[其他]DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器及包含該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的后備電源系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201190000878.5
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN203691237U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 簡斯-烏維·穆勒;托爾斯滕·萊費(fèi)特;塞巴斯蒂安·海因策;馬里奧·維倫貝格
• 申請（專利權(quán)）人: 艾思瑪太陽能技術(shù)股份公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 白云;王漪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器，該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器包括：一個至少具有兩個第一開關(guān)的第一切換電橋、一個至少具有兩個第二開關(guān)的第二切換電橋、一個變壓器、至少一個電容器以及一個用于控制第一和第二開關(guān)的控制電路。本實(shí)用新型還涉及一種具有這種DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的后備電源系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

通過舉例，直流（DC）到直流電壓轉(zhuǎn)換器在例如一種光伏裝置中、一種燃料電池加熱系統(tǒng)中用作逆變器的輸入級，或者用作用于地方供電網(wǎng)的電池供電的后備電源系統(tǒng)的輸入級。原則上，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的多種多樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行方法是已知的。為了傳輸較高功率，例如在前面所提到的應(yīng)用示例中，開端提及類型的DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器是特別適合的。?

在許多使用示例中，來自為該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器供電的電流源的電壓不是恒定的。通過舉例，在一種光伏裝置中，當(dāng)光伏裝置的光伏模塊的運(yùn)行點(diǎn)基于照射和負(fù)載而變化時，電壓會改變。而在電池供電的后備電源系統(tǒng)的情況下，電池電壓作為該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓依賴于傳輸負(fù)載和電池的充電狀態(tài)。等效地，作為該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的輸?入電壓的一個燃料電池的電池電壓變化至在低負(fù)載范圍內(nèi)的一個特定程度。在這種情形中，令人希望的是在該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端提供盡可能恒定的電壓來作為連接于該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器下游的電路的一個輸入電壓，例如逆變器中的逆變電橋。對于一個變化的輸入電壓而言，這預(yù)示著該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器具有一個可變的電壓轉(zhuǎn)換比。?

在一種進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式中，使用不同的電流源來運(yùn)行后備電源系統(tǒng)，而在本申請的上下文中，術(shù)語“電流源”應(yīng)理解為電荷存儲裝置（如電容器）以及能量存儲裝置，其中的能量是以非電氣的形式例如化學(xué)形式存儲（正如電池或燃料電池的情況）的、并且在需要時轉(zhuǎn)換為電能，并且還有發(fā)電機(jī)，例如光伏發(fā)電機(jī)。在這種情況下，向電能的轉(zhuǎn)換可以是不可逆的或者是可逆的。?

特別地，當(dāng)在一個后備電源系統(tǒng)中使用不同類型的電流源時，可能在該后備電源系統(tǒng)中逆變器上游所連接的DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的一個輸入端產(chǎn)生大的電壓變化。為了適應(yīng)這個電壓變化，所連接的該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器對于該電壓轉(zhuǎn)換比需要具有相應(yīng)的變化范圍。?

本申請人的在先前尚未公開的歐洲專利申請No.101558286披露了通過改變致動DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的時鐘頻率和通過采用一個可變的占空比（在一個時鐘周期內(nèi)的導(dǎo)通時間和斷開時間之比）來改變一個DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換比。此外，本申請披露了具有用于時鐘頻率和占空比的不同控制參數(shù)的多個DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)使用。以此方式，該電壓轉(zhuǎn)換比可以在高達(dá)3倍的范圍內(nèi)變化。然而，帶有多個并聯(lián)DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)現(xiàn)方式需要使用附加的部件，特別是作為該?DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的附加功率半導(dǎo)體。?

文獻(xiàn)US2009/0034299Al披露了一種DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器和一種用于運(yùn)行DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的方法，其中，輸入級的開關(guān)先于該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的輸出級的開關(guān)而被切換。與輸入級和輸出級的相應(yīng)的開關(guān)的同步切換相比較，輸出級的開關(guān)的晚切換導(dǎo)致輸出電壓的減小。因此，趨向于較低輸出電壓的改變是可能的，由此增大電壓轉(zhuǎn)換比的范圍。然而，輸出電壓的進(jìn)一步下降在通常是不被期望的。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的一個目的是提供一種用于在不使用大量的額外部件的情況下使電壓轉(zhuǎn)換比向較大數(shù)值變化并且提供有效的功率傳輸?shù)腄C/DC電壓轉(zhuǎn)換器以及一種基于這種DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的后備電源系統(tǒng)。?

根據(jù)一個方面，該目的由DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器包括：一個第一切換電橋，該第一切換電橋帶有至少兩個第一開關(guān)；一個第二切換電橋，該第二切換電橋帶有至少兩個第二開關(guān)；一個變壓器，該變壓器帶有至少一個線圈；至少一個電容器；以及用于這些第一和第二開關(guān)的一個控制電路。該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器的特征在于其被配置成切換所述第一開關(guān)從而使得由該變壓器與該至少一個電容器形成的一個諧振電路諧振地運(yùn)行，并且所述的DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器被配置成在同一時鐘頻率下以相對于所述第一開關(guān)的一個相移來切換所述第二開關(guān)，這樣使得所述第二開關(guān)先于所述第一開關(guān)被切換。?