PWM pulse. Figure 2E shows a pulse supplied by the block 3 to the gate of the FET transistor S2; the control pulse corresponds to the PWM pulse. Figure 2F shows a pulse supplied by the block 4 to the gate of the FET transistor S3; the pulse corresponds to the inverted PWM control pulse.

Man bör inse att det ovan beskrivna och de bifo- gade figurerna är endast avsedda att åskådliggöra uppfin- ningen. Fackmannen inser att uppfinningen kan förändras och modifieras pà olika sätt inom uppfinningens ram, vil- ken definieras av de bifogade patentkraven.It should be understood that the figures described above and the accompanying figures are only intended to illustrate the invention. Those skilled in the art will appreciate that the invention may be modified and modified in various ways within the scope of the invention, which is defined by the appended claims.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 511 081 9 Patentkrav10 15 20 25 30 35 511 081 9 Patent claims 1. Forward-konverter i. kontinuerlig nxxi omfat- tande: en transformator (l) som uppvisar en primär- och en sekundärlindning och genom vilken effekt överförs från konverterns primârkrets till dess sekundärkrets, en reglerkrets (IC) för reglering av konverterns utspänning med hjälp av en första av reglerkretsen alstrad styrsignal genom användning av pulsbreddmodulation, ett första j. primärkretsen anordnat kopplings- organ (Sl) för brytning av den genom transformatorns (1) primärlindning passerande strömmen som gensvar på den första styrsignalen, ett i sekundärkretsen anordnat element (L) för lagring av energi, ett andra i sekundärkretsen anordnat kopplings- organ (S2) som är synkroniserat med det första kopplings- organet (S1) pà så sätt att nämnda kopplingar (S1, S2) be- finner sig väsentligen samtidigt i ett ledande respektive icke-ledande tillstànd, ett tredje i sekundärkretsen anordnat kopplings- organ (S3) som är synkroniserat med det första kopplings- organet (S1) på så sätt att nämnda kopplingar (S1, S3) be- finner sig väsentligen turvis i ett ledande respektive icke-ledande tillstànd, och omvandlingsorgan (2, 3, 4) för styrning av det andra (S2) och det tredje (S3) kopplingsorganet som gen- svar pä den första av reglerkretsen (IC) alstrade styrsig- nalen, varvid den för styrning av nämnda kopplingar (S2, S3) nödvändiga effekten bildas av den av reglerkretsen “1IC) alstrade första styrsignalen, k ä n n e t e c k n a d av at t. “v- konverterns andra (S2) och tredje (S3) kopplings- organ är FET-transistorer vars grindkapacitans används som 10 15 20 25 511 081 10 ett minne, varvid omvandlingsorganen (2, 3, 4) styr nämnda kopplingsorgan (S2, S3) med styrpulsar som är väsentligen smalare än den av reglerkretsen (IC) alstrade första styr- signalen.1. Forward converter i. Continuous nxxi comprising: a transformer (1) having a primary and a secondary winding and by which power is transferred from the primary circuit of the converter to its secondary circuit, a control circuit (IC) for controlling the output voltage of the converter by means of of a first control signal generated by the control circuit by using pulse width modulation, a first switching means (S1) arranged at the primary circuit for interrupting the current passing through the primary winding of the transformer (1) in response to the first control signal, an element arranged in the secondary circuit (L ) for storing energy, a second coupling means (S2) arranged in the secondary circuit which is synchronized with the first coupling means (S1) in such a way that said couplings (S1, S2) are located substantially simultaneously in a conductive and non-conductive state, a third coupling means (S3) arranged in the secondary circuit which is synchronized with the first coupling means (S1) in such a way that said couplings (S1, S3) are substantially alternately in a conductive and non-conductive state, respectively, and conversion means (2, 3, 4) for controlling the second (S2) and the third (S3) coupling means in response on the first control signal generated by the control circuit (IC), the effect necessary for controlling said connections (S2, S3) being formed by the first control signal generated by the control circuit “1IC”, characterized in that the t. second (S2) and third (S3) coupling means are FET transistors whose gate capacitance is used as a memory, the conversion means (2, 3, 4) controlling said coupling means (S2, S3) with control pulses which is substantially narrower than the first control signal generated by the control circuit (IC). 2. Konverter enligt patentkrav l, k ä n n e - t e c k n a d av att omvandlingsorganen (2, 3, 4) är anordnade att mata smala styrpulsar till det andra (S2) och det tredje (S3) kopplingsorganets grindgränssnitt som gensvar pà den första styrpulsens framkant, varvid det andra kopplings- organets (S2) grindgränssnitt förblir laddat, och det tredje kopplingsorganets (S3) grindgränssnitt urladdas, och omvandlingsorganen (2, 3, 4) är' anordnade att mata smala styrpulsar till det andra (S2) och det tredje (S3) kopplingsorganets grindgränssnitt som gensvar pà den första styrpulsens bakkant, varvid det tredje kopplings- organets (S3) grindgränssnitt förblir laddat, och det andra kopplingsorganets (S2) grindgränssnitt urladdas.Converter according to claim 1, characterized in that the conversion means (2, 3, 4) are arranged to supply narrow control pulses to the gate interface of the second (S2) and the third (S3) coupling means in response to the leading edge of the first control pulse, wherein the gate interface of the second coupling means (S2) remains charged, and the gate interface of the third coupling means (S3) is discharged, and the conversion means (2, 3, 4) are arranged to supply narrow control pulses to the second (S2) and the third (S3). ) the gate interface of the coupling means in response to the trailing edge of the first control pulse, the gate interface of the third coupling means (S3) remaining charged, and the gate interface of the second coupling means (S2) being discharged. 3. Konverter enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n - n e t e c k n a d av att konvertern omfattar organ (5) för att mata till reglerkretsen (IC) ströminformation (Is) som baserar sig pà strömmen i konverterns primärkrets.Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the converter comprises means (5) for supplying to the control circuit (IC) current information (Is) which is based on the current in the primary circuit of the converter. 4. Konverter enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar organ (6) för att mata till reglerkretsen (IC) spänningsinformation (Vfb) som baserar sig pá konverterns utspänning.Converter according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it comprises means (6) for supplying voltage information (Vfb) to the control circuit (IC) which is based on the output voltage of the converter.
SE9603018A 1994-02-25 1996-08-20 forward-type inverter SE511081C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI940925A FI940925A (en) 1994-02-25 1994-02-25 Forward type switch mode power supply
PCT/FI1995/000093 WO1995023451A1 (en) 1994-02-25 1995-02-22 Forward converter

Publications (4)

Publication Number Publication Date
SE9603018L SE9603018L (en) 1996-08-20
SE9603018D0 SE9603018D0 (en) 1996-08-20
SE511081C3 SE511081C3 (en) 1999-08-02
SE511081C2 true SE511081C2 (en) 1999-08-02

Family

ID=8540201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9603018A SE511081C2 (en) 1994-02-25 1996-08-20 forward-type inverter

Country Status (6)

Country Link
AU (1) AU1710395A (en)
DE (1) DE19581532T1 (en)
FI (1) FI940925A (en)
GB (1) GB2301494B (en)
SE (1) SE511081C2 (en)
WO (1) WO1995023451A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7269034B2 (en) 1997-01-24 2007-09-11 Synqor, Inc. High efficiency power converter
RU2249905C2 (en) * 2003-04-25 2005-04-10 Гончаров Александр Юрьевич Dc voltage converter
DE102004061341A1 (en) 2004-12-20 2006-07-06 Puls Gmbh Current supply e.g. adapter, switch actuator or switching network part, with high adjuster, resonance converter and control unit, in which high adjuster is coupled to resonance converter
US7787265B2 (en) * 2007-02-27 2010-08-31 Speedy-Tech Electronics Ltd. Self-coupled driver used in dual-switch forward power converter
US10199950B1 (en) 2013-07-02 2019-02-05 Vlt, Inc. Power distribution architecture with series-connected bus converter
RU2541519C1 (en) * 2014-02-24 2015-02-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Stabilised dc voltage converter
RU2700291C1 (en) * 2018-12-06 2019-09-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4870555A (en) * 1988-10-14 1989-09-26 Compaq Computer Corporation High-efficiency DC-to-DC power supply with synchronous rectification
DE3914799A1 (en) * 1989-05-05 1990-11-08 Standard Elektrik Lorenz Ag FLOW CONVERTER

Also Published As

Publication number Publication date
GB9617646D0 (en) 1996-10-02
WO1995023451A1 (en) 1995-08-31
GB2301494B (en) 1997-09-24
GB2301494A (en) 1996-12-04
SE511081C3 (en) 1999-08-02
AU1710395A (en) 1995-09-11
SE9603018L (en) 1996-08-20
FI940925A0 (en) 1994-02-25
SE9603018D0 (en) 1996-08-20
FI940925A (en) 1995-08-26
DE19581532T1 (en) 1997-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3537585B1 (en) Switched-capacitor converter with interleaved half bridges
US6570268B1 (en) Synchronous rectifier drive circuit and power supply including same
US5617015A (en) Multiple output regulator with time sequencing
US7492135B2 (en) Switching converter
US6243277B1 (en) Bi-directional dc to dc converter for energy storage applications
US6191957B1 (en) Extended range boost converter circuit
US9685857B2 (en) Control device to control a DC/DC converter in a switched electrical power supply system while limiting a capacitance thereof
US7564704B2 (en) Method of forming a power supply controller and structure therefor
US20030235059A1 (en) Synchronous rectifier drive circuit and power supply including same
KR20010014757A (en) Multiple output buck converter with single inductor
EP3788717B1 (en) Self-biasing ideal diode circuit
JP2008533960A (en) Switched mode power conversion device and operation method thereof
JPH04364359A (en) High-efficiency power converter with synchronous switching system
EP3242387A1 (en) Power control apparatus for sub-module of mmc converter
CN110022057B (en) Method for operating a power converter circuit and power converter circuit
US5977753A (en) Buck regulator with plural outputs
US10303108B2 (en) Switching power supply for enabling switching element to be soft-started in burst mode, image forming apparatus and soft start method of switching element
JPS5911420A (en) Voltage controller
US10056837B2 (en) DC-DC converter and power source device
KR102129872B1 (en) Power converter using bi-directional active rectifying bridge
SE511081C2 (en) forward-type inverter
US20200091738A1 (en) Energy collecting device capable of reusing residual charge using voltage supervisors
US7400519B2 (en) Switching power supply
US20210126549A1 (en) Power switcher, power rectifier, and power converter
SE514850C2 (en) Synchronous rectifier in flyback topology

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed