[發明專利]直流電壓變換器

在審

• 申請號: 201380067590.3
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN104995809A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: D.舍庫林;S.格羅斯;C.赫奇;T.比西格;A.伊滕;P.卡文
• 申請（專利權）人: 施密徳豪澤股份公司
• 主分類號: H02H11/00
• 分類號: H02H11/00;H02M1/32;H02M3/335
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱君;劉春元

背景技術

已知用于高輸出電流的直流電壓變換器(也稱為直流調節器)的不同拓撲結構。經常使用全橋電路，該全橋電路在輸出側具有分開的繞組或電流倍增器-電路(電流倍加器)。

在使用高達850V的中間回路電壓的情況下使用優選具有1200V耐壓強度的IGBT(柵絕緣雙極晶體管),這如上導致對開關頻率的明顯限制,因此要求相對大的電感部件。

從DE20221373U1已知該電路,其中兩個非對稱的半橋在變壓器的分開的一次繞組上工作。這實現了MOSFET作為開關元件的使用,由此可以大大提高開關頻率。具有電流倍增器電路的這個電路在輸出側工作。為了控制二極管的回流效應附加地要求飽和節流閥。

在DE20221373U1中示出的電路的情況下輸出端子的反極性導致例如在接通電池的情況下必然導致高電流并且因此導致整流器二極管的損壞。由于電流倍增器電路此外產生變壓器的繞組的高電流負荷。

發明內容

本發明的任務在于,提供直流電壓變換器以供使用,其實現了MOSFET作為開關元件的使用并且同時確保了安全的反極性保護和/或具有變壓器的繞組的更小的電流負荷。

本發明通過如權利要求1所述的直流電壓變換器解決了該問題。

直流電壓變換器具有第一,尤其是非對稱的,半橋電路和第二,尤其是非對稱的,半橋電路。

此外設置至少一個,尤其是電分離的,變壓器,該變壓器具有至少一個一次繞組和至少一個二次繞組。該第一和第二半橋電路構造成,在至少一個一次繞組處產生交流電壓。

直流電壓變換器的整流器電路包括輸出接頭,其中輸出接頭具有第一輸出接頭極或者第一輸出端子和第二輸出接頭極或者第二輸出端子；以及至少一個整流器元件,其中整流器電路構造成,對在至少一個二次繞組呈現的電壓整流并且整流地輸出到輸出接頭。

整流器電路具有反極性保護晶體管,其集電極-發射極-路段或其漏極-源極-路段環結（einschleifen）在至少一個整流器元件的接頭和輸出接頭的第一或第二輸出接頭極之間。

反極性保護晶體管確保安全反極性保護,使得例如輸出接頭極的反極性在接通電池的情況下不導致整流器元件的損壞。

直流電壓變換器可以具有正好一個變壓器,其中變壓器包括正好兩個一次繞組和正好兩個二次繞組。

第一半橋電路可以構造成,在第一一次繞組處產生交流電壓,并且第二半橋電路可以構造成,在第二一次繞組處產生交流電壓。

整流器電路可以具有第一二極管和第二二極管的形式的正好兩個整流器元件,其中第一二次繞組的第一接頭與第一二極管的陽極電連接并且在第一二極管的陰極和輸出接頭的第一輸出接頭極之間環結MOSFET-反極性保護晶體管的漏極-源極-路段和節流閥(以任意的順序)。

第二二次繞組的第一接頭可以與第二二極管的陽極電連接,第一二極管的陰極和第二二極管的陰極可以電連接,并且第一二次繞組的第二接頭,第二二次繞組的第二接頭和輸出接頭的第二輸出接頭極可以電連接。

直流電壓變換器可以具有正好兩個,例如磁耦合的,變壓器,其中兩個變壓器分別包括正好一次繞組和正好一個二次繞組。第一半橋電路可以構造成,在第一變壓器的一次繞組處產生交流電壓,并且第二半橋電路可以構造成,第二變壓器的一次繞組處產生交流電壓。整流器電路可以具有第一二極管和第二二極管形式的第一對整流器元件并且第三二極管和第四二極管形式的第二對整流器元件。第一變壓器的二次繞組的第一接頭可以與第一二極管的陽極電連接,第二變壓器的二次繞組的第一接頭可以與第三二極管的陽極電連接,第一到第四二極管的陰極可以電連接并且在第一到第四二極管的陰極和輸出接頭的第一輸出接頭極可以環結MOSFET-反極性保護晶體管的漏極-源極-路段和節流閥(以任意順序)。

第一變壓器的二次繞組的第二接頭,第二變壓器的二次繞組的第二接頭,第二二極管和第四二極管的陽極和輸出接頭的第二輸出接頭極可以電連接。

直流電壓變換器可以具有正好一個變壓器,其中變壓器具有正好兩個一次繞組和正好一個二次繞組。第一半橋電路可以構造成,在第一一次繞組處產生交流電壓,并且第二半橋電路可以構造成,在第二一次繞組處產生交流電壓。整流器電路可以具有第一二極管和第二二極管形式的兩個整流器元件,其中二次繞組的第一接頭與第一二極管的陰極電連接,第一二極管的陽極與第二二極管的陽極電連接,第二二極管的陰極與二次繞組的第二接頭電連接并且在第一和第二二極管的陽極和輸出接頭的第二輸出接頭極之間環結反極性保護晶體管的漏極-源極-路段。