DE3832446A1

DE3832446A1 - DEVICE FOR DC CONVERTING AN INPUT VOLTAGE BY ACTUATING AT LEAST ONE ELECTRONIC SWITCH

Info

Publication number: DE3832446A1
Application number: DE19883832446
Authority: DE
Inventors: Ernst Almeder; Peter Potakowskyj; Edward M Cyba; Helmut Sommer
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1988-09-23
Publication date: 1989-04-06
Also published as: ATA243387A; AT390856B

Abstract

The dielectric strength of a DC voltage converter is increased by connecting two electronic switches (S) in series. However, if they are not opened or closed at the same time, the full input voltage (UE) is applied to one switch (S) and can destroy it. Therefore the switches (S) are coupled via a capacitive potential divider comprising, on the input side, two coupling capacitors (CK) and, on the output side, two intermediate-circuit capacitors (CZK), with the same capacitance in each case, and the connection of the coupling capacitors (CK) is connected to the connection of the intermediate-circuit capacitors (CZK). The switch-on instant can therefore vary within the variation in types of components without a switch (S) being destroyed. Because of the component tolerances, it is necessary, for exact maintaining of the potential division, to shorten the switch-on duration of that switch (S) in whose branch the circuit-branch voltage is less than half of the input voltage (UE). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gleichspannungswand lung einer Eingangsspannung durch Betätigung mindestens eines elektronischen Schalters im Hauptstromkreis mit einer Ansteuer elektronik.The invention relates to a device for the DC voltage wall an input voltage by actuating at least one electronic switch in the main circuit with a control electronics.

Derartige Vorrichtungen werden in der etz Band 104 (1983), Heft 24, Seite 1241-1244 beschrieben. Unter anderem wird die Eig nung von Gleichstromtellern und Wechselrichtern im Hochleistungs bereich erwähnt. Für die Anwendungen sind gegebenenfalls mehrere elektronische Schalter parallel zu schalten. Um auch noch Spannungsfestigkeit im kV-Bereich zu erzielen, ist es nahelie gend, die elektronischen Schalter in Serie zu schalten. Bei einer derartigen Serienschaltung muß aber sichergestellt werden, daß die Schalter exakt zum gleichen Zeitpunkt aus- oder einschalten. Andernfalls tritt an einem oder mehreren Schaltern eine überhöhte Spannung auf, die zu deren Zerstörung führen kann. Diese Forderung ist aufgrund der Herstellungstoleranzen der Bauelemente kaum einzuhalten und erfordert eine aufwendige Ansteuerelektronik.Such devices are in the etz volume 104 (1983), booklet 24, page 1241-1244. Among other things, the Eig High-performance DC plates and inverters area mentioned. There may be several for the applications to switch electronic switches in parallel. To also Achieving dielectric strength in the kV range is very easy enough to switch the electronic switches in series. With such a series connection, however, must be ensured be that the switches off or at exactly the same time turn on. Otherwise occurs at one or more switches an excessive tension, which lead to their destruction can. This requirement is due to manufacturing tolerances the components can hardly be complied with and requires a complex Control electronics.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auftreten von un zulässigen Spannungsspitzen an einem elektronischen Schalter zu verhindern.The invention has for its object the occurrence of un permissible voltage peaks on an electronic switch prevent.

Dies wird gemäß Patentanspruch 1 dadurch erreicht, daß mindes tens zwei Schalter in Serie geschaltet, über einen kapazitiven Spannungsteiler aus eingangsseitig einem Koppelkondensator je Schalter und ausgangsseitig einem Zwischenkreiskondensator je Schalter mit untereinander jeweils gleicher Kapazität gekoppelt sind und die Verbindung der Koppelkondensatoren mit der Verbin dung der Zwischenkreiskondensatoren verbunden ist.This is achieved according to claim 1 in that at least At least two switches connected in series, via a capacitive Voltage divider on the input side of a coupling capacitor each Switch and an intermediate circuit capacitor each on the output side Switches coupled to each other with the same capacity are and the connection of the coupling capacitors with the connector the intermediate circuit capacitors is connected.

Durch diese Art der Beschaltung ergibt sich eine Serienschal tung von Gleichspannungswandlern als Zweige mit kapazitiv gekop pelten Schaltern. Dadurch bleibt der Vorteil der erhöhten Span nungsfestigkeit erhalten. Bei gleichzeitiger Ansteuerung kann der Einschaltzeitpunkt innerhalb der Typenstreuung der Bauele mente (µsec-Bereich) variieren, ohne daß ein Schalter beschädigt wird. Jeder Zweig des Gleichspannungswandlers trägt nur jenen Teil zur Zwischenkreisspannung bei, der durch den Spannungsteiler festgelegt ist. Somit liegt an jedem Zweig auch nur dieser Teil der Eingangsspannung an.This type of wiring results in a series scarf DC converters as branches with capacitive coupling pelt switches. This leaves the advantage of increased chip strength. With simultaneous control can the switch-on time within the type variation of the components elements (µsec range) vary without damaging a switch becomes. Each branch of the DC-DC converter carries only that branch Part of the DC link voltage, which by the voltage divider is set. Thus, only this part lies on each branch the input voltage.

Durch herstellungsbedingte Toleranzen der Bauelemente kann es zu einer Spannungsverschiebung der Teile der Eingangsspannung kom men. Daher ist zur genauen Aufrechterhaltung der Spannungstei lung durch die Koppel- und Zwischenkreiskondensatoren die Ein schaltdauer desjenigen Schalters verkürzt, in dessen Zweig die Spannung kleiner als die durch die Zahl der Schalter geteilte Eingangsspannung ist. Eine Verlängerung der Einschaltdauer würde im Gegensatz zur Erwartung die Spannung weiter verringern.Due to manufacturing tolerances of the components, it can a voltage shift of the parts of the input voltage com men. Therefore, to maintain the tension part accurately tion through the coupling and intermediate circuit capacitors switching time of the switch shortened in the branch of the Voltage less than that divided by the number of switches Input voltage is. An increase in duty cycle would Contrary to expectations, reduce the tension further.

Die Verlustleistung des Gleichspannungswandlers wird dadurch verringert, daß zur verlustarmen Schaltentlastung jeder Schalter mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk verbunden ist, in dem eine Serienschaltung eines Parallelkondensators und einer Paralleldiode parallel zum Schalter und eine Serienschaltung eines Brückenkondensators und einer Brückendiode parallel zu einer Freilaufdiode angeordnet ist und in dem eine Serienschal tung aus einem Gleichrichterelement und einer Ladedrossel zwischen die Verbindung von Parallelkondensator und Parallel diode und die Verbindung von Brückenkondensator und Brückendiode geschaltet ist. Der zuvor durch eine Last fließende Strom wird während des Ausschaltens auf die beiden Entlastungszweige mit dem Parallel- und Brückenkondensator umgeleitet. Beim Einschal ten werden die beiden Kondensatoren umgeladen und damit wieder für ein Ausschalten vorbereitet. Es treten keine prinzipbeding ten Verluste auf, da lediglich Kondensatoren aufgeladen werden. Dadurch wird der angestrebte hohe Wirkungsgrad erreicht und die Belastbarkeit der Schalter insbesondere bei hohen Fequenzen erhöht.The power loss of the DC converter is thereby reduces that for low-loss switching relief each switch is connected to a switch-off relief network in which a series circuit of a parallel capacitor and one Parallel diode parallel to the switch and a series connection a bridge capacitor and a bridge diode in parallel a freewheeling diode is arranged and in which a series scarf device consisting of a rectifier element and a charging choke between the connection of parallel capacitor and parallel diode and the connection of bridge capacitor and bridge diode is switched. The current previously flowing through a load becomes while switching off to the two relief branches with the parallel and bridge capacitor redirected. When scarfing The two capacitors are reloaded and thus again prepared for switching off. There are no principles losses since only capacitors are charged. The desired high efficiency is achieved and the Resilience of the switches especially at high frequencies elevated.

Bei bestimmten Lastzuständen, wie kleiner Last oder höherer Ein gangsspannung, kann es aber zum sogenannten Lückbetrieb kommen. Der Strom durch die Freilaufdiode ist auf Null abgesunken, der Schalter hat aber noch nicht eingeschaltet. Daher kommt es zu Umladevorgängen auf dem Parallel- und Brückenzweig, was beim darauffolgenden Einschalten die Wirkung des Ausschaltentlastungs netzwerkes herabsetzt. Daher ist das Gleichrichterelement als Ladeschalter ausgebildet oder das Gleichrichterelement als Ladediode ausgebildet und eine Sperrdiode entgegen der Durch laßrichtung der Freilaufdiode zwische die Freilaufdiode und dem Schalter angeordnet. Der Ladeschalter muß gleichzeitig mit dem anderen Schalter eingeschaltet werden und mindestens während des Umschwingvorganges eingeschaltet bleiben. Spätestens beim Aus schalten des anderen Schalters muß er aber ebenfalls ausge schaltet werden. Die Blockierspannung des Ladeschalters muß min destens so hoch sein wie die Eingangsspannung, und er verursacht keine Durchlaßverluste. Die Sperrdiode verhindert das Entladen des Parallelkondensators bzw. das Aufladen des Brückenkondensa tors im Lückbetrieb. Die Sperrspannung der Sperrdiode muß min denstens der Ausgangsspannung an der Last entsprechen und kann daher in manchen Anwendungen wesentlich kleiner sein als die Blockierspannung des Schalters bzw. die Sperrspannung der anderen Dioden. Bei der Verwendung eines asymmetrischen GTO-Thyristors als Schalter ist keine antiparallele Diode mehr notwendig. Im Gegensatz zum Ladeschalter benötigt die Sperrdiode keine potentialfreie Ansteuerung.With certain load conditions, such as low load or higher on output voltage, but so-called gap operation can occur. The current through the freewheeling diode has dropped to zero Switch has not yet switched on. Hence it comes to Reloading operations on the parallel and bridge branch, which at subsequent switching on the effect of the switch-off relief network. Therefore, the rectifier element is as Charging switch designed or the rectifier element as Charging diode formed and a blocking diode against the through direction of the freewheeling diode between the freewheeling diode and the Switch arranged. The charging switch must be at the same time as the other switch are switched on and at least during the Swinging process remain switched on. At the latest at the end switch of the other switch, it must also be switched off be switched. The blocking voltage of the charging switch must be min at least as high as the input voltage, and it causes no transmission losses. The blocking diode prevents discharging of the parallel capacitor or the charging of the bridge capacitor tors in idle mode. The blocking voltage of the blocking diode must be min at least correspond to the output voltage at the load and can therefore may be significantly smaller than that in some applications Blocking voltage of the switch or the reverse voltage of the other diodes. When using an asymmetrical GTO thyristors as switches are no longer an anti-parallel diode necessary. In contrast to the charging switch, the blocking diode is required no potential-free control.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles und von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt The invention is based on an embodiment and Drawings described in more detail. It shows

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Gleichspannungswandlers und Fig. 1 shows the basic circuit diagram of a DC converter and

Fig. 2 seine detailliertere Beschaltung. Fig. 2 shows its more detailed circuit.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Tiefsetztellers mit zwei seriell geschalteten elektronischen Schaltern S, der für eine Eingangsspannungsfestigkeit von 9 kV ausgelegt ist. Dabei liegen an jedem Schalter S 4,5 kV an. Der Anstieg des Eingangsstromes im Hauptstromkreis wird von Eingangsdrosseln LE begrenzt. Der Strom im Zwischenkreis wird bei geöffneten Schaltern S von zwei Freilaufdioden DF und zwei Zwischenkreis drosseln LZK aufrechterhalten. Eine Last L ist mit dem Zwi schenkreis verbunden. Fig. 1 shows the basic structure of a step-down plate with two series-connected electronic switches S , which is designed for an input voltage strength of 9 kV. Each switch S has 4.5 kV. The increase in the input current in the main circuit is limited by input chokes LE . The current in the intermediate circuit is maintained by two free-wheeling diodes DF and two intermediate circuit chokes LZK when switches S are open. A load L is connected to the intermediate circuit.

Eine Koppelung der beiden Schalter S erfolgt über zwei Koppel kondensatoren CK im Eingangskreis und zwei Zwischenkreiskonden satoren CZK im Zwischenkreis. Die Verbindung der Kondensatoren CK, CZK sind gleichfalls untereinander verbunden. Da die Koppel kondensatoren CK und Zwischenkreiskondensatoren CZK untereinan der jeweils gleiche Kapazität aufweisen, liegt jeweils eine der halben Eingangsspannung UE entsprechende Schaltzweigspannung an den Schaltern S an. Es handelt sich daher quasi um zwei seriell geschaltete und kapazitiv gekoppelte Tiefsetzsteller.The two switches S are coupled via two coupling capacitors CK in the input circuit and two intermediate circuit capacitors CZK in the intermediate circuit. The connection of the capacitors CK, CZK are also interconnected. Since the coupling capacitors CK and intermediate circuit capacitors CZK each have the same capacitance, a switching branch voltage corresponding to half the input voltage UE is applied to the switches S. It is therefore a question of two series-connected and capacitively coupled buck converters.

Fig. 2 zeigt die genauere Beschaltung der elektronischen Schalter S. Es werden GTO-Thyristoren verwendet, die von einer Ansteuerelektronik AE ein- und ausgeschaltet werden. Zu den Eingangsdrosseln LE ist jeweils ein Eingangswiderstand RE mit Eingangsdiode DE zur Abmagnetisierung der Eingangsdrossel LE im Freilauf bei geschlossenem Schalter S parallelgeschaltet. Fig. 2 shows the more precise wiring of the electronic switch S. GTO thyristors are used, which are switched on and off by control electronics AE . To the input inductors LE is one input resistor RE with input diode DE parallel to the demagnetization of the input inductor LE in the freewheeling switch S is closed.

Ein Ausschaltentlastungsnetzwerk AEW ist so aufgebaut, daß es ohne prinzipbedingte Verluste arbeitet und darüber hinaus den Schalter S beim Einschalten nur mit einem geringen zusätzlichen Strom belastet. Es besteht aus einer Serienschaltung eines Parallelkondensators CP und einer Paralleldiode DP parallel zum Schalter S und einer Serienschaltung aus einem Brückenkondensa tor CB und einer Brückendiode DB, die parallel zur Freilaufdiode DF mit der Kathode K verbunden ist. Eine Ladediode DL und eine Ladedrossel LL verbinden die beiden Entlastungszweige. Eine Sperrdiode DS ist zwischen der Kathode K des Schalters S und dem Zwischenkreis angeordnet.A switch-off relief network AEW is constructed in such a way that it works without principle-related losses and, moreover, only loads the switch S with a small additional current when it is switched on. It consists of a series connection of a parallel capacitor CP and a parallel diode DP parallel to the switch S and a series connection of a bridge capacitor CB and a bridge diode DB , which is connected in parallel to the freewheeling diode DF to the cathode K. A charging diode DL and a charging choke LL connect the two relief branches. A blocking diode DS is arranged between the cathode K of the switch S and the intermediate circuit.

Zur Beschreibung der Entlastungsfunktion sei erst angenommen, daß sich zuvor im Schaltzustand EIN ein nennenswerter Strom durch die Last L und den Schalter S ausgebildet hat. Die Last- Zeitkonstante sei dabei so groß, daß der Laststrom während des Ausschaltens als praktisch konstant vorausgesetzt werden kann. Weiters wird angenommen, daß unmittelbar vor dem Aus schalten der Parallelkondensator CP entladen und der Brücken kondensator CB auf die Eingangsspannung U aufgeladen ist. Parallel- und Brückenkondensator CP, CB haben jeweils gleiche Kapazität, die halb so groß ist, wie sie bei verlustbehafteten Ausschaltentlastungsnetzwerken gewählt wird.For the description of the relief function, it should first be assumed that a significant current had previously formed through the load L and the switch S in the ON switching state. The load-time constant is so large that the load current can be assumed to be practically constant during switch-off. Furthermore, it is assumed that immediately before switching off the parallel capacitor CP is discharged and the bridge capacitor CB is charged to the input voltage U. The parallel and bridge capacitors CP, CB each have the same capacitance, which is half the size chosen for lossy switch-off relief networks.

Wird nun der Schalter S abgeschaltet, so beginnt der durch Last L und Schalter S fließende Strom bereits bei einer geringen Erhöhung der Spannung zwischen Anode A und Kathode K jeweils zur Hälfte auf die beiden Entlastungszweige überzuwechseln. Der Pa rallelkondensator CP wir dabei auf die Schaltzweigspannung U aufgeladen, während der Brückenkondensator CB entladen wird. Die Kondensatoren CP, CB sind während des Ausschaltens also parallel wirksam. Beim anschließenden Einschalten des Schalters S entlädt sich der Parallelkondensator CP über die Ladediode DL. die Lade drossel LL, den Brückenkondensator CB und den Schalter S, während der Brückenkondensator CB dabei auf die Schaltzweigspannung U aufgeladen wird. Dadurch ist das Ausschaltentlastungsnetzwerk AEW wieder für ein Ausschalten vorbereitet, ohne daß prinzipbe dingte Verluste aufgetreten sind. Parallel- und Brückenkondensator CP, CB sind während dieser Umladung in Reihe geschaltet, so daß nur die Hälfte der diesen Kondensatoren CP, CB während des Ausschaltens zufließenden Ladung im Anschluß an das Einschalten über den Schalter S fließt. Dadurch wird die Einschaltbelastung des Schalters S gering gehalten.If the switch S is now switched off, the current flowing through the load L and the switch S begins to switch half over to the two relief branches even with a slight increase in the voltage between the anode A and cathode K. The parallel capacitor CP is charged to the switching branch voltage U while the bridge capacitor CB is discharged. The capacitors CP, CB thus operate in parallel during the switch-off. When switch S is subsequently switched on, the parallel capacitor CP discharges via the charging diode DL . the charging inductor LL , the bridge capacitor CB and the switch S , while the bridge capacitor CB is charged to the switching branch voltage U. As a result, the switch-off relief network AEW is again prepared for switching off, without any loss of principle. Parallel and bridge capacitor CP, CB are connected during this transshipment in series so that only half of these capacitors CP, CB flows during the off inflowing charge following the turning on the switch S. As a result, the switch-on load of the switch S is kept low.

Der Anoden-Kathodenstrom des Schalters S geht beim Ausschalten so auf den Wert Null zurück, wie der Strom über die beiden Ent lastungszweige auf den momentanen Ladestrom ansteigt. Demzufolge springt die Spannung zwischen Anode A und Kathode K nicht schlag artig auf den Wert der Schaltzweigspannung U, sondern wächst stetig an. Anschließend wechselt der Laststrom in endlicher Zeit auf die Freilaufdiode DF über, und die Ströme in den Entlastungs zweigen sinken infolgedessen wieder auf Null ab. Damit ist der Ausschaltvorgang abgeschlossen.The anode-cathode current of the switch S goes back to zero when it is switched off, as the current increases over the two load branches to the instantaneous charging current. As a result, the voltage between anode A and cathode K does not suddenly jump to the value of the switching branch voltage U , but increases steadily. The load current then changes in finite time to the freewheeling diode DF , and the currents in the relief branches consequently drop back to zero. This completes the switch-off process.

Die Belastung des Schalters S unmittelbar nach dem Einschalten durch das Ausschaltentlastungsnetzwerk AEW ist das Verhältnis der Ladung, die über den Schalter S fließt, zu jener, die Parallel- und Brückenkondensator CP, CB während des Ausschaltens zufließt. Die Umladung der Kondensatoren CP, CB beim Einschalten stellt eine zusätzliche Belastung des Schalters S dar. Sie er gibt sich aus der Kurvenform und damit auch aus dem Maximalwert des über den Schalter S zusätzlich fließenden Umladestromes. Nach Ablauf der Umladezeit weisen Parallel- und Brückenkonden sator CP, CB wieder die für den nachfolgenden Ausschaltvorgang erforderlichen Ausgangsspannungen auf. Der Verbindungspunkt SP besitzt gegenüber der Anode A weitgehend konstantes Potential. Er bestimmt unmittelbar nach dem Ausschalten sowie während der gesamten Dauer des Schaltzustandes AUS des Schalters S die Sperrbeanspruchung desselben. Der Verbindungspunkt SP wird daher als Punkt mit Sperrspannungspotential bezeichnet.The load on the switch S immediately after being switched on by the switch-off relief network AEW is the ratio of the charge which flows through the switch S to that which flows in parallel and bridge capacitor CP, CB during the switch-off. The recharging of the capacitors CP, CB when switched on represents an additional load on the switch S. It results from the curve shape and thus also from the maximum value of the recharging current additionally flowing through the switch S. After the recharge time has passed, parallel and bridge capacitors CP, CB again have the output voltages required for the subsequent switch-off process. The connection point SP has a largely constant potential with respect to the anode A. It determines the blocking stress of the switch S immediately after switching off and for the entire duration of the switching state OFF. The connection point SP is therefore referred to as a point with reverse voltage potential.

Eine Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit des Ausschaltent lastungsnetzwerkes AEW ist ein während des Ausschaltens zwischen der Anode A und der Kathode K wirksamer, rein kapazitiver Paral lelzweig. Daher soll Parallel- und Brückenkondensator CP, CB eine geringe Eigeninduktivität und Parallel- und Brückendiode DP, DB eine kleine Einschaltverzögerungszeit besitzen. Da beim Ausschalten hohe Stromänderungsgeschwindigkeiten auftreten, sind selbst Eigeninduktivitäten kurzer Verbindungsleitungen nicht mehr zu vernachlässigen.A prerequisite for the operability of the switch-off load network AEW is an effective, purely capacitive parallel branch which is effective between the anode A and the cathode K during the switch-off. Therefore, parallel and bridge capacitors CP, CB should have a low self-inductance and parallel and bridge diodes DP, DB should have a short switch-on delay time. Since high current change speeds occur when switching off, even self-inductances of short connecting lines can no longer be neglected.

Im Lückbetrieb wird der Strom durch die Freilaufdiode DF Null, wenn der Schalter S ausgeschaltet ist. Die Sperrdiode DS verhin dert, daß der Parallelkondensator CP auf die Differenzspannung von Schaltzweigspannung U und Spannung an der Last L umgeladen wird, statt auf die Schaltzweigspannung U aufgeladen zu bleiben. Darüber hinaus verhindert die Sperrdiode DS, daß der Brückenkon densator CB auf die Spannung der Last L aufgeladen wird, statt entladen zu bleiben. Beim darauffolgenden Einschalten des Schalters S würde sonst der Parallelkondensator CP nicht mehr entladen, sondern auf die Lastspannung umgeladen werden. Der Brückenkondensator CB würde nur mehr auf die Differenzspannung der Schaltzweigspannung U und der Lastspannung statt auf die Schaltzweigspannung U umgeladen werden. Durch den Einsatz der Sperrdiode DS bleibt auch im Lückbetrieb das verlustarme Aus schaltentlastungsnetzwerk AEW wirksam.In the idle mode, the current through the freewheeling diode DF becomes zero when the switch S is switched off. The blocking diode DS prevents the parallel capacitor CP from being charged to the differential voltage of the switching branch voltage U and the voltage at the load L , instead of remaining charged to the switching branch voltage U. In addition, the blocking diode DS prevents the bridge capacitor CB from being charged to the voltage of the load L instead of remaining discharged. When the switch S is subsequently switched on, the parallel capacitor CP would otherwise no longer be discharged, but would be recharged to the load voltage. The bridge capacitor CB would only be charged to the differential voltage of the switching branch voltage U and the load voltage instead of to the switching branch voltage U. Through the use of the blocking diode DS the low-loss switching off relief network AEW remains effective even in the discontinuous current operation.

Als Folge der Herstellungstoleranzen der verwendeten Bauelemente sind die beiden Schaltzweigspannungen U nicht bei jedem Betriebs zustand des Tiefsetzstellers gleich groß. Durch eine Überwachung der Zwischenkreisspannung und der Eingangsspannung wird durch geeignete Ansteuerung der Schalter S bei Abweichungen das Gleich gewicht wieder hergestellt. Dabei werden bei gleichem Einschalt zeitpunkt von der Ansteuerelektronik AE desjenigen Schalters S die Gate-Impulse verkürzt, in dessen Zweig die Schaltzweigspan nung U kleiner als die halbe Eingangsspannung ist. Dieser Schalter S wird daher früher als der andere ausgeschaltet. Das geschieht spannungslos. Der Gleichspannungswandler arbeitet stabil und schwingt nicht.As a result of the manufacturing tolerances of the components used, the two switching branch voltages U are not the same size in every operating state of the buck converter. By monitoring the intermediate circuit voltage and the input voltage, the balance is restored by suitable control of the switches S in the event of deviations. In this case, at the same switch-on time from the control electronics AE of the switch S, the gate pulses are shortened, in the branch of which the switching branch voltage U is less than half the input voltage. This switch S is therefore turned off earlier than the other. This happens without tension. The DC-DC converter works stably and does not vibrate.

Claims

1. Device for DC voltage conversion of an input voltage (UE) by actuating at least one electronic switch (S) in the main circuit with control electronics (AE) , characterized in that at least two switches (S) connected in series, via a capacitive voltage divider from the input side Coupling capacitor (CK) per switch (S) and on the output side an intermediate circuit capacitor ( CZK) per switch (S) are coupled with each other with the same capacitance and the connection of the coupling capacitors (CK) is connected to the connection of the intermediate circuit capacitors (CZK) .

2. Device according to claim 1, characterized in that for the exact maintenance of the voltage division by the coupling and intermediate circuit capacitors (CK, CZK) the duty cycle of that switch (S) is shortened, in the branch of which the voltage is less than that by the number the switch (S) is divided input voltage (UE) .

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that for low loss Schaltent load each switch (S) is connected to an output relief network (AEW) in which a series circuit of a parallel capacitor (CP) and a parallel diode (DP) in parallel Switch (S) and a series circuit of a bridge capacitor (CB) and a bridge diode (DB) is arranged parallel to a free-wheeling diode (DF) and in which a series circuit consisting of a rectifier element and a charging inductor (LL) between the connection of parallel capacitor (CP ) and parallel diode (DP) and the connection of bridge capacitor (CB) and bridge diode (DB) is switched.

4. The device according to claim 3, characterized in that the rectifier element is designed as a switch switch ter or the rectifier element is designed as a charging diode (DL) and a blocking diode (DS) against the forward direction of the freewheeling diode (DF) between the freewheeling diode (DF) and the switch (S) is arranged.