WO2012163575A2 - Snubberschaltung für gleichspannungswandler - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a snubber circuit for a DC-DC converter, in particular for a center rectifier with synchronous rectification.
  • Synchronous rectifier circuits used. The used for this purpose
  • Power semiconductor switches for example, MOSFETs
  • MOSFETs MOSFETs
  • passive snubber elements on which load the oscillation energy of the oscillations when a critical voltage limit is exceeded to a capacity.
  • passive snubber elements may consist of a series connection of a capacitor with a resistor which, as an RC erase combination, is connected in parallel with
  • active snubber elements have, in addition to the capacitor, a further semiconductor switch, via which the excess charge can be dissipated when a critical amount of charge on the capacitor is exceeded, for example, back into the secondary-side vehicle electrical system.
  • the document US 6,771, 521 B1 discloses an active snubber circuit for a synchronous rectifier with a damping capacitor, which via a
  • Snubber capacitor stored oscillation charge can be fed back into the rectifier circuit.
  • Snubber chokes are associated with high unit costs because the components themselves are expensive and continue to cause high manufacturing costs in assembly.
  • a DC-DC converter comprising a transformer having a primary-side winding and a secondary-side winding with a center tap, an output inductance, which is connected to the center tap and a first output terminal, a
  • Synchronous rectifier circuit having two synchronous rectifier switches, which are respectively connected to the end taps of the secondary side winding, and which for generating a rectified output voltage to a second
  • Output terminal are designed, and a connected via the synchronous rectifier circuit Snubberscnies.
  • the snubber circuit in this case has two diodes which are each coupled to the end taps of the secondary side Wcklung, a capacitor which is coupled to the two diodes, and which is adapted to store resonant vibrational energy in the synchronous rectifier circuit, and a discharge circuit of a series circuit a discharge switch and a resistor, wherein the discharge circuit is coupled between the first output terminal and the capacitor and is adapted to selectively feed stored charge in the capacitor back into the first output terminal.
  • One idea of the present invention is to provide a snubber circuit for a
  • inductive components such as a Snubber choke of an active snubber circuit by a current-limiting
  • Another idea of the present invention is to provide a freewheeling diode in the
  • Fig. 1 is a schematic representation of a DC-DC converter according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a DC-DC converter according to another embodiment of the invention.
  • the DC-DC converter 1 shows a schematic representation of a DC-DC converter 1.
  • the DC-DC converter 1 comprises a transformer 2 having a primary-side winding 2a and a secondary-side winding, which is divided by a center tap into two sections 2b and 2c.
  • the transformer 2 may be designed, for example, for converting a high-voltage into a low-voltage and, for example, have a winding ratio between primary-side and secondary-side Wecklung of over one, in particular 10: 1.
  • the winding ratio of the two secondary-side winding sections 2b and 2c may be equal to one.
  • the winding ratio can be one, that is, the two secondary-side winding sections 2b and 2c have the same Wcklungsiere.
  • the center tap is connected via a secondary-side inductance 3 with a first output terminal 9a.
  • the two end taps of the respective secondary-side winding sections 2b and 2c are connected on one side to two inputs of a synchronous rectifier circuit 4, and on the other hand to two inputs of a active snubber circuit 5.
  • the DC-DC converter 1 realizes a
  • the synchronous rectifier circuit 4 is configured to receive one of the end-side taps of the respective secondary-side winding sections 2b and 2c on the
  • Transformer 2 secondary side voltage to tap and convert via a suitable interconnection in a DC voltage at a second output terminal 9b.
  • a DC output voltage can be tapped.
  • a shunt resistor 4a can further be provided, at which the output current to the second output terminal 9b can be measured.
  • a DC voltage intermediate circuit 8 can also be provided, which can serve for voltage smoothing.
  • the snubber circuit 5 has two snubber elements 5a and 5b, which are each connected to the end-side taps of the secondary-side Wcklung 2b, 2c of the transformer 2.
  • the snubber elements 5a and 5b are designed to
  • Voltage spikes which may occur at the inputs of the synchronous rectifier circuit 4, intercept and deliver it to a snubber capacitor or capacitor 6.
  • the secondary-side winding 2b, 2c has a leakage inductance, whereby voltage oscillations, so-called “secondary ringing", can occur between the output capacitance of the elements of the synchronous rectifier circuit 4 and the leakage inductance.
  • the occurring vibration energy is stored at a predetermined voltage across the snubber elements 5a and 5b on the capacitor 6.
  • the capacitor 6 can be realized, for example, over a certain number of capacitors connected in parallel, for example, six parallel-connected ceramic capacitors.
  • FIG. 2 shows a DC-DC converter 1 according to FIG. 1 in greater detail.
  • the DC-DC converter 1 can have between the DC intermediate circuit 8 and the second output terminal 9b a circuit breaker 13a, which is designed to separate the DC-DC converter 1 from a connected low-voltage network.
  • the circuit breaker 13a can, for example, two
  • the DC-DC converter 1 comprises a polarity reversal protection switch 13b, which is designed to ensure protection against reverse polarity at the output terminals 9a, 9b.
  • Polarity reversal switch 13b can also be, for example, two
  • a connection to ground for example to a housing 12, can be made via a capacitor 1 1 in order to ensure the electromagnetic compatibility of the housing
  • the synchronous rectifier circuit 4 is shown in FIG. 2 by two
  • Synchronous rectifier switch 14a, 14b has an active switching element and a freewheeling diode connected in parallel therewith. It is clear that the free-wheeling diode may be the parasitic diode of the active switching element itself when using semiconductor switches. It may further be provided to provide passive snubber elements in parallel to each switching element, for example, as shown in Fig. 2, RC quenching combinations with a series circuit of a capacitor and a
  • Resistor be provided in parallel to the active switching element and the freewheeling diode.
  • the snubber circuit 5 comprises two snubber elements 5a and 5b
  • Capacitor 6 a predetermined voltage value, the charge can be actively fed via a discharge switch 18 by a Wderstand 17 in the DC-DC converter 1. Due to the low secondary side voltages in the
  • the power losses in the current-limiting resistor 17 are negligible.
  • a diode (not shown) is arranged between the resistor 17 and the node between the secondary inductance 3 and the first output terminal 9a. Such a diode can be used to disturbs such as
  • Control of the discharge switch 18 can be accomplished by allowing a discharge of the capacitor 6 during the freewheeling phase of the active switching elements, i. of the
  • Synchronous rectifier switch 14a and 14b takes place.
  • the typical period of a snubber event at one of the synchronous rectifier switches 14a and 14b may be less than 5 ⁇ , for example.
  • the charge transport of the resonant oscillations to the capacitor 6 can be completed, for example, after 1 ⁇ .
  • the maximum discharge duration may be 4 ⁇ , in a time interval between 1 ⁇ and 5 ⁇ after a closure of the synchronous rectifier switch 14a or 14b.
  • the discharge switch 18 may be additionally opened under the condition that the voltage across the capacitor 6 exceeds a predetermined value, for example, 10% of the voltage across the primary-side winding 2a of the transformer 2, by the charge stored on the capacitor 6 on the
  • Resistor 17 and possibly a freewheeling diode to the first output terminal 9 a dissipate.
  • the synchronous rectifier switches 14a, 14b used, the circuit breakers 13a, 13b and the discharge switch 18 can each have semiconductor switches, such as field-effect transistors (FETs).
  • FETs field-effect transistors
  • the semiconductor switches are each shown as self-blocking n-MOSFETs (n-type metal oxide semiconductor field-effect transistors, but it is also possible to provide other semiconductor switches in appropriate form, for example in the form of IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), JFETs (Junction Field Effect Transistors) or p-MOSFETs (P-type Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler (1), mit einem Transformator (2) mit einer primärseitigen Wicklung (2a) und einer sekundärseitigen Wicklung (2b, 2c) mit Mittelabgriff, einer Ausgangsinduktivität (3), welche mit dem Mittelabgriff und einem ersten Ausgangsanschluss (9a) verbunden ist, einer Synchrongleichrichterschaltung (4) mit zwei Synchrongleichrichterschaltern (14a, 14b), welche jeweils mit den endseitigen Abgriffen der sekundärseitigen Wicklung (2b, 2c) verbunden sind, und welche zum Erzeugen einer gleichgerichteten Ausgangsspannung an einem zweiten Ausgangsanschluss (9b) ausgelegt sind, und einer über die Synchrongleichrichterschaltung (4) geschalteten Snubberschaltung (5). Die Snubberschaltung weist dabei zwei Dioden (16a, 16b), welche jeweils mit den endseitigen Abgriffen der sekundärseitigen Wicklung (2b, 2c) gekoppelt sind, einen Kondensator (6), welcher mit den zwei Dioden (16a, 16b) gekoppelt ist, und welcher dazu ausgelegt ist, in der Synchrongleichrichterschaltung (4) auftretende resonante Schwingungsenergie zu speichern, und eine Entladeschaltung (7) aus einer Reihenschaltung eines Entladeschalters (18) und eines Widerstands (17) auf, wobei die Entladeschaltung (7) zwischen dem ersten Ausgangsanschluss (9a) und dem Kondensator (6) gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, gespeicherte Ladung in dem Kondensator (6) selektiv in den ersten Ausgangsanschluss (9a) zurückzuspeisen.

Description

Beschreibung Titel
Snubberschaltung für Gleichspannungswandler
Die Erfindung betrifft eine Snubberschaltung für einen Gleichspannungswandler, insbesondere für einen Mittelpunktgleichrichter mit Synchrongleichrichtung.
Stand der Technik
Zur Gleichspannungswandlung, beispielsweise zur Versorgung eines
Niedervoltbordnetzes eines Fahrzeugs, werden üblicherweise
Synchrongleichrichterschaltungen eingesetzt. Die hierzu verwendeten
Leistungshalbleiterschalter, beispielsweise MOSFETs, weisen gerade bei höheren Gleichströmen eine geringere Verlustspannung als Dioden auf, wodurch der
Wirkungsgrad des Gleichrichters erhöht werden kann. Aufgrund der Ausgangskapazität gesperrter Halbleiterschalter kann es bei galvanisch entkoppelten Synchrongleichrichtern zu dem Phänomen des "secondary ringings", also dem Auftreten ungewollter
Oszillationen des Stroms bzw. der Spannung kommen. Dabei erfolgt eine Resonanz zwischen der Streuinduktivität der Sekundärseite des Transformators mit der
sekundärseitigen Induktivität und der Ausgangskapazität der Halbleiterschalter. Herkömmliche Synchrongleichrichter weisen daher Dämpfungsglieder, sogenannte
"Snubber-Glieder" auf, welche die auftretende Schwingungsenergie der Oszillationen bei Überschreiten einer kritischen Spannungsgrenze auf eine Kapazität laden. Passive Snubber-Glieder können beispielsweise aus einer Reihenschaltung eines Kondensators mit einem Widerstand bestehen, welche als RC-Löschkombination parallel zu
Halbleiterschalter geschaltet werden können. Aktive Snubber-Glieder hingegen weisen neben dem Kondensator einen weiteren Halbleiterschalter auf, über welchen bei Überschreiten einer kritischen Ladungsmenge auf dem Kondensator die überschüssige Ladung abgeführt werden kann, beispielsweise zurück in das sekundärseitige Bordnetz. Die Druckschrift US 6,771 ,521 B1 offenbart eine aktive Snubberschaltung für einen Synchrongleichrichter mit einem Dämpfungskondensator, welcher über einen
Halbleiterschalter schaltbar entladen werden kann. Die Druckschrift US 5,898,581 offenbart eine Mittelpunktsgleichrichterschaltung mit einer aktiven Snubberschaltung, wobei über ein induktives Element auf einem
Snubberkondensator gespeicherte Schwingungsladung in die Gleichrichterschaltung zurückgespeist werden kann.
Übliche Snubberschaltungen, beispielsweise die in der Druckschrift US 5,898,581 offenbarte, sind für hohe Spannungen bzw. hohe Energien ausgelegt, um
Leistungsverluste gering zu halten (sogenannte "lossless snubber"). Insbesondere die in Tiefsetzstellern üblicherweise verwendeten induktiven Komponenten wie
Snubberdrosseln sind mit hohen Stückkosten verbunden, da die Bauteile selbst teuer sind und weiterhin in der Montage hohe Fertigungskosten verursachen.
Offenbarung der Erfindung Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einer Ausführungsform eine
Gleichspannungswandler, mit einem Transformator mit einer primärseitigen Wicklung und einer sekundärseitigen Wicklung mit Mittelabgriff, einer Ausgangsinduktivität, welche mit dem Mittelabgriff und einem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist, einer
Synchrongleichrichterschaltung mit zwei Synchrongleichrichterschaltern, welche jeweils mit den endseitigen Abgriffen der sekundärseitigen Wicklung verbunden sind, und welche zum Erzeugen einer gleichgerichteten Ausgangsspannung an einem zweiten
Ausgangsanschluss ausgelegt sind, und einer über die Synchrongleichrichterschaltung geschalteten Snubberschaltung. Die Snubberschaltung weist dabei zwei Dioden, welche jeweils mit den endseitigen Abgriffen der sekundärseitigen Wcklung gekoppelt sind, einen Kondensator, welcher mit den zwei Dioden gekoppelt ist, und welcher dazu ausgelegt ist, resonante Schwingungsenergie in der Synchrongleichrichterschaltung zu speichern, und eine Entladeschaltung aus einer Reihenschaltung eines Entladeschalters und eines Widerstands auf, wobei die Entladeschaltung zwischen den ersten Ausgangsanschluss und dem Kondensatorgekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, gespeicherte Ladung in dem Kondensatorselektiv in den ersten Ausgangsanschluss zurückzuspeisen.
Vorteile der Erfindung
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, eine Snubberschaltung für einen
Gleichspannungswandler zu schaffen, welcher bei Anwendungen, in denen wegen der geringen Energie während des secondary ringings und des Sperrverzugs (englisch "reverse recovery") Verlustleistungen vernachlässigbar sind, einfacher und
kosteneffektiver herzustellen sind. Dazu werden induktive Bauelemente wie eine Snubberdrossel einer aktiven Snubberschaltung durch einen strombegrenzenden
Widerstand ersetzt. Die Leistungsverluste in diesem Wderstand sind im Bezug auf den Wrkungsgrad vernachlässigbar. Eine weitere Idee der vorliegenden Erfindung ist es, auf eine Freilaufdiode im
Rückspeisepfad des Kondensatorzu verzichten, da keine induktiven Bauelemente verwendet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gleichspannungswandlers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Gleichspannungswandlers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gleichspannungswandlers 1 . Der Gleichspannungswandler 1 umfasst einen Transformator 2 mit einer primärseitigen Wicklung 2a und einer sekundärseitigen Wcklung, welche über einen Mittelabgriff in zwei Abschnitte 2b und 2c geteilt ist. Der Transformator 2 kann beispielsweise zur Wandlung einer Hochvoltspannung in eine Niedervoltspannung ausgelegt sein und zum Beispiel ein Wicklungsverhältnis zwischen primärseitiger und sekundärseitiger Wcklung von über Eins aufweisen, insbesondere beispielsweise 10: 1. Das Wicklungsverhältnis der beiden sekundärseitigen Wicklungsabschnitte 2b und 2c kann ungleich Eins betragen.
Insbesondere kann das Wicklungsverhältnis dabei Eins betragen, das heißt, die beiden sekundärseitigen Wicklungsabschnitte 2b und 2c besitzen gleiche Wcklungszahl.
Der Mittelabgriff ist dabei über eine sekundärseitige Induktivität 3 mit einem ersten Ausgangsanschluss 9a verbunden. Die beiden endseitigen Abgriffe der jeweiligen sekundärseitigen Wicklungsabschnitte 2b und 2c sind einerseits mit zwei Eingängen einer Synchrongleichrichterschaltung 4 verbunden, und andererseits mit zwei Eingängen einer aktiven Snubberschaltung 5. Der Gleichspannungswandler 1 realisiert dabei eine
Mittelpunktsgleichrichterschaltung mit aktiver Synchrongleichrichtung.
Die Synchrongleichrichterschaltung 4 ist dazu ausgelegt, von den endseitigen Abgriffen der jeweiligen sekundärseitigen Wicklungsabschnitte 2b und 2c eine an dem
Transformator 2 sekundärseitig anliegende Spannung abzugreifen und über eine geeignete Verschaltung in eine Gleichspannung an einem zweiten Ausgangsanschluss 9b zu wandeln. Mit anderen Worten, ist während des Betriebs des Gleichspannungswandlers 1 zwischen den Ausgangsanschlüssen 9a und 9b eine Ausgangsgleichspannung abgreifbar.
Zwischen der Synchrongleichrichterschaltung 4 und dem zweiten Ausgangsanschluss 9b kann weiterhin ein Shuntwiderstand 4a vorgesehen sein, an dem der Ausgangsstrom zum zweiten Ausgangsanschluss 9b hin gemessen werden kann. Zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss 9a, 9b kann ferner ein Gleichspannungszwischenkreis 8 vorgesehen sein, welcher zur Spannungsglättung dienen kann.
Die Snubberschaltung 5 weist zwei Snubberelemente 5a und 5b auf, welche jeweils mit den endseitigen Abgriffen der sekundärseitigen Wcklung 2b, 2c des Transformators 2 verbunden sind. Die Snubberelemente 5a und 5b sind dazu ausgelegt,
Spannungsspitzen, welche an den Eingängen der Synchrongleichrichterschaltung 4 auftreten können, abzufangen und an einen Snubberkondensator bzw. Kondensator 6 abzugeben. Die sekundärseitige Wcklung 2b, 2c weist eine Streuinduktivität auf, wodurch zwischen der Ausgangskapazität der Elemente der Synchrongleichrichterschaltung 4 und der Streuinduktivität Spannungsoszillationen, sogenanntes "secondary ringing", auftreten können. Die dabei auftretende Schwingungsenergie wird bei Überschreiten einer vorbestimmten Spannung über die Snubberelemente 5a und 5b auf dem Kondensator 6 gespeichert. Der Kondensator 6 kann beispielsweise über eine bestimmte Anzahl von parallel geschalteten Kondensatoren realisiert werden, zum Beispiel sechs parallel geschaltete Keramikkondensatoren.
Wenn der Kondensator 6 eine vorbestimmte Ladungsmenge aufgenommen hat, das heißt, wenn die an dem Kondensator 6 anliegende Spannung einen vorbestimmten Schwellwert überschritten hat, kann die auf dem Kondensator 6 gespeicherte Energie über eine Entladeschaltung 7 kontrolliert zurück in den Gleichspannungswandler 1 gespeist werden. Die Rückspeisung über die Entladeschaltung kann dabei vorzugsweise während einer Zeitspanne erfolgen, während der sich die Synchrongleichrichterschaltung 4 in einem Freilaufzustand befindet. Fig. 2 zeigt einen Gleichspannungswandler 1 gemäß Fig. 1 in höherem Detail. Der Gleichspannungswandler 1 kann dabei zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis 8 und dem zweiten Ausgangsanschluss 9b einen Schutzschalter 13a aufweisen, der dazu ausgelegt ist, den Gleichspannungswandler 1 von einem angeschlossenen Niedervoltnetz zu trennen. Der Schutzschalter 13a kann dabei zum Beispiel aus zwei
Feldeffekttransistoren aufgebaut werden. Weiterhin umfasst der Gleichspannungswandler 1 einen Verpolschutzschalter 13b, welcher dazu ausgelegt ist, einen Schutz gegen Verpolung an den Ausgangsanschlüssen 9a, 9b zu gewährleisten. Der
Verpolschutzschalter 13b kann dabei ebenfalls zum Beispiel aus zwei
Feldeffekttransistoren aufgebaut werden.
An einem Knotenpunkt zwischen dem Shuntwiderstand 4a und dem Schutzschalter 13a kann über einen Kondensator 1 1 eine Verbindung nach Masse, beispielsweise zu einem Gehäuse 12 hergestellt werden, um die elektromagnetische Verträglichkeit des
Gleichspannungswandlers 1 sicherzustellen.
Die Synchrongleichrichterschaltung 4 ist in Fig. 2 durch zwei
Synchrongleichrichterschalter 14a und 14b realisiert. Jeder der
Synchrongleichrichterschalter 14a, 14b weist dabei ein aktives Schaltelement und eine dazu parallel geschaltete Freilaufdiode auf. Es ist dabei klar, dass die Freilaufdiode bei Verwendung von Halbleiterschaltern die parasitische Diode des aktiven Schaltelements selbst sein kann. Es kann weiterhin vorgesehen sein, passive Snubber-Glieder parallel zu jedem Schaltelement vorzusehen, beispielsweise können wie in Fig. 2 gezeigt, RC- Löschkombinationen mit einer Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem
Widerstand parallel zu dem aktiven Schaltelement und der Freilaufdiode vorgesehen sein.
Die Snubberschaltung 5 umfasst als Snubberelemente 5a und 5b jeweils zwei
Parallelschaltungen aus jeweils einer Diode 16a und 16b und einem Kondensator 15a und 15b. Über die Dioden 16a, 16b wird bei Überschreiten einer Schwellwertspannung an den Eingängen der Synchrongleichrichterschalter 14a, 14b überschüssige (oszillierende) Ladung auf den Kondensator 6 abgeführt. Überschreitet die Spannung an dem
Kondensator 6 einen vorbestimmten Spannungswert, kann über einen Entladeschalter 18 die Ladung aktiv durch einen Wderstand 17 in den Gleichspannungswandler 1 gespeist werden. Aufgrund der niedrigen sekundärseitigen Spannungen in dem
Gleichspannungswandler 1 sind die Leistungsverluste in dem strombegrenzenden Widerstand 17 vernachlässigbar. In einer alternativen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Widerstand 17 und dem Knoten zwischen der sekundären Induktivität 3 und dem ersten Ausgangsanschluss 9a eine (nicht dargestellte) Diode angeordnet ist. Eine derartige Diode kann eingesetzt werden, um Störeinflüsse wie beispielsweise
Spannungsschwankungen des Niedervoltnetzes auf den Kondensator 6 zu minimieren.
Eine Steuerung des Entladeschalters 18 kann erfolgen, indem eine Entladung des Kondensators6 während der Freilaufphase der aktiven Schaltelemente, d.h. der
Synchrongleichrichterschalter 14a und 14b erfolgt. Die typische Periodenzeit eines Snubberereignisses an einem der Synchrongleichrichterschalter 14a und 14b kann beispielsweise unter 5 με betragen. Ferner kann der Ladungstransport der resonanten Oszillationen auf den Kondensator 6 beispielsweise nach 1 με abgeschlossen sein. Damit kann die maximale Entladedauer 4 με betragen, in einer Zeitspanne zwischen 1 με und 5 με nach einem Schließen des Synchrongleichrichterschalters 14a bzw. 14b. Während dieser Zeitspanne kann der Entladeschalter 18 zusätzlich unter der Bedingung, dass die Spannung an dem Kondensator 6 einen vorbestimmten Wert, beispielsweise 10% der Spannung über die primärseitige Wicklung 2a des Transformators 2, überschreitet, geöffnet werden, um die auf dem Kondensator 6 gespeicherte Ladung über den
Widerstand 17 und gegebenenfalls eine Freilaufdiode an den ersten Ausgangsanschluss 9a abzuführen.
Die verwendeten Synchrongleichrichterschalter 14a, 14b, die Schutzschalter 13a, 13b sowie der Entladeschalter 18 können dabei jeweils Halbleiterschalter, wie beispielsweise Feldeffekttransistoren (FETs) aufweisen. In den gezeigten Ausführungsformen sind die Halbleiterschalter jeweils als selbstsperrende n-MOSFETs (n-leitende Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors, Anreicherungstyp) dargestellt, es ist jedoch ebenso möglich, andere Halbleiterschalter in entsprechender Form vorzusehen, zum Beispiel in Form von IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), JFETs (Junction Field- Effect Transistors) oder als p-MOSFETs (p-leitende Metal Oxide Semiconductor Field- Effect Transistors).

Claims

Ansprüche 1 . Gleichspannungswandler (1 ), mit:
einem Transformator (2) mit einer primärseitigen Wicklung (2a) und einer
sekundärseitigen Wicklung (2b, 2c) mit Mittelabgriff;
einer Ausgangsinduktivität (3), welche mit dem Mittelabgriff und einem ersten
Ausgangsanschluss (9a) verbunden ist;
einer Synchrongleichrichterschaltung (4) mit zwei Synchrongleichrichterschaltern (14a, 14b), welche jeweils mit den endseitigen Abgriffen der sekundärseitigen Wcklung (2b, 2c) verbunden sind, und welche zum Erzeugen einer gleichgerichteten
Ausgangsspannung an einem zweiten Ausgangsanschluss (9b) ausgelegt sind; und einer über die Synchrongleichrichterschaltung (4) geschalteten Snubberschaltung (5), welche aufweist:
zwei Dioden (16a, 16b), welche jeweils mit den endseitigen Abgriffen der sekundärseitigen Wicklung (2b, 2c) gekoppelt sind;
einen Kondensator (6), welcher mit den zwei Dioden (16a, 16b) gekoppelt ist, und welcher dazu ausgelegt ist, in der Synchrongleichrichterschaltung (4) auftretende resonante Schwingungsenergie zu speichern; und
einer Entladeschaltung (7) aus einer Reihenschaltung eines Entladeschalters (18) und eines Widerstands (17), wobei die Entladeschaltung (7) zwischen dem ersten Ausgangsanschluss (9a) und dem Kondensator (6) gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, gespeicherte Ladung in dem Kondensator (6) selektiv in den ersten Ausgangsanschluss (9a) zurückzuspeisen.
2. Gleichspannungswandler (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Entladeschaltung (7) weiterhin eine in Reihe mit dem Wderstand (17) geschaltete Freilaufdiode umfasst.
3. Gleichspannungswandler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die
Synchrongleichrichterschaltung (4) weiterhin zwei RC-Glieder umfasst, welche jeweils parallel zu den zwei Synchrongleichrichterschaltern (14a, 14b) geschaltet sind.
4. Gleichspannungswandler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das
Wicklungsverhältnis der primärseitigen (2a) zur sekundärseitigen Wicklung (2b, 2c) des Transformators (2) größer als eins ist.
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