DE102010027492A1 - Voltage converter i.e. alternating-current to direct-current converter, for e.g. electronic device, has flyback converter connected with alternating-current terminal, so that voltage is applied between primary side connection points - Google Patents

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Abstract

The converter (1) has a flyback converter (13) comprising a primary-side port (13p) with two primary side connection points, and a secondary-side port (13s) with two secondary connection points. The primary-side port is connected with a primary winding of a storage transformer (14) over electronic switches (17, 18), which are controlled by a control device. The flyback converter is connected with an alternating-current (AC) terminal (12) in such a manner that alternating voltage (uN) is applied between the primary side connection points of the flyback converter.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannungswandler.The invention relates to a voltage converter.

Zur Stromversorgung informationsverarbeitender Einrichtungen oder allgemein elektronischer Geräte aus dem Einphasen-Wechselspannungsnetz werden meist Stromversorgungseinheiten mit einer eingangsseitigen Pulsgleichrichterschaltung und einem nachgeschalteten potentialtrennenden DC/DC-Konverter eingesetzt. Die Pulsgleichrichtenschaltung weist durch entsprechende Regelung eine sinusförmige Stromaufnahme, d. h. ohmsches Netzverhalten und eine geregelte Ausgangsspannung (Zwischenkreisspannung) auf, welche am Eingang des DC/DC-Konverters anliegt. Über das Windungszahlverhältnis des Übertragers und eine ausgangsspannungsabhängige Regelung des Tastverhältnisses wird die Zwischenkreisspannung in eine konstante, an den Verbraucher angepasste Spannung umgeformt Dieses Konzept ist durch eine klare Funktionsgliederung und damit durch einfache Realisierbarkeit gekennzeichnet. Allerdings sind drei Konverterstufen, d. h. eine Dioden-Brückengleichrichtung, ein nicht potentialgetrennter DC/DC-Konverter mit Hochsetzstellerfunktion und die abschließende DC/DC-Wandlung mit Potentialtrennung im Leistungsfluss angeordnet, woraus ein relativ geringer Wirkungsgrad und ein relativ hoher Realisierungsaufwand resultieren.For power supply information processing facilities or general electronic devices from the single-phase AC power supply units are usually used with an input-side pulse rectifier circuit and a downstream potential-separating DC / DC converter. The pulse rectification circuit has by appropriate control a sinusoidal current consumption, d. H. ohmic network behavior and a regulated output voltage (DC link voltage), which is applied to the input of the DC / DC converter. About the turns ratio of the transformer and an output voltage-dependent control of the duty cycle, the DC link voltage is converted into a constant, adapted to the load voltage This concept is characterized by a clear functional classification and thus by simple feasibility. However, there are three converter stages, i. H. arranged a diode bridge rectification, a non-isolated DC / DC converter with boost converter function and the final DC / DC conversion with potential separation in the power flow, resulting in a relatively low efficiency and a relatively high implementation costs result.

Insbesondere bei kleinen Ausgangsleistungen im Bereich bis einige 100 W werden daher vielfach nur zweistufige Konzepte eingesetzt, welche die Funktionen Leistungsfaktorkorrektur und Potentialtrennung sowie Verbraucherspannungsregelung vereinen, also beide DC/DC-Konverterstufen integrieren. Hierbei wird eingangsseitig wieder ein Brückengleichrichter und nachfolgend zum Beispiel ein Sperrwandler angeordnet, welcher i. a. mit konstanter Einschaltzeit über die Netzperiode und an der Grenze von kontinuierlichem und diskontinulerlichem Eingangsstromverlauf (Boundary Mode Control, „BMC”) oder mit konstanter Einschaltzeit und konstanter Dauer der Pulsperiode betrieben wird. Für BMC wird der elektronische Schalter, beispielsweise ein Leistungstransistor, des Sperrwandlers nach der konstanten Einschaltzeit stets dann wieder eingeschaltet, wenn der Strom, der mit dem Abschalten des Leistungstransistors an die Sekundärseite übergeben wird, vollständig abgebaut ist. Somit weist der Eingangsstrom des Brückengleichrichters einen sägezahnförmigen Verlauf mit einer sinusförmigen Einhüllenden und einen sinusförmig verlaufenden lokalen Mittelwert auf. Die schaltfrequenten Harmonischen des Eingangsstromes werden durch ein EMV-Filter mit Tiefpasscharakteristik vom Netz ferngehalten. Es resultiert so wieder ein sinusförmiger, in Phase mit der Netzspannung liegender Netzstrom. Alternativ kann die Funktion der Gleichrichterbrücke und des nicht potentialgetrennten Hochsetzsteller-DC/DC-Konverters zu einem sogenannten Bridge less PFC Boost Rectifier kombiniert werden. Der Bridge less PFC Boost Rectifier weist einen zweistufiger Aufbau auf, bestehend aus einem Gleichrichter mit Leistungsfaktorkorektur (engl. Power Factor Correction, „PFC”) zur Ausbildung eines sinusförmigen Eingangsstroms und einem nachfolgenden potentialgetrennten DC/DC-Konverter.In particular, at low output powers in the range up to several 100 W, therefore, only two-stage concepts are often used, which combine the functions power factor correction and potential separation and load voltage control, so integrate both DC / DC converter stages. Here, a bridge rectifier and subsequently, for example, a flyback converter is arranged on the input side, which i. a. is operated with a constant on-time over the mains period and at the boundary of continuous and discontinuous input current (Boundary Mode Control, "BMC") or with constant on-time and constant duration of the pulse period. For BMC, the electronic switch, for example a power transistor, of the flyback converter is always switched on again after the constant switch-on time, when the current which is transferred to the secondary side when the power transistor is switched off is completely dissipated. Thus, the input current of the bridge rectifier has a sawtooth shape with a sinusoidal envelope and a sinusoidal local mean. The switching-frequency harmonics of the input current are kept away from the mains by an EMC filter with a low-pass characteristic. This results in again a sinusoidal, lying in phase with the mains voltage mains current. Alternatively, the function of the rectifier bridge and the non-isolated boost converter DC / DC converter can be combined to form a so-called bridge less PFC boost rectifier. The Bridge less PFC Boost Rectifier has a two-stage design consisting of a Power Factor Correction ("PFC") rectifier to form a sinusoidal input current and a subsequent floating DC / DC converter.

Allerdings ist für beide Fälle nach wie vor ein relativ hoher Realisierungsaufwand gegeben und es liegt eine zwar nicht mehr dreistufige, aber immer noch zweistufige Energieumformung mit beschränktem Wirkungsgrad vor.However, in both cases there is still a relatively high implementation effort and there is no longer a three-stage, but still two-stage energy conversion with limited efficiency.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Spannungswandler mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen.The object of the invention is therefore to provide a voltage converter with improved properties.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst Es wird ein Spannungswandler mit einem Gleichstromanschluss, einem Wechselstromanschluss und einem Sperrwandler vorgeschlagen, wobei der Sperrwandler einen Speichertransformator mit galvanisch getrennter Primär- und Sekundärwicklung, einen primärseitigen Anschluss, umfassend einen ersten und einen zweiten primärseitigen Anschlusspunkt, einen sekundärseitigen Anschluss, umfassend einen ersten und einen zweiten sekundärseitigen Anschlusspunkt, mindestens einen elektronischen Schalter, über den der primärseitige Anschluss des Sperrwandlers mit der Primärwicklung des Speichertransformators verbunden ist, sowie eine Steuerschaltung zur Ansteuerung des mindestens einen elektronischen Schalters aufweist, wobei der Sperrwandler derart mit dem Wechselstromanschluss verbunden ist, dass zwischen dem ersten und zweiten primärseitigen Anschlusspunkt des Sperrwandlers eine Wechselspannung anliegt.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of claim 1. A voltage converter with a DC connection, an AC connection and a flyback converter is proposed, wherein the flyback converter comprises a storage transformer with galvanically separated primary and secondary winding, a primary-side connection comprising a first and a second primary side Connection point, a secondary-side terminal comprising a first and a second secondary-side connection point, at least one electronic switch, via which the primary side terminal of the flyback converter is connected to the primary winding of the memory transformer, and a control circuit for controlling the at least one electronic switch, wherein the flyback converter is connected to the AC power connection such that an AC voltage is applied between the first and second primary-side connection point of the flyback converter.

Der erfindungsgemäße Spannungswandler kommt ohne zusätzliche Elemente zur Gleichrichtung der am Wechselstromanschluss anliegenden Wechselspannung aus. Je nach Konfiguration können Gleichrichterdioden eingespart werden, so dass zum einen der Bauelementeaufwand sinkt und zum anderen weniger elektrische Verluste auftreten, so dass eine Wirkungsgradverbesserung erzielt wird.The voltage converter according to the invention does not require any additional elements to rectify the AC voltage applied to the AC connection. Depending on the configuration, rectifier diodes can be saved so that, on the one hand, the complexity of the components decreases and, on the other hand, less electrical losses occur, so that an improvement in efficiency is achieved.

Es kann vorgesehen sein, dass die Primärwicklung des Speichertransformators zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, und eine Mittelpunktanzapfung aufweist, dass der erste primärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend einen ersten elektronischen Schalter mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators verbunden ist, dass der zweite primärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad umfassend einen zweiten elektronischen Schalter mit dem zweiten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators verbunden ist und die Mittelpunktanzapfung über einen dritten Strompfad mit dem zweiten primärseitigen Anschlusspunkt verbunden ist. It can be provided that the primary winding of the memory transformer has two terminals, a first and a second terminal, and a center tap, that the first primary-side connection point is connected via a first current path comprising a first electronic switch to the first terminal of the primary winding of the memory transformer, in that the second primary-side connection point is connected to the second connection of the primary winding of the memory transformer via a second current path comprising a second electronic switch, and the center tap is connected to the second primary-side connection point via a third current path.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den ersten und den zweiten elektronischen Schalter während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle mit einem anderen Steuersignal ansteuert als während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle, so dass der zweite Strompfad während der positiven Halbwelle gesperrt ist und der erste Strompfad während der negativen Halbwelle gesperrt ist. Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise in den Spannungswandler integriert sein.It can further be provided that the control device is designed such that it controls the first and the second electronic switch during the positive AC half-wave with a different control signal than during the negative AC half-wave, so that the second current path during the positive half cycle locked is and the first current path is disabled during the negative half cycle. The control device may preferably be integrated in the voltage converter.

Es ist aber auch möglich, sie als externe Baugruppe auszufahren oder eine Schnittstelle zur Ansteuerung über einen Computer vorzusehen.But it is also possible to extend it as an external module or to provide an interface for control via a computer.

Weiter ist es möglich, dass die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den ersten und den zweiten elektronischen Schalter derart ansteuert, dass während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle die positive Wechselspannungs-Halbwelle von dem ersten elektronischen Schalter gemäß einem hochfrequenten Signal moduliert wird und während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle die negative Wechselspannungs-Halbwelle von dem zweiten elektronischen Schalter gemäß dem hochfrequenten Signal moduliert wird. Die Frequenz des hochfrequenten Signals kann den 10- bis 100-fachen Wert der am Spannungswandler anliegenden Wechselspannung aufweisen. Dieser Wert kann auch für die nachfolgend beschriebenen Ausführungen bevorzugt sein. Infolge der hohen Frequenz ist es möglich, den Speichertransformator sehr klein auszubilden.Further, it is possible that the control device is designed such that it controls the first and the second electronic switch such that during the positive AC half-wave, the positive AC half-wave is modulated by the first electronic switch according to a high-frequency signal and during the negative AC half-wave the negative AC half-wave is modulated by the second electronic switch according to the high-frequency signal. The frequency of the high-frequency signal may be 10 to 100 times the value of the alternating voltage applied to the voltage converter. This value may also be preferred for the embodiments described below. Due to the high frequency, it is possible to make the memory transformer very small.

Der elektronische Schalter kann aus einer Serienschaltung einer Diode und eines Schalttransistors bestehen. Dabei kann die Diode vorgesehen sein, um den Schalttransistor vor zu hohen negativen Sperrspannungen zu schützen. Bei entsprechend spannungsfesten Transistoren ist die Diode entbehrlich.The electronic switch may consist of a series connection of a diode and a switching transistor. In this case, the diode may be provided to protect the switching transistor from excessive negative reverse voltages. In accordance with voltage-proof transistors, the diode is unnecessary.

Es kann vorgesehen sein, dass die Primärwicklung des Speichertransformators zwei Anschlüsse, einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste primärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend einen elektronischen Schalter mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators verbunden ist, und dass der zweite primärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss der Primärwicklung verbunden ist Wetter kann vorgesehen sein, dass die Primärwicklung des Speichertransformators zwei Anschlüsse, einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste primärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend einen ersten elektronischen Schalter und einen zweiten elektronischen Schalter mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators verbunden ist, und dass der zweite primärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss der Primärwicklung verbunden ist.It can be provided that the primary winding of the memory transformer has two terminals, a first terminal and a second terminal, that the first primary-side terminal is connected via a first current path comprising an electronic switch to the first terminal of the primary winding of the memory transformer, and that Weather may be provided that the primary winding of the memory transformer two terminals, a first terminal and a second terminal, that the first primary-side terminal point via a first current path comprising a first current path electronic switch and a second electronic switch is connected to the first terminal of the primary winding of the memory transformer, and that the second primary-side connection point via a second current path with the two Iten connection of the primary winding is connected.

Es kann vorgesehen sein, dass der erste elektronische Schalter und der zweite elektronische Schalter aus einer Gegenserienschaltung zweier Schalttransistoren mit jeweiliger antiparalleler Freilaufdiode oder einer Gegenserienschaltung zweiter IGBTs oder MOSFET-Transistoren bestehen.It can be provided that the first electronic switch and the second electronic switch consist of a counter-series circuit of two switching transistors with respective antiparallel freewheeling diode or a counter-series circuit of second IGBTs or MOSFET transistors.

Weiter ist es möglich, dass der erste elektronische Schalter und der zweite elektronische Schalter aus einer Gegenparallelschaltung zweier bipolar sperrender Schalttransistoren bestehen.Further, it is possible that the first electronic switch and the second electronic switch consist of a counter-parallel connection of two bipolar blocking switching transistors.

Die Steuereinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass sie den ersten und den zweiten elektronischen Schalter derart ansteuert, dass während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle die positive Wechselspannungs-Halbwelle von dem ersten elektronischen Schalter gemäß einem hochfrequenten Signal moduliert wird und während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle die negative Wechselspannungs-Halbwolle von dem zweiten elektronischen Schalter gemäß dem hochfrequenten Signal moduliert wird, wobei bei Einsatz von MOSFET-Transistoren zur Realisierung der Schalter der jeweils nicht modulierte Schalter zur Minimierung der Leitverluste vorteilhaft im Einschaltzustand verbleibt.The control device can be designed such that it controls the first and the second electronic switch such that during the positive AC half-wave, the positive AC half-wave is modulated by the first electronic switch according to a high-frequency signal and during the negative AC half-wave negative AC half-wool is modulated by the second electronic switch according to the high-frequency signal, wherein when using MOSFET transistors for the realization of the switch of each unmodulated switch for minimizing the conduction losses advantageously remains in the on state.

Weitere Ausführungen sind auf die Ausbildung des Sekundärstromkreises gerichtet.Other designs are directed to the formation of the secondary circuit.

Es kann vorgesehen sein, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad, der eine Diode umfasst, mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist, und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung verbunden ist. It can be provided that the secondary winding of the memory transformer has two terminals, a first and a second terminal, that the first secondary-side connection point is connected to the first terminal of the secondary winding of the memory transformer via a first current path comprising a diode, and that the second secondary-side connection point is connected via a second current path to the second terminal of the secondary winding.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Brückenstrompfad einer Diodenbrücke mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist, und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Brückenstrompfad der Diodenbrücke mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung verbunden ist.It can further be provided that the secondary winding of the memory transformer has two terminals, a first and a second terminal, that the first secondary-side connection point is connected via a first bridge current path of a diode bridge to the first terminal of the secondary winding of the memory transformer, and that the second secondary-side connection point is connected via a second bridge current path of the diode bridge to the second terminal of the secondary winding.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, und eine Mittelpunktanzapfung aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend eine erste Diode mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist und über einen zweiten Strompfad umfassend eine zweite Diode mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen dritten Strompfad mit der Mittelpunktanzapfung verbunden ist, wobei in die Mittelpunktsverbindung oder in die Verbindung mit dem positiven sekundärseitigen Anschlusspunkt vorteilhaft ein weiterer Schalttransistor eingefügt werden kann, der nur dann durchgeschaltet wird, wenn der Speichertransformator Energie an die Sekundärseite abgeben soll. Durch Anordnung dieses Schalters wird der Betriebsbereich des Systems hinsichtlich des möglichen Pegels der Ausgangsspannung erhöht. Eine sinngemäß gleiche Vorrichtung, d. h. ein Schalter in der negativen oder positiven Verbindung mit dem sekundärseitigen Anschlusspunkt kann vorteilhaft auch für die Ausführung der sekundärseitigen Gleichrichtung als Diodenbrücke vorgesehen werden.In a further advantageous embodiment it can be provided that the secondary winding of the memory transformer has two terminals, a first and a second terminal, and a center tap, that the first secondary-side connection point via a first current path comprising a first diode to the first terminal of the secondary winding of the memory transformer and is connected via a second current path comprising a second diode to the second terminal of the secondary winding of the memory transformer and that the second secondary-side connection point is connected via a third current path to the center tap, wherein in the center point connection or in the connection to the positive secondary side connection point Advantageously, a further switching transistor can be inserted, which is only turned on when the storage transformer is to deliver energy to the secondary side. By arranging this switch, the operating range of the system is increased with respect to the possible level of the output voltage. An analogous same device, d. H. a switch in the negative or positive connection with the secondary-side connection point can advantageously also be provided for the execution of the secondary-side rectification as a diode bridge.

Die Sekundärwicklung des Speichertransformators kann auch zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, aufweisen, und es kann vorgesehen sein, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad, der einen dritten elektronischen Schalter umfasst, mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist, und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung verbunden Ist Die Steuereinrichtung kann so ausgestattet sein, dass sie den dritten elektronischen Schalter derart ansteuert, dass er gemäß einem hochfrequenten Signal an- und ausschaltet. The secondary winding of the memory transformer may also have two terminals, a first and a second terminal, and it may be provided that the first secondary-side connection point is connected to the first terminal of the secondary winding of the memory transformer via a first current path comprising a third electronic switch The control unit may be equipped to control the third electronic switch to turn on and off in accordance with a high-frequency signal.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators zwei Anschlüsse, einen ernten und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Brückenstrompfad einer mit vierten elektronischen Schaltern ausgebildeten Brücke mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist, und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Brückenstrompfad der mit den vierten elektronischen Schaltern ausgebildeten Brücke mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung verbunden ist.In a further advantageous embodiment it can be provided that the secondary winding of the memory transformer has two terminals, a harvesting and a second connection, that the first secondary-side connection point via a first bridge current path formed with a fourth electronic switches bridge with the first terminal of the secondary winding of the memory transformer is connected, and that the second secondary-side connection point is connected via a second bridge current path of the formed with the fourth electronic switches bridge to the second terminal of the secondary winding.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die vierten elektronischen Schalter aus einem Schalttransistor mit antiparalleler Freilaufdiode oder einem IGBT oder MOSFET-Transistor bestehen.It can further be provided that the fourth electronic switch consist of a switching transistor with antiparallel freewheeling diode or an IGBT or MOSFET transistor.

Die Sekundärwicklung des Speichertransformators kann auch zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, und eine Mittelpunktanzapfung aufweisen, wobei weiter vorgesehen sein kann, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend einen fünften elektronischen Schalter mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist und über einen zweiten Strompfad umfassend einen sechsten elektronischen Schalter mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist und die Mittelpunktanzapfung über einen dritten Strompfad mit dem zweiten sekundärseitigen Anschlusspunkt verbunden ist.The secondary winding of the memory transformer may also have two terminals, a first and a second terminal, and a center tap, wherein it may further be provided that the first secondary-side connection point via a first current path comprising a fifth electronic switch connected to the first terminal of the secondary winding of the memory transformer is connected via a second current path comprising a sixth electronic switch to the second terminal of the secondary winding of the memory transformer and the center tap is connected via a third current path to the second secondary-side connection point.

Die Steuereinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass sie die vierten bzw. fünften und sechsten elektronischen Schalter derart ansteuert, dass während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle eine erste Gruppe der vierten elektronischen Schalter bzw. die fünften elektronischen Schalter gemäß einem hochfrequenten Signal an- und ausgeschaltet werden und während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle eine zweite Gruppe der vierten elektronischen Schalter bzw. die sechsten elektronischen Schalter an- bzw. ausgeschaltet werden.The control device can be designed such that it controls the fourth or fifth and sixth electronic switches in such a way that during the positive AC half-wave a first group of the fourth electronic switches or the fifth electronic switches are switched on and off in accordance with a high-frequency signal and during the negative AC half cycle, a second group of the fourth electronic switch or the sixth electronic switch are turned on and off.

Die Steuereinrichtung kann weiter so ausgestaltet sein, dass nach Filterung schaltfrequenter Anteile des Eingangsstromes durch ein EMV-Filter ein netzspannungsproportionaler oder sinusförmiger Eingangsstrom am Wechselstromanschluss resultiert. Das EMV-Filter, bei dem es sich um ein LC-Glied handeln kann, ist vorgesehen, um den Eingangsstrom des Sperrwandlers, der einen impulsförmigen Verlauf mit einer sinusförmigen Hüllkurve aufweisen kann, von Oberwellen zu befreien, so dass keine störenden Rückwirkungen auf das Netz eintreten. The control device can further be designed such that, after filtering switching-frequency components of the input current through an EMC filter, a mains voltage-proportional or sinusoidal input current at the AC connection results. The EMC filter, which may be an LC element, is provided to eliminate the input current of the flyback converter, which may have a pulse shape with a sinusoidal envelope, from harmonics, so that no disturbing effects on the network enter.

Der erfindungsgemäße Spannungswandler ermöglicht eine Vielzahl von Ausführungsformen durch Kombination der für die Primärseite und die Sekundärseite vorgesehenen Ausführungen. Werden auf der Sekundärseite anstelle der Dioden elektronische Schalter eingesetzt, wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, die Spannungswandler nicht nur als AC/DC-Wandler, sondern bei entsprechender Ansteuerung auch als DC/AC-Wandler einzusetzen. So ist es möglich, auf der Gleichspannungsseite anfallende Energie, beispielsweise Bremsenergie, in ein Wechselspannungsnetz einzuspeisen.The voltage converter according to the invention enables a multiplicity of embodiments by combining the designs provided for the primary side and the secondary side. If electronic switches are used instead of the diodes on the secondary side, as described above, it is possible to use the voltage transformers not only as AC / DC converters but also as DC / AC converters with appropriate control. Thus, it is possible to feed on the DC side energy accumulating, for example, braking energy in an AC mains.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenThe invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. Show it

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers; 1 A first embodiment of a voltage converter according to the invention;

2 Diagramme zur Ansteuerung des Spannungswandlers in 1; 2 Diagrams for controlling the voltage transformer in 1 ;

3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers; 3 A second embodiment of a voltage converter according to the invention;

4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers; 4 A third embodiment of a voltage converter according to the invention;

5 Diagramme zur Ansteuerung der Spannungswandler in 3 und 4; 5 Diagrams for controlling the voltage transformers in 3 and 4 ;

8 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers; 8th A fourth embodiment of a voltage converter according to the invention;

7 Diagramme zur Ansteuerung des Spannungswandlers in 6; 7 Diagrams for controlling the voltage transformer in 6 ;

8 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers; 8th A fifth embodiment of a voltage converter according to the invention;

9 ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers; 9 A sixth embodiment of a voltage converter according to the invention;

10 Diagramme zur Ansteuerung der Spannungswandler in 8 und 9; 10 Diagrams for controlling the voltage transformers in 8th and 9 ;

11 ein siebentes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers; 11 a seventh embodiment of a voltage converter according to the invention;

12 ein achtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers; 12 an eighth embodiment of a voltage converter according to the invention;

13 ein neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers. 13 A ninth embodiment of a voltage converter according to the invention.

1 zeigt einen Spannungswandler 1 mit einem Gleichstromanschluss 11, einem Wechselstromanschluss 12 und einem Sperrwandler 13. Der Spannungswandler arbeitet als AC/DC-Wandler. 1 shows a voltage converter 1 with a DC connection 11 , an AC power connection 12 and a flyback converter 13 , The voltage converter works as an AC / DC converter.

Der Sperrwandler 13 weist einen Speichertransformator 14 mit einer Primärwicklung und einer galvanisch getrennten Sekundärwicklung auf. Ein primärseitiger Anschluss 13p des Sperrwandlers 13 weist einen ersten und einen zweiten primärseitigen Anschlusspunkt auf. Ein sekundärseitiger Anschluss 13s weist einen ersten und zweiten sekundärseitigen Anschlusspunkt auf.The flyback converter 13 has a storage transformer 14 with a primary winding and a galvanically isolated secondary winding. A primary-side connection 13p of the flyback converter 13 has a first and a second primary-side connection point. A secondary-side connection 13s has a first and second secondary-side connection point.

Zwischen dem ersten und zweiten primärseitigen Anschlusspunkt des primärseitigen Anschlusses 13p liegt eine Wechselspannung an. Der Anschluss 13p ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Kondensator 15 eines LC-Glieds überbrückt, das aus dem Kondensator 15 und einer Drossel 16 gebildet ist. Die Drossel 16 liegt in einem ersten Strompfad zwischen dem ersten primärseitigen Anschlusspunkt des primärseitigen Anschlusses 13 und einem ersten Anschlusspunkt des Wechselstromanschlusses 12. Ein zweiter Strompfad verbindet den zweiten primärseitigen Anschlusspunkt des primärseitigen Anschlusses 13 mit einem zweiten Anschlusspunkt des Wechselstromanschlusses 12. Am Wechselstromanschluss 12 liegt eine Netzspannung UN an. Das LC-Glied aus Drossel 16 und Kondensator 15 ist zum Schutz vor EMV-Abstrahlung vorgesehen.Between the first and second primary-side connection point of the primary-side connection 13p is an AC voltage. The connection 13p is in the in 1 illustrated embodiment by a capacitor 15 of an LC element, which is bridged out of the capacitor 15 and a throttle 16 is formed. The throttle 16 lies in a first current path between the first primary-side connection point of the primary-side connection 13 and a first connection point of the AC power connection 12 , A second current path connects the second primary-side connection point of the primary-side connection 13 with a second connection point of the AC power connection 12 , At the AC connection 12 is a mains voltage U N on. The LC element from throttle 16 and capacitor 15 is intended to protect against EMC radiation.

Die Primärwicklung des Speichertransformators 14 weist einen ersten und einen zweiten Anschluss und eine Mittelpunktanzapfung aus. Der erste primärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 ist über einen ersten Strompfad, der einen ersten elektronischen Schalter 17 umfasst, mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators 14 verbunden. Der erste primärseitige Anschlusspunkt ist weiter über einen zweiten Strompfad, der einen zweiten elektronischen Schalter 18 umfasst, mit dem zweiten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators 14 verbunden. Der zweite elektronische Schalter 19 ist gegensinnig zu dem ersten elektronischen Schalter 18 geschaltet. Der zweite primärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 ist über einen dritten Strompfad mit der Mittelpunktanzapfung der Primärwicklung des Speichertransformators 14 verbunden. Die elektronischen Schalter 17 und 18 sind in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus der Serienschaltung einer Diode und eines Schalttransistors gebildet. Der Schalttransistor weist einen Steueranschluss 17s bzw. 18s auf. Auf die Diode kann hierbei auch bei entsprechender Auslegung des Schalttransistors nach 2 verzichtet werden. The primary winding of the storage transformer 14 has a first and a second port and a center tap. The first primary-side connection point of the flyback converter 13 is via a first power path, which has a first electronic switch 17 comprising, with the first terminal of the primary winding of the memory transformer 14 connected. The first primary-side connection point is further connected via a second current path, which is a second electronic switch 18 comprising, with the second terminal of the primary winding of the storage transformer 14 connected. The second electronic switch 19 is in the opposite direction to the first electronic switch 18 connected. The second primary-side connection point of the flyback converter 13 is via a third current path with the center tap of the primary winding of the memory transformer 14 connected. The electronic switches 17 and 18 are in the in 1 illustrated embodiment of the series connection of a diode and a switching transistor formed. The switching transistor has a control terminal 17s respectively. 18s on. On the diode can also be with appropriate design of the switching transistor after 2 be waived.

Die Sekundärwicklung des Speichertransformators 14 weist einen ersten und einen zweiten Anschluss auf. Der erste sekundärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 ist über einen ersten Strompfad, der eine Diode 19 umfasst, mit dem ersten Anschluss verbunden. Der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 ist über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss verbunden. Der erste und der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 bilden den Gleichstromanschluss 11 des Sperrwandlers 13 und sind mit einem Kondensator 20 überbrückt. Der Kondensator 20 ist als ein Speicherkondensator vorgesehen und vorteilhafterweise als Elektrolytkondensator ausgebildet.The secondary winding of the storage transformer 14 has a first and a second connection. The first secondary-side connection point of the flyback converter 13 is via a first current path, which is a diode 19 includes, connected to the first port. The second secondary-side connection point of the flyback converter 13 is connected to the second terminal via a second current path. The first and the second secondary-side connection point of the flyback converter 13 form the DC connection 11 of the flyback converter 13 and are with a capacitor 20 bridged. The capacitor 20 is provided as a storage capacitor and advantageously designed as an electrolytic capacitor.

Zum Schutz vor Überspannungen können die beiden Teilwicklungen der Primärwicklung des Speichertransformators 14 durch einen Spannungsbegrenzer 21 überbrückt sein, der in den dargestellten Ausführungsbeispielen aus einer Gegenserienschaltung einer Diode und einer Zenerdiode gebildet ist.To protect against overvoltages, the two partial windings of the primary winding of the memory transformer 14 through a voltage limiter 21 be bridged, which is formed in the illustrated embodiments of an opposite series circuit of a diode and a zener diode.

Bei einem Sperrwandler wird in einer Leitphase, bei der der elektronische Schalter geschlossen ist, eine kleine Energiemenge im Magnetfeld des Speichertransformators gespeichert und in einer Sperrphase, in der der elektronische Schalter geöffnet ist, von einem am Gleichstromanschluss angeordneten elektrischen Verbraucher entnommen. Dabei wird Energie in dem Kondensator 20 zwischengespeichert, so dass auch in der Leitphase, in der das Magnetfeld aufgebaut wird, elektrische Energie am Gleichstromanschluss entnehmbar ist.In a flyback converter, in a conducting phase in which the electronic switch is closed, a small amount of energy is stored in the magnetic field of the storage transformer and removed in a blocking phase, in which the electronic switch is opened, from an electrical load arranged at the DC connection. Thereby energy is in the condenser 20 cached, so that even in the conducting phase, in which the magnetic field is built, electrical energy can be removed at the DC connection.

Der geschilderte Zyklus wird einige Tausend mal pro Sekunde durchlaufen, so dass ein quasi kontinuierlicher Energiefluss von der Primärseite zur Sekundärseite des Sperrwandlers ausgebildet ist.The described cycle will run through a few thousand times per second, so that a quasi-continuous flow of energy from the primary side to the secondary side of the flyback converter is formed.

2 veranschaulicht anhand von Diagrammen die Funktionsweise des in 1 dargestellten Spannungswandlers 1. 2 Using diagrams to illustrate the operation of the in 1 shown voltage converter 1 ,

Das obere Diagramm zeigt den seitlichen Verlauf der Wechselspannung uN im Verlauf einer Wechselspannungsperiode. Die Wechselspannung UN weist einen sinusförmigen Verlauf mit einer positiven und eine negativen Halbwelle auf.The upper diagram shows the lateral profile of the AC voltage u N in the course of an AC voltage period. The alternating voltage U N has a sinusoidal profile with a positive and a negative half-wave.

Die beiden darunter angeordneten Diagramme zeigen den zeitlichen Verlauf der an den Steueranschlüssen 17s und 18s anliegenden Steuerspannungen u17s und u18s, die durch eine in 1 nicht dargestellte Steuereinrichtung bereitgestellt werden. Die Steuereinrichtung ist so ausgestaltet, dass sie den ersten und den zweiten elektronischen Schalter 17, 18 derart ansteuert, dass während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle die positive Wechselspannungs-Halbwelle von dem ersten elektronischen Schalter 17 gemäß einem hochfrequenten Signal moduliert wird und während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle die negative Wechselspannungs-Halbwelle von dem zweiten elektronischen Schalter 18 gemäß dem hochfrequenten Signal moduliert wird. Die Frequenz des hochfrequenten Signals kann beispielsweise das 10- bis 100-fache der Netzfrequenz betragen.The two diagrams below show the timing of the at the control terminals 17s and 18s applied control voltages u 17s and u 18s , which by an in 1 not shown control device can be provided. The controller is configured to include the first and second electronic switches 17 . 18 such that during the positive AC half-wave, the positive AC half-wave from the first electronic switch 17 is modulated according to a high-frequency signal and during the negative AC half-wave, the negative AC half-wave from the second electronic switch 18 is modulated according to the high-frequency signal. The frequency of the high-frequency signal can be, for example, 10 to 100 times the mains frequency.

Das untere Diagramm veranschaulicht den impulsförmigen Stromfluss im Primärstromkreis, der sich als Abfolge iS(t) dreiecksförmiger Impulse darstellt, deren Amplituden einen sinusförmigen Verlauf, der in Phase mit dem Spannungsverlauf ist, zeigen. Das weiter oben in 1 beschriebene LC-Glied aus der Drossel 16 und dem Kondensator 15 glättet den Wechselstromverlauf, dargestellt durch die Kurve iN(t).The lower diagram illustrates the pulsed current flow in the primary circuit, which is represented as a sequence i S (t) of triangular pulses whose amplitudes show a sinusoidal characteristic that is in phase with the voltage profile. The above in 1 described LC element from the throttle 16 and the capacitor 15 smoothes the alternating current waveform represented by the curve i N (t).

3 und 4 zeigen ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannungswandlers. Die beiden Spannungswandler sind primärseitig gleich ausgebildet. 3 and 4 show a second and a third embodiment of the voltage converter according to the invention. The two voltage transformers have the same design on the primary side.

3 zeigt einen Spannungswandler 2 mit einem Gleichstromanschluss, einem Wechselstromanschluss und einem Sperrwandler 13. Der Spannungswandler arbeitet als AC/DC-Wandler. 3 shows a voltage converter 2 with a direct current connection, an ac connection and a flyback converter 13 , The voltage converter works as an AC / DC converter.

Die Primärwicklung des Speichertransformators 14 weist zwei Anschlüsse auf, einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss. Der erste primärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 ist über einen ersten Strompfad umfassend einen ersten elektronischen Schalter 17 und einen zweiten elektronischen Schalter 18 mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators 14 verbunden. Der zweite primärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 ist über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten primärseitigen Anschlusspunkt verbunden.The primary winding of the storage transformer 14 has two ports, a first port and a second port. The first primary-side connection point of the flyback converter 13 is a first current path comprising a first electronic switch 17 and a second electronic switch 18 with the first terminal of the primary winding of the memory transformer 14 connected. The second primary-side connection point of the flyback converter 13 is connected via a second current path to the second primary-side connection point.

Der Spannungswandler 2 weist weiter wie der in 1 beschriebene Spannungswandler 1 ein LC-Glied aus Drossel 18 und Kondensator 15 auf, sowie optional einen Spannungsbegrenzer 18, der die Primärwicklung des Speichertransformators 14 Überbrückt.The voltage converter 2 continues like the one in 1 described voltage converter 1 an LC element from choke 18 and capacitor 15 on, and optionally a voltage limiter 18 , which is the primary winding of the memory transformer 14 Bridged.

Die Sekundärwicklung des Speichertransformators 14 weist zwei Anschlüsse auf, einen ersten und einen zweiten Anschluss. Der erste sekundärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 ist über einen ersten Brückenstrompfad einer Diodenbrücke, gebildet aus vier Dioden 9, mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators 14 verbunden. Der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 ist über einen zweiten Brückenstrompfad der Diodenbrücke mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators 14 verbunden.The secondary winding of the storage transformer 14 has two ports, a first and a second port. The first secondary-side connection point of the flyback converter 13 is across a first bridge current path of a diode bridge formed by four diodes 9 , with the first connection of the secondary winding of the storage transformer 14 connected. The second secondary-side connection point of the flyback converter 13 is via a second bridge current path of the diode bridge to the second terminal of the secondary winding of the memory transformer 14 connected.

Der in 4 dargestellte Spannungswandler 2 ist wie der in 3 beschriebene Spannungswandler ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators 14 zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, und eine Mittelpunktanzapfung aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 über einen ersten Strompfad umfassend eine erste Diode 19 mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators 14 verbunden ist und über einen zweiten Strompfad umfassend eine zweite Diode 19 mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators verbunden ist und dass die Mittelpunktanzapfung über einen dritten Strompfad mit dem zweiten sekundärseitigen Anschlusspunkt des Sperrwandlers 13 verbunden ist.The in 4 shown voltage converter 2 is like the one in 3 described voltage transformer, with the difference that the secondary winding of the memory transformer 14 two terminals, a first and a second terminal, and a center tap, that the first secondary-side terminal of the flyback converter 13 via a first current path comprising a first diode 19 with the first terminal of the secondary winding of the memory transformer 14 is connected and via a second current path comprising a second diode 19 is connected to the second terminal of the secondary winding of the memory transformer and that the center tap via a third current path with the second secondary-side connection point of the flyback converter 13 connected is.

Die elektronischen Schalter 17 und 18 bestehen in den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen aus einem Schalttransistor mit antiparalleler Freilaufdiode oder einem IGBT oder MOSFET-Transistor. Die elektronischen Schalter 17 und 18 sind in einer Gegenserienschaltung angeordnet. Es ist auch möglich, dass der erste elektronische Schalter 17 und der zweite elektronische Schalter 18 aus einer Gegenparallelschaltung zweier bipolar sperrender Schalttransistoren bestehen.The electronic switches 17 and 18 exist in the in 3 and 4 illustrated embodiments of a switching transistor with antiparallel freewheeling diode or an IGBT or MOSFET transistor. The electronic switches 17 and 18 are arranged in a counter series circuit. It is also possible that the first electronic switch 17 and the second electronic switch 18 consist of a counter-parallel connection of two bipolar blocking switching transistors.

5 veranschaulicht anhand von Diagrammen die Funktionsweise des in 3 und 4 dargestellten Spannungswandlers 2. 5 Using diagrams to illustrate the operation of the in 3 and 4 shown voltage converter 2 ,

Das obere Diagramm zeigt den zeitlichen Verlauf der Wechselspannung UN im Verlauf einer Schwingungsperiode. Die Wechselspannung uN weist einen sinusförmigen Verlauf mit einer positiven und eine negativen Halbwelle auf.The upper diagram shows the time course of the AC voltage U N in the course of a period of oscillation. The alternating voltage u N has a sinusoidal course with a positive and a negative half-wave.

Die beiden darunter angeordneten Diagramme zeigen den zeitlichen Verlauf der an den Steueranschlüssen 17s und 18s anliegenden Steuerspannungen u17s und u18s. Die in den in 3 und 4 nicht dargestellte Steuereinrichtung ist so ausgestaltet, dass sie den ersten und den zweiten elektronischen Schalter derart ansteuert, dass während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle die positive Wechselspannungs-Halbwelle von dem ersten elektronischen Schalter 17 gemäß einem hochfrequenten Signal moduliert wird und der zweite Schalter 18 geschlossen ist und während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle die negative Wechselspannungs-Halbwelle von dem zweiten elektronischen Schalter 18 gemäß dem hochfrequenten Signal moduliert wird und der Schalter 17 geschlossen ist.The two diagrams below show the timing of the at the control terminals 17s and 18s applied control voltages u 17s and u 18s . The in the in 3 and 4 not shown control device is designed such that it controls the first and the second electronic switch such that during the positive AC half-wave, the positive AC half-wave from the first electronic switch 17 is modulated according to a high-frequency signal and the second switch 18 is closed and during the negative AC half wave the negative AC half wave from the second electronic switch 18 is modulated according to the high-frequency signal and the switch 17 closed is.

Das untere Diagramm veranschaulicht den impulsförmigen Stromfluss im Primärstromkreis, der sich als Abfolge iS(t) dreiecksförmiger Impulse darstellt, deren Amplituden einen sinusförmigen Verlauf zeigen. Das werter oben in 1 beschriebene LC-Glied aus der Drossel 16 und dem Kondensator 15 glättet den Stromverlauf, dargestellt durch die Kurve iN(t).The lower diagram illustrates the pulsed current flow in the primary circuit, which is represented as a sequence i S (t) of triangular pulses whose amplitudes show a sinusoidal profile. The value above in 1 described LC element from the throttle 16 and the capacitor 15 smoothes the current curve, represented by the curve i N (t).

6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannungswandlers. 6 shows a fourth embodiment of the voltage converter according to the invention.

Ein Spannungswandler 4 ist wie der weiter oben in 1 beschriebene Spannungswandler 1 ausgebildet, mit dem Unterschied, dass im Sekundärkreis anstelle der Diode 19 ein elektronischer Schalter 22 mit einem Steueranschluss 22s angeordnet ist Der elektronische Schalter 22 ist wie die elektronischen Schalter 17 und 18 aus der Serienschaltung einer Diode und eines Schalttransistors gebildet. Der Schalttransistor weist den Steueranschluss 22s auf. A voltage transformer 4 is like the one up in 1 described voltage converter 1 formed, with the difference that in the secondary circuit instead of the diode 19 an electronic switch 22 with a control connection 22s is arranged The electronic switch 22 is like the electronic switch 17 and 18 formed from the series connection of a diode and a switching transistor. The switching transistor has the control terminal 22s on.

7 veranschaulicht anhand von Diagrammen die Funktionsweise des in 6 dargestellten Spannungswandlers 3. 7 Using diagrams to illustrate the operation of the in 6 shown voltage converter 3 ,

Das obere Diagramm zeigt den zeitlichen Verlauf der Wechselspannung uN im Verlauf einer Schwingungsperiode. Die Wechselspannung uN weist einen sinusfömigen Verlauf mit einer positiven und eine negativen Halbwelle auf.The upper diagram shows the time course of the alternating voltage u N in the course of a period of oscillation. The alternating voltage u N has a sinusoidal profile with a positive and a negative half-wave.

Die drei darunter angeordneten Diagramme zeigen den zeitlichen Verlauf der an den Steueranschlüssen 21s, 17s und 18s anliegenden Steuerspannungen u21s, u17s und u18s. Während beider Halbwellen der Wechselspannung uN liegt am sekundärseitigen Steuereingang 21s eine impulsförmige Steuerspannung u21s an. Am Steuereingang 17s liegt wähnend der positiven Halbwelle die Steuerspannung u17s dauernd an, während der negativen Halbwelle ist die Steuerspannung Null. Die beiden elektronischen Schalter wirken wie eine Diode. Bei der negativen Halbwelle liegt am Steuereingang 18s die Steuerspannung u18s dauernd an, die Steuerspannung u17s ist Null. Die beiden Schalter 17 und 18 wirken nun als gegensinnig gepolte Diode, die die negative Halbwelle des Wechselstroms durchlässt.The three diagrams below show the timing of the at the control terminals 21s . 17s and 18s applied control voltages u 21s , u 17s and u 18s . During both half cycles of the AC voltage u N is located on the secondary side control input 21s a pulse-shaped control voltage u 21s . At the control entrance 17s the control voltage u 17s is permanently present during the positive half wave, while the control voltage is zero during the negative half wave. The two electronic switches act like a diode. At the negative half wave is at the control input 18s the control voltage u 18s continuously on, the control voltage u 17s is zero. The two switches 17 and 18 now act as oppositely poled diode, which lets through the negative half-wave of the alternating current.

Das untere Diagramm veranschaulicht den impulsförmigen Stromfluss im Primärstromkreis, der sich als Abfolge iS(t) dreiecksförmiger Impulse darstellt, deren Amplituden einen sinusförmigen Verlauf zeigen. Das werter oben in 1 beschriebene LC-Glied aus der Drossel 12 und dem Kondensator 13 glättet den Stromverlauf, dargestellt durch die Kurve iN(t).The lower diagram illustrates the pulsed current flow in the primary circuit, which is represented as a sequence i S (t) of triangular pulses whose amplitudes show a sinusoidal profile. The value above in 1 described LC element from the throttle 12 and the capacitor 13 smoothes the current curve, represented by the curve i N (t).

Die 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Spannungswandler 4 wie der weiter oben in 3 beschriebene Spannungswandler 2 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass im Sekundärkreis anstelle der aus Dioden 19 gebildeten Brückengleichrichterschaltung eine aus elektronischen Schaltern 22 bis 25 ausgebildete Brückengleichrichterschaltung vorgesehen ist, wobei die elektronischen Schalter 22 und 23 den oberen Brückenzweig und die elektronischen Schalter 24 und 25 den unteren Brockenzweig bilden.The 8th shows an embodiment in which a voltage converter 4 like the one above in 3 described voltage converter 2 is formed, with the difference that in the secondary circuit instead of the diode 19 formed bridge rectifier circuit one of electronic switches 22 to 25 trained bridge rectifier circuit is provided, wherein the electronic switch 22 and 23 the upper bridge branch and the electronic switches 24 and 25 form the lower brocken branch.

Die 9 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel, bei dem ein Spannungswandler 4 wie der weiter oben in 4 beschriebene Spannungswandler 2 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass im Sekundärkreis anstelle der Dioden 19 elektronische Schalter 22 und 23 mit Steueranschlüssen 22s und 23s vorgesehen sind.The 9 shows a sixth embodiment in which a voltage converter 4 like the one above in 4 described voltage converter 2 is formed, with the difference that in the secondary circuit instead of the diodes 19 electronic switches 22 and 23 with control connections 22s and 23s are provided.

Die in 8 und 9 dargestellten Spannungswandler ermöglichen wegen der auf der im Sekundärkreis vorgesehenen elektronischen Schalter das Rückspeisen elektrischer Energie vom Sekundärkreis in den Primärkreis des Spannungswandlers 13, wobei gleichzeitig die Wandlung von Gleichspannung in Wechselspannung samt Spannungsanpassung möglich ist.In the 8th and 9 shown voltage transformers allow because of the provided in the secondary circuit electronic switch, the return of electrical energy from the secondary circuit in the primary circuit of the voltage converter 13 , wherein at the same time the conversion of DC voltage in AC voltage including voltage adjustment is possible.

10 verdeutlicht die Zusammenhänge für das Ausführungsbeispiel in 9. 10 clarifies the relationships for the embodiment in 9 ,

Das obere Diagramm zeigt den zeitlichen Verlauf der Wechselspannung uN im Verlauf einer Schwingungsperiode. Die Wechselspannung uN weist einen sinusförmigen Verlauf mit einer positiven und eine negativen Halbwelle auf.The upper diagram shows the time course of the alternating voltage u N in the course of a period of oscillation. The alternating voltage u N has a sinusoidal course with a positive and a negative half-wave.

Die vier mittleren Diagramme zeigen die zeitabhängigen Verläufe der Steuerspannungen u20as, u20bs, u21bs/u19bs und u21as/u19as.The four middle diagrams show the time-dependent curves of the control voltages u 20as , u 20bs , u 21bs / u 19bs and u 21as / u 19as .

Die Verläufe von u22s und u23s sind in den beiden Halbwellen der Wechselspannung alternierend, d. h. wenn u22s impulsförmig verläuft, ist u23s = 0 und umgekehrt.The curves of u 22s and u 23s are alternating in the two half waves of the alternating voltage, ie if u 22s is pulsed, u 23s = 0 and vice versa.

Ebenso sind die Verläufe von u26s/u18s und u24s/u17s in den beiden Halbwellen der Wechselspannung alternierend, d. h. wenn u25s/u18s anliegt, ist u24s/u17s = 0 und umgekehrt. Die besagten Spannungen liegen jeweils für die Dauer einer Halbwelle konstant an.Likewise, the curves of u 26s / u 18s and u 24s / u 17s are alternating in the two half-waves of the alternating voltage, ie when μ 25s / u 18s is applied, u 24s / u 17s = 0 and vice versa. The said voltages are constant in each case for the duration of a half-wave.

Die 6 bis 10 beschreiben Spannungswandler vom Typ des DC/AC-Wandlers.The 6 to 10 describe voltage transformers of the type of DC / AC converter.

Die in den 11 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ermöglichen je nach Ansteuerung einen Betrieb in beide Richtungen. Diese Spannungswandler sind also je nach Art der Ansteuerung als AC/DC oder DC/AC-Wandler einsetzbar. The in the 11 to 13 illustrated embodiment allow depending on the control operation in both directions. Depending on the type of control, these voltage transformers can therefore be used as AC / DC or DC / AC converters.

Ein derartiger Betrieb ist grundsätzlich auch durch antiparallele Anordnung eines der AC/DC Systeme nach 1, 3, oder 4 und eines DC/AC Systems nach 6, 8, oder 9 realisierbar, die integrierte Ausführung nach 11, 12, oder 13 weist jedoch einen erheblich geringeren Realisierungsaufwand auf.Such an operation is basically also by antiparallel arrangement of one of the AC / DC systems after 1 . 3 , or 4 and a DC / AC system 6 . 8th , or 9 feasible, the integrated design after 11 . 12 , or 13 However, it has a much lower implementation effort.

Das in 11 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Spannungswandler 5, der primärseitig wie der weiter oben in 1 beschriebene Spannungswandler ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass die elektronischen Schalter wie in den 3, 4, 8 und 9 ausgebildet sind.This in 11 illustrated embodiment shows a voltage converter 5 , the primary side like the one above 1 described voltage transformer is formed, with the difference that the electronic switch as in the 3 . 4 . 8th and 9 are formed.

Sekundärseitig weist der Spannungswandler 5 den Aufbau aus 1 auf, mit dem Unterschied, dass anstelle der Diode 19 ein elektronischer Schalter 22 mit einem Steueranschluss 22s vorgesehen ist.Secondary, the voltage converter 5 the structure out 1 on, with the difference that instead of the diode 19 an electronic switch 22 with a control connection 22s is provided.

Es ergeben sich je nach Ansteuerung folgende Betriebsarten: Betriebsart Schalter 17 Schalter 18 Schalter 17' Schalter 18' AC/DC an getaktet aus getaktet DC/AC getaktet aus getaktet aus Depending on the control, the following operating modes result: operating mode switch 17 switch 18 switch 17 ' switch 18 ' AC / DC at clocked out clocked DC / AC clocked out clocked out

Das in 12 dargestellte Ausführungsbeispiel ist wie das weiter oben in 3 beschriebene Ausführungsbeispiel ausgebildet, mit dem Unterschied, dass bei einem Spannungswandler 6 ein Sekundärkreis vorgesehen ist, der wie der weiter oben in 8 beschriebene Sekundärkreis ausgebildet ist.This in 12 illustrated embodiment is as in the above in 3 described embodiment, with the difference that in a voltage converter 6 a secondary circuit is provided, which is like the one above 8th is formed described secondary circuit.

Es ergeben sich je nach Ansteuerung folgende Betriebsarten: Betriebsart Schalter 2225 AC/DC gesperrt DC/AC angesteuert wie in Fig. 10 Depending on the control, the following operating modes result: operating mode switch 22 - 25 AC / DC blocked DC / AC controlled as in Fig. 10

Das in 13 dargestellte Aus Ausführungsbeispiel ist wie das in 4 beschriebene Ausführungsbeispiel ausgebildet, mit dem Unterschied, dass im Sekundärkreis anstelle der Dioden 19 elektronische Schalter 22 und 23 mit Steueranschlüssen 22s und 23s vorgesehen sind.This in 13 From embodiment shown is like that in 4 described embodiment, with the difference that in the secondary circuit instead of the diodes 19 electronic switches 22 and 23 with control connections 22s and 23s are provided.

Es ergeben sich je nach Ansteuerung folgende Betriebsarten: Betriebsart Schalter 22 und 23 AC/DC gesperrt DC/AC angesteuert wie in Fig. 10 Depending on the control, the following operating modes result: operating mode switch 22 and 23 AC / DC blocked DC / AC controlled as in Fig. 10

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1–61-6
SpannungswandlerDC converter
1111
GleichstromanschlussDC power connector
1212
WechselstromanschlussAC connection
1313
Sperrwandlerflyback converter
13p13p
primärseitiger Anschlussprimary-side connection
13s13s
sekundärseitiger Anschlusssecondary side connection
1414
Speichertransformatorflyback transformer
1515
Kondensatorcapacitor
1616
Drosselthrottle
17, 1817, 18
elektronischer Schalterelectronic switch
17s, 18s17s, 18s
Steueranschlusscontrol connection
1919
Diodediode
2020
Kondensatorcapacitor
2121
Spannungsbegrenzervoltage limiter
22–2522-25
elektronischer Schalterelectronic switch
22s–25s22s-25s
Steueranschlusscontrol connection

Claims (20)

Spannungswandler (16) mit einem Gleichstromanschluss (11), einem Wechselstromanschluss (12) und einem Sperrwandler (13), wobei der Sperrwandler (13) einen Speichertransformator (14) mit galvanisch getrennter Primär- und Sekundärwicklung, einen primärseitigen Anschluss (13p), umfassend einen ersten und einen zweiten primärseitigen Anschlusspunkt, einen sekundärseitigen Anschluss (13s), umfassend einen ersten und einen zweiten sekundärseitigen Anschlusspunkt, mindestens einen elektronischen Schalter (17, 18, 17, 18'), über den der primärseitige Anschluss (13p) des Sperrwandlers (13) mit der Primärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist, sowie eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung des mindestens einen elektronischen Schalters (17, 18, 17', 18') aufweist, wobei der Sperrwandler (13) derart mit dem Wechselstromanschluss (12) verbunden ist, dass zwischen dem ersten und zweiten primärseitigen Anschlusspunkt des Sperrwandlers (13) eine Wechselspannung (uN) anliegt.Voltage transformer ( 1 - 6 ) with a DC connection ( 11 ), an AC power connection ( 12 ) and a flyback converter ( 13 ), wherein the flyback converter ( 13 ) a storage transformer ( 14 ) with galvanically separated primary and secondary winding, a primary-side connection ( 13p ) comprising a first and a second primary-side connection point, a secondary-side connection ( 13s ), comprising a first and a second secondary-side connection point, at least one electronic switch ( 17 . 18 . 17 . 18 ' ), through which the primary-side connection ( 13p ) of the flyback converter ( 13 ) with the primary winding of the memory transformer ( 14 ), and a control device for controlling the at least one electronic switch ( 17 . 18 . 17 ' . 18 ' ), wherein the flyback converter ( 13 ) in such a way with the AC connection ( 12 ), that between the first and second primary-side connection point of the flyback converter ( 13 ) an alternating voltage (u N ) is applied. Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, und eine Mittelpunktanzapfung aufweist, dass der erste primärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend einen ersten elektronischen Schalter (17) mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist, dass der zweite primärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad umfassend einen zweiten elektronischen Schalter (18) mit dem zweiten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist und die Mittelpunktanzapfung über einen dritten Strompfad mit dem zweiten primärseitigen Anschlusspunkt verbunden istVoltage transformer according to claim 1, characterized in that the primary winding of the memory transformer ( 14 ) has two terminals, a first and a second terminal, and a center tap, that the first primary-side connection point via a first current path comprising a first electronic switch ( 17 ) to the first terminal of the primary winding of the memory transformer ( 14 ) that the second primary-side connection point via a second current path comprising a second electronic switch ( 18 ) to the second terminal of the primary winding of the memory transformer ( 14 ) and the center tap is connected to the second primary-side terminal via a third current path Spannungswandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den ersten und den zweiten elektronischen Schalter (17, 18) während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle mit einem anderen Steuersignal ansteuert als während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle, so dass der zweite Strompfad während der positiven Halbwelle gesperrt ist und der erste Strompfad während der negativen Halbwelle gesperrt ist.Voltage transformer according to claim 2, characterized in that the control device is designed such that it the first and the second electronic switch ( 17 . 18 ) during the positive AC half-wave with a different control signal than during the negative AC half cycle, so that the second current path is disabled during the positive half cycle and the first current path is disabled during the negative half cycle. Spannungswandler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgestattet ist, dass sie den ersten und den zweiten elektronischen Schalter (17, 18) derart ansteuert, dass während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle die positive Wechselspannungs-Halbwelle von dem ersten elektronischen Schalter (17) gemäß einem hochfrequenten Signal moduliert wird und während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle die negative Wechselspannungs-Halbwelle von dem zweiten elektronischen Schalter (18) gemäß dem hochfrequenten Signal moduliert wird.Voltage transformer according to claim 2 or 3, characterized in that the control device is equipped so that it the first and the second electronic switch ( 17 . 18 ) in such a way that during the positive AC half-wave the positive AC half-wave from the first electronic switch ( 17 ) is modulated according to a high-frequency signal and during the negative AC half-wave, the negative AC half-wave from the second electronic switch ( 18 ) is modulated according to the high-frequency signal. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schalter (17, 18) aus einer Serienschaltung einer Diode und eines Schalttransistors besteht.Voltage transformer according to one of claims 2 to 4, characterized in that the electronic switch ( 17 . 18 ) consists of a series connection of a diode and a switching transistor. Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste primärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend einen elektronischen Schalter (17, 18) mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist, und dass der zweite primärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss der Primärwicklung verbunden ist.Voltage transformer according to claim 1, characterized in that the primary winding of the memory transformer ( 14 ) has two terminals, a first terminal and a second terminal, that the first primary-side connection point via a first current path comprising an electronic switch ( 17 . 18 ) to the first terminal of the primary winding of the memory transformer ( 14 ), and that the second primary-side connection point is connected via a second current path to the second terminal of the primary winding. Spannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste primärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend einen ersten elektronischen Schalter (17) und einen zweiten elektronischen Schalter (18) mit dem ersten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist, und dass der zweite primärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss der Primärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist.Voltage transformer according to claim 1, characterized in that the primary winding of the memory transformer ( 14 ) has two terminals, a first terminal and a second terminal, that the first primary-side connection point via a first current path comprising a first electronic switch ( 17 ) and a second electronic switch ( 18 ) to the first terminal of the primary winding of the memory transformer ( 14 ), and in that the second primary-side connection point is connected via a second current path to the second connection of the primary winding of the memory transformer ( 14 ) connected is. Spannungswandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektronische Schalter (17) und der zweite elektronische Schalter (18) aus einer Gegenserienschaltung zweier Schalttransistoren mit jeweiliger antiparalleler Freilaufdiode oder einer Gegenserienschaltung zweiter IGBTs oder MOSFET-Transistoren bestehen.Voltage transformer according to claim 7, characterized in that the first electronic switch ( 17 ) and the second electronic switch ( 18 ) from a counter-series circuit of two switching transistors with respective antiparallel freewheeling diode or a counter-series circuit of second IGBTs or MOSFET transistors. Spannungswandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektronische Schalter (17) und der zweite elektronische Schalter (18) aus einer Gegenparallelschaltung zweier bipolar sperrender Schalttransistoren bestehen.Voltage transformer according to claim 7, characterized in that the first electronic switch ( 17 ) and the second electronic switch ( 18 ) consist of a counter-parallel connection of two bipolar blocking switching transistors. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den ersten und den zweiten elektronischen Schalter (17, 18) derart ansteuert, dass während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle die positive Wechselspannungs-Halbwelle von dem ersten elektronischen Schalter (17) gemäß einem hochfrequenten Signal moduliert wird und während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle die negative Wechselspannungs-Halbwelle von dem zweiten elektronischen Schalter (18) gemäß dem hochfrequenten Signal moduliert wird.Voltage converter according to one of claims 7 to 9, characterized in that the control device is designed such that it the first and the second electronic switch ( 17 . 18 ) in such a way that during the positive AC half-wave the positive AC half-wave from the first electronic switch ( 17 ) is modulated according to a high-frequency signal and during the negative AC half-wave, the negative AC half-wave from the second electronic switch ( 18 ) is modulated according to the high-frequency signal. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad, der eine Diode (19) umfasst, mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist, und dass der zweite sekundärselige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung verbunden ist.Voltage converter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the secondary winding of the storage transformer ( 14 ) has two terminals, a first and a second terminal, that the first secondary-side connection point via a first current path, the a diode ( 19 ), with the first terminal of the secondary winding of the memory transformer ( 14 ), and that the second secondary connection point is connected to the second connection of the secondary winding via a second current path. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Brückenstrompfad einer Diodenbrücke mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist, und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Brückenstrompfad der Diodenbrücke mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung verbunden istVoltage transformer according to one of claims 1 to 10, characterized in that the secondary winding of the storage transformer ( 14 ) has two terminals, a first and a second terminal, that the first secondary-side connection point via a first bridge current path of a diode bridge with the first terminal of the secondary winding of the memory transformer ( 14 ), and in that the second secondary-side connection point is connected to the second terminal of the secondary winding via a second bridge current path of the diode bridge Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, und eine Mittelpunktanzapfung aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend eine erste Diode (19) mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist und über einen zweiten Strompfad umfassend eine zweite Diode (19) mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen dritten Strompfad mit der Mittelpunktanzapfung verbunden ist.Voltage transformer according to one of claims 1 to 10, characterized in that the secondary winding of the storage transformer ( 14 ) has two terminals, a first and a second terminal, and a center tap, that the first secondary-side terminal point via a first current path comprising a first diode ( 19 ) to the first terminal of the secondary winding of the memory transformer ( 14 ) and via a second current path comprising a second diode ( 19 ) to the second terminal of the secondary winding of the memory transformer ( 14 ) and that the second secondary-side connection point is connected to the center tap via a third current path. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad, der einen dritten elektronischen Schalter (22) umfasst, mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist, und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Strompfad mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung verbunden ist.Voltage converter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the secondary winding of the storage transformer ( 14 ) has two terminals, a first and a second terminal, that the first secondary-side connection point via a first current path, the third electronic switch ( 22 ), with the first terminal of the secondary winding of the memory transformer ( 14 ), and that the second secondary-side connection point is connected via a second current path to the second terminal of the secondary winding. Spannungswandler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den dritten elektronischen Schalter (22) derart ansteuert, dass er gemäß einem hochfrequenten Signal an- und ausschaltet.Voltage converter according to claim 14, characterized in that the control device is designed such that it the third electronic switch ( 22 ) such that it turns on and off according to a high-frequency signal. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Brückenstrompfad einer mit vierten elektronischen Scheitern (2225) ausgebildeten Brücke mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist, und dass der zweite sekundärseitige Anschlusspunkt über einen zweiten Brückenstrompfad der mit den vierten elektronischen Schaltern (2225) ausgebildeten Brücke mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung verbunden ist.Voltage transformer according to one of claims 1 to 10, characterized in that the secondary winding of the storage transformer ( 14 ) has two terminals, a first and a second terminal, that the first secondary-side connection point via a first bridge current path with a fourth electronic failure ( 22 - 25 ) formed bridge with the first terminal of the secondary winding of the memory transformer ( 14 ), and in that the second secondary-side connection point is connected via a second bridge current path to that of the fourth electronic switches ( 22 - 25 ) formed bridge is connected to the second terminal of the secondary winding. Spannungswandler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vierten elektronischen Schalter (2225) aus einem Schalttransistor mit antiparalleler Freilaufdiode oder einem IGBT oder MOSFET-Transistor bestehen.Voltage transformer according to claim 16, characterized in that the fourth electronic switch ( 22 - 25 ) consist of a switching transistor with antiparallel freewheeling diode or an IGBT or MOSFET transistor. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) zwei Anschlüsse, einen ersten und einen zweiten Anschluss, und eine Mittelpunktanzapfung aufweist, dass der erste sekundärseitige Anschlusspunkt über einen ersten Strompfad umfassend einen fünften elektronischen Schalter (22) mit dem ersten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist und über einen zweiten Strompfad umfassend einen sechsten elektronischen Schalter (23) mit dem zweiten Anschluss der Sekundärwicklung des Speichertransformators (14) verbunden ist und die Mittelpunktanzapfung über einen dritten Strompfad mit dem zweiten sekundärseitigen Anschlusspunkt verbunden ist. Voltage transformer according to one of claims 1 to 10, characterized in that the secondary winding of the storage transformer ( 14 ) has two terminals, a first and a second terminal, and a center tap, that the first secondary-side connection point via a first current path comprising a fifth electronic switch ( 22 ) to the first terminal of the secondary winding of the memory transformer ( 14 ) and via a second current path comprising a sixth electronic switch ( 23 ) to the second terminal of the secondary winding of the memory transformer ( 14 ) and the center tapping is connected to the second secondary side terminal via a third current path. Spannungswandler nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie die vierten bzw. fünften und sechsten elektronischen Schalter (2225) derart ansteuert, dass während der positiven Wechselspannungs-Halbwelle eine erste Gruppe der vierten elektronischen Schalter bzw. die fünften elektronischen Schalter gemäß einem hochfrequenten Signal an- und ausgeschaltet werden und während der negativen Wechselspannungs-Halbwelle eine zweite Gruppe der vierten elektronischen Schalter bzw. die sechsten elektronischen Schalter an- bzw. ausgeschaltet werden.Voltage transformer according to claim 16 to 18, characterized in that the control device is designed so that they the fourth and fifth and sixth electronic switches ( 22 - 25 ) such that during the positive AC half-wave a first group of the fourth electronic switch or the fifth electronic switch according to a high-frequency signal on and off and during the negative AC half-wave, a second group of the fourth electronic switch or the sixth electronic switch on or off. Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgestaltet ist, dass nach Filterung schaltfrequenter Anteile des Eingangsstromes durch ein EMV-Filter ein netzspannungsproportionaler oder sinusförmiger Eingangsstrom iN am Wechselstromanschluss (12) resultiert.Voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the control device is designed so that after filtering switching frequency components of the input current through an EMC filter, a mains voltage proportional or sinusoidal input current i N at the AC power connector ( 12 ) results.
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