專利名稱：功率變換器和用于功率變換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率變換器和用來在第一和第二電壓之間進(jìn)行電功率變換的功率變換方法，尤其涉及開關(guān)方式功率變換器及其方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面由所附的獨(dú)立權(quán)利要求限定了，現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)參看獨(dú)立權(quán)利要求。本發(fā)明的優(yōu)選的或者有利的特征在從屬權(quán)利要求中提出了。
下面的文本說明本發(fā)明、其操作原理、和現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)，并以舉例方式說明本發(fā)明的各種實(shí)際應(yīng)用。所述文本指的是下面列出的附圖，其包括一些電路的例子和這些電路的控制的說明。除非專門指出，這些附圖供參照用于說明本發(fā)明的基本原理，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對(duì)權(quán)利要求范圍的限制。


圖1表示按照本發(fā)明的第一“開關(guān)方式”的功率變換器的一般形式；圖2表示圖1的電路的一種簡(jiǎn)單地導(dǎo)出的一般形式，其中濾波器簡(jiǎn)單地是電容器；圖3和圖4表示使用MOSFET和簡(jiǎn)單的電容濾波器的概略的實(shí)際電路；(圖3對(duì)于具有較高功率的實(shí)際電路是有利的，因?yàn)镹溝道MOSFET器件一般可用于較高功率的情況下，其具有比P溝道器件較低的“導(dǎo)通電阻”。在圖4中，使用了N型和P型兩種晶體管，這具有使驅(qū)動(dòng)信號(hào)電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn))；圖5和5a-5e表示圖2的電路的控制信號(hào)，說明在不同負(fù)載條件下的電路中的電流；圖6是現(xiàn)有技術(shù)的電路的一種簡(jiǎn)化的方式；圖7和8a-8b表示圖3的電路的控制信號(hào)，并說明在不同負(fù)載條件下的電路中的電流；圖9表示一種改變的負(fù)極性的圖4的電路；圖10表示包括基于圖1的電路的3個(gè)電路的三相功率變換器；以及圖11表示包括輸入和輸出濾波器的圖1的電路的一種一般形式。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的優(yōu)選的方面中的功率變換器是對(duì)稱的和雙向的，這些變換器的一般特征是它們?cè)谟覀?cè)和左側(cè)之間設(shè)置一個(gè)電壓比，并且功率通過變換器沿由負(fù)載特性或被連接的電源確定的任何一個(gè)方向流動(dòng)。所述的電壓比可以是這樣的，使得在一側(cè)上的電壓比在另一側(cè)上的電壓較高或者較低，而與電流的方向和大小無關(guān)。具有一種特殊情況，當(dāng)兩個(gè)上端開關(guān)(如圖所示)導(dǎo)通時(shí)，其將直接使兩側(cè)彼此相連，只具有小的串聯(lián)電阻損耗顯然，電壓比是1∶1，因而功率效率非常高。
因?yàn)闆]有不可避免的電壓降(例如半導(dǎo)體二極管正向壓降)或者任何所需的消耗元件，沒有固有的功率損耗，并受到實(shí)際設(shè)計(jì)的約束，所以功率效率可以有利地接近100％。
所述的設(shè)計(jì)尤其適用于多相系統(tǒng)，其中可以實(shí)現(xiàn)元件尺寸和成本的大的減少。這種設(shè)計(jì)拓?fù)湓谠S多方面是獨(dú)特的在多相設(shè)計(jì)中，其區(qū)別在于具有可以并聯(lián)連接的4個(gè)端子。
這些特征使得這種設(shè)計(jì)尤其適用于電氣車輛控制器，其位于可充電電池和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間?？梢赃x擇電動(dòng)機(jī)和電池的電壓特性，使得在巡航速度下匹配在直接連接的特殊情況下，效率特別高，即使在巡航速度附近的速度下，效率也是高的，并且電動(dòng)機(jī)的速度可以在從0到任何所需的上限速度(在原理上，其可以是和任何倍數(shù)的電源電壓成比例的速度)之間被控制。
在這個(gè)文件中，大部分根據(jù)電氣車輛的應(yīng)用來說明本發(fā)明的操作，不過本發(fā)明具有許多其它的應(yīng)用領(lǐng)域，如同本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的那樣。
操作的理論圖1的基本電路的4個(gè)開關(guān)可以按照幾種組合被關(guān)閉，下面的表1列出了這些組合。其中的一些是固定的切換，其中左側(cè)和右側(cè)被直接連接，或者其中可以實(shí)現(xiàn)“特殊”的連接，以便隔離電源，或者提供一個(gè)對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的短路(以便提供阻尼或“停車”制動(dòng)功能)。
表1 有用的開關(guān)組合一覽表S4 S3 S2 S1OFF OFFOFFOFF全部截止，整個(gè)電路無電流流動(dòng)ON ON OFFOFF電動(dòng)機(jī)(假定在RHS上)由于短路而停止<切換> ON OFF“下變換”RHS電壓＜和電流的方向無關(guān)的LHS電壓ON OFFON OFF短路，LHS和RHS電壓相等ON OFF<切換 >“上變換”RHS電壓＞LHS電壓所述設(shè)計(jì)的主要操作是作為開關(guān)方式的變換器，其中兩個(gè)開關(guān)是有源的，其能夠其能夠在兩個(gè)不同電壓之間沿任何一個(gè)方向傳遞功率。在實(shí)際應(yīng)用中，一側(cè)可能是電源，例如可充電電池，另一側(cè)是負(fù)載，例如電動(dòng)機(jī)。按照習(xí)慣，下面的說明把電池放在圖的左側(cè)，而把電動(dòng)機(jī)放在右側(cè)。應(yīng)當(dāng)注意，可充電電池可以被充電或者被放電，并且直流電動(dòng)機(jī)一般可以作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)，因此根據(jù)實(shí)際的電池和電動(dòng)機(jī)電壓，電流可以沿任何一個(gè)方向流動(dòng)。
在實(shí)際應(yīng)用中，一般的要求是，使電動(dòng)機(jī)從未被驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)(此時(shí)其可以是由于對(duì)其“短路”而停止)逐漸上升到一個(gè)可以改變的工作電壓，然后回到0。這種平滑的進(jìn)展，此時(shí)電流、電壓和機(jī)械負(fù)載處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，當(dāng)假定這些特性處于限制之內(nèi)時(shí)，使得能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。在實(shí)際電路中，還需要附加保護(hù)控制特征，這些將在后面說明。
大部分的開關(guān)方式變換器是“上變換器”或者是“下變換器”，并且在大多數(shù)情況下，電流可以只沿一個(gè)方向流動(dòng)，即從電源流向負(fù)載。這種設(shè)計(jì)是完全對(duì)稱的，并且可以看出，電流可以沿任何一個(gè)分方向流動(dòng)。據(jù)此，可以看出，如果電流反向，則“下變換”成為“上變換”，在下變換時(shí)，較低的電流下的較高的電源電壓將以較低的電壓和較高的電流通過負(fù)載。實(shí)際上，只有一種“有源”方式的變換。
在電氣車輛的例子中，所要求的第一方式是向電動(dòng)機(jī)提供一個(gè)小的電壓。為此，如圖5所示，使S2導(dǎo)通(ON)，S1截止(OFF)，并且使S3和S4利用具有可變的傳號(hào)-空號(hào)定時(shí)比的控制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)，具有這樣的特性，即，總是有一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通，但是它們永遠(yuǎn)不同時(shí)導(dǎo)通。(在實(shí)際的電路中，這個(gè)條件被修改，使得適用于開關(guān)器件，并且可以看出，MOSFET是特別合適的)。按照下述操作(參看圖2)在S2導(dǎo)通時(shí)，電容器C3處于電池電壓。當(dāng)S4導(dǎo)通時(shí)，電流i2被驅(qū)動(dòng)通過L2，這個(gè)電流按照下式增加dI2dt=V3-V2L2]]>…公式1其中V3＝電容器C3上的電壓V2＝電容器C2上的電壓(輸出電壓)I2＝通過L2的電流假定C2和C3足夠大，使得其上的電壓在一個(gè)周期期間沒有大的改變(但是見下面)。
當(dāng)S4關(guān)斷、S3導(dǎo)通時(shí)，電流從接地軌道被汲取到負(fù)載?，F(xiàn)在L2上的電壓反向，并且電流按照下式下降dI2dt=-V2L2]]>…公式2這是一種簡(jiǎn)單的同步下變換。
可以看出，對(duì)于穩(wěn)定狀態(tài)(此時(shí)平均電流和負(fù)載中的穩(wěn)態(tài)電流一致)，在一個(gè)周期內(nèi)電流的上升和下降必須相等，因此可以導(dǎo)出下面的公式，其表示在輸入和輸出之間的電壓比由S3、S4導(dǎo)通的時(shí)間t3、t4的比來簡(jiǎn)單地確定。
t4(V3-V2L2)-t3V2L2=0]]>t4V3-t4V2-t3V2＝0t4V3＝(t3+t4)V2V2V3=t4t3+t4]]>…公式3當(dāng)沒有負(fù)載連接時(shí)，凈電流是0，因而產(chǎn)生圖5a所示的鋸齒波形?？梢钥闯?，對(duì)于每個(gè)開關(guān)，在其導(dǎo)通周期的第一半周，電流“回到”其軌道，第二半周產(chǎn)生沿“常規(guī)”方向的電流。假定大的電容器近似，則鋸齒波的幅值(振幅)只由L2、電壓和導(dǎo)通時(shí)間確定。這個(gè)電流被稱為“激勵(lì)的電流”。
如果加上負(fù)載，則在原理上，由式3的傳號(hào)-空號(hào)定時(shí)比設(shè)置的電壓被加到C2上，并且負(fù)載中的電流將按照外部條件即負(fù)載的阻抗和歐姆定律流動(dòng)。對(duì)于電阻負(fù)載，這將是一個(gè)穩(wěn)定電流，其被簡(jiǎn)單地疊加到激勵(lì)電流上，從而產(chǎn)生圖5b或圖5c所示的波形。注意在激勵(lì)電流和負(fù)載電流的幅值(大小)之間沒有重要的關(guān)系，因此圖5b的情況和圖5c的情況都是可能的，圖5b表示的情況是，仍然具有一個(gè)“負(fù)電流周期”(其中穩(wěn)態(tài)電流小于激勵(lì)電流的峰-峰值)，圖5c表示的情況是，負(fù)載電流超過激勵(lì)電流。這些都是實(shí)際設(shè)計(jì)的情況。不過或許值得注意，當(dāng)激勵(lì)電流占負(fù)載電流的一個(gè)小的部分時(shí)，這種系統(tǒng)可以有利地工作。
不過如果連接一個(gè)電流源代替負(fù)載，則電流將從負(fù)載流向電源，并得到圖5d和圖5e的電流波形。注意這是由于負(fù)載或電源特性的改變而發(fā)生的，不是由于控制功能的任何外在的轉(zhuǎn)變引起的。這種拓?fù)涔逃械厥请p向的，控制信號(hào)決定左、右的電壓比，而外部阻抗和條件決定電流的方向和大小。
注意，如式3所給出的，對(duì)于低的“輸出”電壓，S3比S4導(dǎo)通相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，并且隨著控制信號(hào)的比被逐漸地改變以便增加輸出電壓，S4的導(dǎo)通時(shí)間相對(duì)于S3的導(dǎo)通時(shí)間逐漸增加。當(dāng)輸出電壓接近電源4的電壓時(shí)，S4將在大部分時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，直到其永久導(dǎo)通和S3截止。這是一種“短路”狀態(tài)，其中輸出和輸入通過L1，L2，S2和S4相連。這種狀態(tài)將給出最高的效率，因?yàn)闆]有開關(guān)損耗。
不過，這種設(shè)計(jì)可以進(jìn)行上變換和下變換，并且可以有利地把輸出設(shè)置為大于電源電壓的任何所需的電壓。向這個(gè)方式的過渡從“短路”狀態(tài)開始，其中S2和S4永久地導(dǎo)通。在這種上變換方式中，S4保持永久導(dǎo)通，S1和S3開始切換接通一個(gè)可變的傳號(hào)-空號(hào)比。
如上所述，這個(gè)方式僅僅是相反的下變換方式，因此根據(jù)電流波形的操作如已經(jīng)說明的那樣。電壓控制的公式是V2V1=V3V1=t1+t2t2]]>…公式4當(dāng)電壓略大于電源電壓時(shí)，S1導(dǎo)通相當(dāng)短的時(shí)間。隨著其導(dǎo)通時(shí)間的增加，輸出電壓也增加。當(dāng)S1和S2的導(dǎo)通時(shí)間相等時(shí)，輸出電壓是兩倍的電源電壓。注意雖然在所有的電流和電壓中具有對(duì)稱性，但是對(duì)于相等的傳號(hào)-空號(hào)比，上變換的電壓比是下變換的電壓比的倒數(shù)。因而，如果加于負(fù)載的電壓低于電源電壓，則和傳號(hào)空號(hào)比成線性相關(guān)，當(dāng)其超過電源電壓時(shí)，在原理上，其可以是任何倍數(shù)的電源電壓。因而在實(shí)際設(shè)計(jì)中，上電壓由元件的實(shí)際電壓額定值確定。
和已知的拓?fù)湎啾冗@種結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)美國專利5734258(Esser)披露了一種開關(guān)方式功率變換器電路，其中第一和第二開關(guān)器件跨過第一電壓源串聯(lián)連接，第三和第四開關(guān)器件跨過第二電壓源串聯(lián)連接，一個(gè)電感器被連接在第一和第二開關(guān)器件的節(jié)點(diǎn)和第三和第四開關(guān)器件的節(jié)點(diǎn)之間。圖6是上述專利的變換器電路的簡(jiǎn)圖，這里利用簡(jiǎn)單的開關(guān)重新畫出，并且包括和開關(guān)器件并聯(lián)的電容器，如在上述專利中描述的電路的一種優(yōu)選的形式那樣。注意和圖1相比，開關(guān)的標(biāo)號(hào)左右顛倒了，因?yàn)檫@樣使得能夠?qū)Σ僮髦苯舆M(jìn)行比較。
圖6的電路只具有一個(gè)電感器，并且沒有中間電容器(例如圖1的C3)，不過，根據(jù)開關(guān)元件的操作，在原理上是和本發(fā)明類似的，即如果隨著S2導(dǎo)通和S1截止，S3和S4間歇地轉(zhuǎn)換，則所述電路是下變換器，如果隨著S4導(dǎo)通和S3截止，S1和S2間歇地轉(zhuǎn)換，則該系統(tǒng)是上變換器。接近之處是，如果C1和C2足夠大，則其上的電壓改變不大，此時(shí)電路中的電壓和電流類似于圖5-5e所示的電壓和電流。
如圖1-4所示，本發(fā)明的拓?fù)浜蛨D6的電路相比具有很大的優(yōu)點(diǎn)，所述的優(yōu)點(diǎn)在于在總的體積和無功元件(電感器和電容器)的成本之間的折中，以便實(shí)現(xiàn)給定的性能。雖然本發(fā)明的電路可能需要額外的電容器和額外的電感器，但是就相同的方面進(jìn)行同樣的比較，其使得使用較小的元件(數(shù)值因而體積)，從而減少了總的電路成本和體積。
這種分析包括兩種明顯的優(yōu)點(diǎn)這種拓?fù)涔逃械牟⑶铱梢栽诶碚摵蛯?shí)際上說明的優(yōu)點(diǎn)，以及在特定的和重要的應(yīng)用中產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，在這些應(yīng)用中，這種電路被用于控制在可充電電池和再生負(fù)載之間的功率，如本文其它部分所述。
根據(jù)在相同的條件下進(jìn)行比較，最容易說明固有的優(yōu)點(diǎn)。即，在相同的電壓范圍(從0V到一個(gè)電源電壓的倍數(shù))、相同的電流、相同的頻率、以及在每個(gè)電壓下驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相同的定時(shí)的條件下比較兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作。當(dāng)激勵(lì)電流是工作電流的一個(gè)小部分時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是最突出的，由于許多原因，這是一個(gè)需要的比值。
以下變換為例，當(dāng)激勵(lì)電流(測(cè)量的峰峰值)的比例是平均操作電流的1/10時(shí)。假定所有的電容都是一個(gè)值C，所有電感都是一個(gè)值L，開始進(jìn)行比較。
此時(shí)在圖6的電路中，S3和S4的電壓切換、L1中的電流和C2中的電壓波動(dòng)分別與S3和S4、L2和C2(例如圖2)的相同。不過在圖6的電路中，在C1上的電流需求或者是0(S1導(dǎo)通)或者是負(fù)載電流(S2導(dǎo)通)。因此，必須選擇C1足夠大，使得由于開關(guān)電流而引起的在C1上的電壓波動(dòng)不大于在特定的應(yīng)用下所允許的值。比較起來，在本發(fā)明中，這個(gè)開關(guān)電流由C3實(shí)現(xiàn)，并且L1和C1現(xiàn)在在電源和開關(guān)元件之間形成一個(gè)濾波器。在本發(fā)明中，在C1上的電壓波動(dòng)自然地大大低于C2上的電壓波動(dòng)，因?yàn)镃1 L1濾波器由C3上的脈動(dòng)激勵(lì)，而C2形成由在0和電源電壓之間轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)激勵(lì)的濾波器(在L2中的這個(gè)電流當(dāng)然是“激勵(lì)”電流)。
當(dāng)考慮上變換的情況時(shí)，上述的討論也完全適用。在圖6的電路中，每個(gè)電容C1和C2必須足夠大，以便當(dāng)直接相連的開關(guān)S1(或S3)和S2(或S4)正在轉(zhuǎn)換，并且激起電壓波動(dòng)的電流正在0和負(fù)載電流(下變換)或者電源電流(上變換)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，滿足電壓脈動(dòng)規(guī)范。
比較起來，在本發(fā)明中，最大的電流波動(dòng)是激勵(lì)電流，為了進(jìn)行這個(gè)比較，是圖6的電流波動(dòng)的大小的1/10。注意此處的激勵(lì)電流是鋸齒狀的，而不是圖6的電路中的方波電流這種脈沖的形狀具有大的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠渖婕拜^慢的電流改變。
因而，為了實(shí)現(xiàn)相同的脈動(dòng)形狀，在本發(fā)明中的C1和C2可以有利地小于圖6的電路中的這些電容的值的1/10。
注意得到構(gòu)成這種優(yōu)點(diǎn)的另一種方式是這樣的在圖6的電路中，兩個(gè)電容C1和C2必須足夠大，以便保持電壓脈動(dòng)為所需的值，并且它們其中之一必須發(fā)出(或吸收)突然轉(zhuǎn)換的(可變的傳號(hào)空號(hào)比)電流波形。在本發(fā)明中，這個(gè)功能是由C3實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)镃3不直接和電源或負(fù)載相連，它們的電壓波動(dòng)可能較大，因而C3(圖2)可以小于C1或C2(圖6)。此時(shí)C1和C2(圖2)可以大約是圖6的電路所需的電容器的尺寸的1/10。
這種比較僅考慮了C1和C2。不過在任何的開關(guān)方式結(jié)構(gòu)中，電壓脈動(dòng)由L和C值的乘積確定。因而，如果圖2中的L1和L2的每一個(gè)被制成具有圖6的L1的值的一半，則現(xiàn)在具有的電感的總量是相同的，C1和C2則需要加倍，這樣C1和C2的減少現(xiàn)在是1/5。
這種討論使得C3作為一個(gè)額外的元件。如上所述，可以看出，電流的總的改變和圖6中的C1或C2相同。不過這個(gè)電容器不直接和電源或者負(fù)載相連，并且其不必受到具有低的脈動(dòng)電壓的相同的要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以允許10倍或更多倍的可允許的脈動(dòng)電壓的變動(dòng)，和電源電壓相比，這仍然是一個(gè)小的電壓。在直接比較中，L1和L2現(xiàn)在是現(xiàn)有技術(shù)的電路中的L1的值的一半。C3需要具有不大于C1和C2(本發(fā)明的)的值。
因而，如果為了舉例，現(xiàn)在使兩個(gè)電路(圖2和圖6)之間的電感器相等，但是電容器尺寸的比是2×C(圖6)比3×0.2C(本發(fā)明)，可以看出，本發(fā)明的電容器要求大約是圖6的1/3。
在重要的應(yīng)用中，其中例如本發(fā)明用于控制可充電電池和再生負(fù)載例如電動(dòng)機(jī)之間的功率，本發(fā)明的實(shí)施例也可以提供如下的優(yōu)點(diǎn)。
大多數(shù)可充電電池技術(shù)提供非常低的輸出阻抗，其中的一部分是大的并聯(lián)電容器。通常電池電源很少和大的值的電容器C1并聯(lián)。在這種電路和例如圖6的電路中，通常可以省去大部分的C1，(只留下相當(dāng)小的高頻解耦電容器)。雖然利用本發(fā)明以及圖6所示的電路這都是可能的，但是如上所述，利用本發(fā)明，電池必須承受的電流波動(dòng)低得多(1/10)。
不過在利用圖6所示的電路的進(jìn)行上變換的方式中，不可能省去C2。從L1流入C2的電流完全是間歇的，因而沒有C2時(shí)，電壓偏移是很大的。不過對(duì)于許多種負(fù)載，例如直流電動(dòng)機(jī)，大的并聯(lián)耦合電容器沒有大的優(yōu)點(diǎn)，反而確實(shí)可能成為缺點(diǎn)(當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組通過交變磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過非常大的電流)。因而，對(duì)于圖6的電路，具有基本的值的C2是必須的，在本發(fā)明中，便可以省去全部的C2或大部分的C2。
使用MOSFET的實(shí)際電路圖1和圖2是一般性的電路。利用電流技術(shù)，MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)具有許多使得能夠有利地進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。它們具有其它種類的半導(dǎo)體器件沒有的一些性能，適用于用上面從理論上說明的方式控制這些電路。
MOSFET可以粗略地比作和一個(gè)本征二極管并聯(lián)的具有由柵源電壓控制的導(dǎo)電率的半導(dǎo)體溝道。在施加?xùn)旁措妷阂蚨鴾系缹?dǎo)通時(shí)，這些器件沿任何方向同樣程度地通過電流。在柵源電壓為0而溝道截止時(shí)，導(dǎo)電性由所述二極管確定，即在一個(gè)方向被阻斷，在特定的正向電壓下，在另一個(gè)方向?qū)ā?br> 圖5的切換圖假定一對(duì)開關(guān)分別同時(shí)且瞬時(shí)導(dǎo)通和截止。利用實(shí)際的器件，這是不能實(shí)現(xiàn)的。不過，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在這種結(jié)構(gòu)中的MOSFET的有用的性能使得能夠?qū)崿F(xiàn)高度可控的開關(guān)，其可以實(shí)現(xiàn)接近100％的效率(即沒有不可能被減少的固有功率損耗)。這些也是一些其它的優(yōu)點(diǎn)，如下所述。
在下面的討論中，使用“常規(guī)的”和“非常規(guī)的”的電流這些表述?！俺Ｒ?guī)的電流”沿MOSFET的正常方向，即對(duì)于N溝道器件，從漏極到源極，本征二極管被阻斷的方向?！胺浅Ｒ?guī)”的電流沿著和本征二極管中流通電流的方向相同的方向，但是當(dāng)指出時(shí)，這個(gè)電流沿著導(dǎo)電的溝道，而不是通過二極管。在這里所述的應(yīng)用中，假定在MOSFET導(dǎo)通時(shí)流過導(dǎo)通溝道的“非常規(guī)”電流具有足夠低的值，在導(dǎo)電溝道兩端產(chǎn)生的電壓小于使本征二極管偏置而導(dǎo)通所需的電壓。在這個(gè)意義上可以說，導(dǎo)通的MOSFET是一個(gè)短路的本征二極管。
在利用任何開關(guān)對(duì)例如S1和S2，具有兩個(gè)重要的考慮a_不應(yīng)當(dāng)存在兩個(gè)開關(guān)都導(dǎo)通的時(shí)間。如果發(fā)生這種情況，則一個(gè)非常高的短路電流將從中間電容器(C3)直接流到地。如果在任何持續(xù)的時(shí)間內(nèi)發(fā)生這種情況，則電流可能超過器件的額定值，因而MOSFET將損壞。如果在跨接的周期內(nèi)在非常短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生這種情況，并且此時(shí)的電流可以被開關(guān)器件允許，則這個(gè)“跨接”的電流代表直接的能量損失，因而降低效率。
b_這些器件應(yīng)當(dāng)在導(dǎo)通和截止之間盡可能快地切換。在任何中間狀態(tài)，流過的電流通過不具有其最小特征電阻的開關(guān)溝道，這通過開關(guān)器件中的熱耗散再次引起系統(tǒng)的功率損耗。
上述的條件b通用于所有的開關(guān)系統(tǒng)，并且在實(shí)際設(shè)計(jì)中通過利用具有足夠低的阻抗的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O來實(shí)現(xiàn)所需的開關(guān)時(shí)間。然而，在本發(fā)明的拓?fù)渲?，可以看出，被轉(zhuǎn)換的電流的方向是重要的，下面的討論將說明這個(gè)問題。
在這個(gè)電路中使用MOSFET(或者具有類似性能的其它半導(dǎo)體元件)對(duì)上述的跨接問題提供了特別容易的解決方案。如果驅(qū)動(dòng)信號(hào)被這樣設(shè)計(jì)，使得在一個(gè)開關(guān)截止和另一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通之間具有一個(gè)短的但是確定的延遲，則兩個(gè)條件都被滿足。這些延遲應(yīng)當(dāng)是足夠長(zhǎng)的，以便確保在所有可能的條件以及元件的允差下條件a都被滿足，但是又要盡可能短。
圖7表示滿足這個(gè)條件的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，具有夸大的延遲。注意這些柵極信號(hào)被表示為較大的正信號(hào)，以便導(dǎo)致MOSFET導(dǎo)通，這正適合于例如圖3的電路，該電路都是利用N溝道MOSFET實(shí)現(xiàn)的。
考慮S2永久導(dǎo)通，S1截止，以及S3和S4交替轉(zhuǎn)換的下變換并在最初沒有負(fù)載的情況。此時(shí)電流波形如圖7a所示。每個(gè)導(dǎo)通周期從激勵(lì)電流沿著和MOSFET的常規(guī)方向相反的方向流動(dòng)開始。當(dāng)每個(gè)MOSFET導(dǎo)通時(shí)，這個(gè)電流在導(dǎo)通溝道內(nèi)流動(dòng)，并且(因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上要避免功率損耗)在二極管兩端產(chǎn)生的IR電壓不足以使其導(dǎo)通。在一對(duì)中的另一個(gè)導(dǎo)通之前，使每個(gè)MOSFET截止。并且，如上所述，現(xiàn)在電流沿著常規(guī)方向流動(dòng)。當(dāng)然，截止不是瞬時(shí)的，導(dǎo)通溝道的電阻隨著柵極電荷的除去而增大。
當(dāng)既沒有硬導(dǎo)通也沒有硬截止時(shí)，MOSFET確切地、更精確地說是一種跨導(dǎo)器件，即，施加的柵源電壓直接地控制漏源電流，其在很大程度上獨(dú)立于漏源電壓。不過，在器件中的電流由電感器控制，并且在這種應(yīng)用中，電感器中的電流在MOSFET的轉(zhuǎn)換時(shí)間期間沒有大的變化。因而當(dāng)柵源電壓增加到相應(yīng)的電導(dǎo)小于用于維持電流I所需的電導(dǎo)的一點(diǎn)時(shí)，則漏源電壓開始快速增加。因?yàn)殡娏餮爻Ｒ?guī)的方向流動(dòng)，產(chǎn)生的電壓沿本征二極管的阻斷方向，因而不能導(dǎo)通。在圖1的點(diǎn)A(或B)的電壓向著相對(duì)的軌道移動(dòng)。電壓改變的速率由過量(即電感器電流減去在器件截止時(shí)的電導(dǎo)電流)的對(duì)在圖1的節(jié)點(diǎn)A(或者B)的電容充電的電流確定。因?yàn)椤斑^量的電流”是操作電流中的一個(gè)基本的和不斷增加的部分，并且節(jié)點(diǎn)(A或B)的對(duì)地電容是低的，在A(或B)的電壓改變的速率是重要的，并且其將非?？斓?cái)[動(dòng)到相對(duì)的軌道電壓。如果例如S3截止，則在B點(diǎn)的電壓增加到等于C3上的電壓。
現(xiàn)在因?yàn)樵跂艠O驅(qū)動(dòng)信號(hào)中沒有延遲，S4此時(shí)不導(dǎo)通。因此B點(diǎn)的電壓升高超過C3的電壓，直到其足以使S4的本征二極管導(dǎo)通為止?，F(xiàn)在隨著S3的電導(dǎo)下降(注意在該點(diǎn)S3的漏極電壓被箝位，因此寄生的漏柵“反向傳遞”電容停止，加速柵極上的電壓的改變)，傳導(dǎo)電流從S3轉(zhuǎn)移到本征二極管。在一個(gè)小的時(shí)間之后，S4導(dǎo)通，但是當(dāng)其完全導(dǎo)通時(shí)，其將僅僅短路其自身的本征二極管，并且S4兩端的導(dǎo)通電壓減少到由其自身的導(dǎo)通溝道電阻和流過的電流確定的電壓。
當(dāng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是最大功率效率，并且假定當(dāng)導(dǎo)通時(shí)并且電流沿“非常規(guī)方向”流動(dòng)時(shí)在MOSFET上產(chǎn)生的最大電壓小于其本征二極管的正向?qū)妷簳r(shí)，上述的分析是正確的。
在這些情況下，現(xiàn)在可以理解，可以控制切換條件，使得對(duì)高的功率效率有利。和S3的轉(zhuǎn)換相關(guān)的功率損耗具有等于工作電壓乘以開關(guān)電流的有效部分的最大值，(這是大多數(shù)半導(dǎo)體開關(guān)的特性)，不過在這個(gè)轉(zhuǎn)換中，電感器的作用是幫助進(jìn)行開關(guān)切換，因而確保損耗功率的時(shí)間最小。
S4的導(dǎo)通沒有類似的耗散。最大的開關(guān)損耗簡(jiǎn)單地等于工作電流乘以本征二極管的正向電壓，并且切換的時(shí)間是非常短的，這是因?yàn)楦淖兟O電壓的時(shí)間非常短。特別注意，雖然當(dāng)本征二極管導(dǎo)通時(shí)，由于其正向電壓特性而具有不可避免的功率損耗，通過控制導(dǎo)通定時(shí)，可以減少其導(dǎo)通時(shí)間，使得其對(duì)于總的效率降低的貢獻(xiàn)任意小。
圖8a表示這種開關(guān)轉(zhuǎn)換的一些細(xì)節(jié)。
在沒有負(fù)載的情況下，兩種轉(zhuǎn)換都具有這個(gè)特性，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這適用于上變換和下變換兩種情況。
現(xiàn)在再次考慮下變換的情況，其中穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流大于峰峰激勵(lì)電流。在這種情況下，S4總是沿常規(guī)方向?qū)?，而S3總是沿非常規(guī)方向。顯然，S4截止、S3導(dǎo)通的轉(zhuǎn)換和“沒有負(fù)載”的情況下相同。
對(duì)于S3截止S4導(dǎo)通的情況則不同。電流的方向是非常規(guī)的。當(dāng)S3截止時(shí)，S3兩端上的電壓現(xiàn)在改變剛好足以使其本征二極管開始導(dǎo)通，并且在圖1的點(diǎn)B的電壓沒有大的改變。
在一個(gè)小的時(shí)間之后，S4導(dǎo)通。只要其導(dǎo)通，便開始向節(jié)點(diǎn)B提供電流，但是在點(diǎn)B的電壓直到S4提供全部的電流以及S3的本征二極管被偏置而截止，不會(huì)開始改變。就功率消耗而言，這是一種最壞情況下的轉(zhuǎn)換，因?yàn)樽畲笙牡扔诳傠娏鞒艘钥偟墓ぷ麟妷骸Ｔ陔姼衅髦械碾娏鞯囊饬x不幫助在點(diǎn)B的電壓擺動(dòng)。S3的本征二極管的短的時(shí)間間隔的導(dǎo)通在波形中產(chǎn)生了一個(gè)小的階躍電壓10，如圖8b祥示。和上述的情況一樣，和該二極管的導(dǎo)通相關(guān)的功率損耗可以借助于把這個(gè)時(shí)間間隔減到最小來減到最小。
考慮具有實(shí)際負(fù)載的(此時(shí)負(fù)載電流超過峰峰激勵(lì)電流)上變換情況表明，現(xiàn)在S1中的全部導(dǎo)通都沿常規(guī)的方向，而S2的全部導(dǎo)通都沿“非常規(guī)”的情況。因而，當(dāng)S1截止時(shí)，借助于電感器中的電流的方向，在點(diǎn)A具有一個(gè)快速的電壓轉(zhuǎn)換，然后是S2的本征二極管導(dǎo)通的一個(gè)短的時(shí)間間隔，緊隨其后的是在S2導(dǎo)通時(shí)通過MOSFET溝道的導(dǎo)通。然而當(dāng)S2截止時(shí)，導(dǎo)通切換到其自身的本征二極管，隨后是S1的完全導(dǎo)通。
因而可以看出，根據(jù)圖7和圖8所示的操作波形，建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則。當(dāng)器件中的電流沿“常規(guī)”方向并處于其截止的時(shí)間時(shí)，在電感器中的電流的方向幫助快速的電壓擺動(dòng)，由其它開關(guān)的本征二極管的一個(gè)短的導(dǎo)通時(shí)間間隔跟隨著。當(dāng)器件中的導(dǎo)通處于“非常規(guī)”方向時(shí)，則截止導(dǎo)致其自身的本征二極管的一個(gè)短時(shí)間的導(dǎo)通，被由其它導(dǎo)通的器件驅(qū)動(dòng)的正常的電壓轉(zhuǎn)換跟隨著。
為了完整性，只需要概述再生的情況，此時(shí)電流方向和上述例子中的方向相反。當(dāng)然這由早期的觀察覆蓋了，即，處于下變換的再生和“常規(guī)的”上變換相同(以及處于上變換的再生是簡(jiǎn)單的常規(guī)的下變換)。因此，由上述的討論，能夠容易地確定在任何情況下的開關(guān)轉(zhuǎn)換的性質(zhì)。
本發(fā)明的其它特征上述的部分概括了發(fā)明的基本內(nèi)容及其利用MOSFET開關(guān)的重要的實(shí)施方式。下面的部分概述一些變形和特征。
關(guān)于MOSFET的類型的使用的說明圖3和圖4表示兩個(gè)特別有用的電路。如下所述，通過簡(jiǎn)單地改變符號(hào)，可以構(gòu)成負(fù)極性的電路，并且可以構(gòu)成全部使用P溝道器件的電路(不過通常不是優(yōu)選的，因?yàn)橐话愕卣f其性能較差)。
不過在全部使用一種類型的開關(guān)的電路和使用兩種類型的開關(guān)的電路之間，具有幾點(diǎn)屬于結(jié)構(gòu)性的操作的不同，并且所有的這些考慮都可以借助于考慮圖3和圖4的電路導(dǎo)出。
首先，如其它處所述，圖1的電路及其派生物只能在相同的輸入和輸出極性下操作，并且MOSFET只能構(gòu)成其中極性是固定的一種子類的電路。對(duì)于電路操作來說有這樣一種需要，即，當(dāng)所有的MOSFET都截止時(shí)，應(yīng)當(dāng)沒有電流流動(dòng)，并且這要求在所有的本征二極管應(yīng)當(dāng)被偏置而截止的條件下實(shí)現(xiàn)。
一般地說，N型的MOSFET優(yōu)于P型的，在成本和尺寸相同時(shí)，N型的比P型的具有較低的導(dǎo)通電阻。它們還趨于提供較好的動(dòng)態(tài)性能，對(duì)于給定數(shù)量的柵極電荷，具有較低的導(dǎo)通電阻。因此，當(dāng)需要大功率時(shí)，圖3的電路一般是優(yōu)選的。
不過，為了實(shí)現(xiàn)圖3，上部MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路比圖4電路更加復(fù)雜。在較低功率下，可利用具有足夠性能的P溝道MOSFET，此時(shí)，圖4的電路是有利的。
再生在一個(gè)普通的實(shí)際例子中，如果(如圖所示)電路的左側(cè)和可充電電池相連，而右側(cè)和直流電動(dòng)機(jī)相連，則變換器的控制信號(hào)可以使得所述電動(dòng)機(jī)在可變的電壓下(因而可變的速度)被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)代表負(fù)載時(shí)，功率將從電池流向電動(dòng)機(jī)，因而流向任何機(jī)械負(fù)載。不過，如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載具有慣性，例如由飛輪提供的，則當(dāng)控制信號(hào)被設(shè)置使得電動(dòng)機(jī)變慢時(shí)，則電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)。存儲(chǔ)在飛輪中的機(jī)械能將被轉(zhuǎn)換成電能，并從右方流向左方，向所述電池充電。類似地，如果使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛，則當(dāng)車輛下坡時(shí)其速度可被控制，使得借助于電動(dòng)機(jī)的發(fā)電作用對(duì)導(dǎo)出充電。因而這些變換器可被分類為“再生的”，并且所述再生作用不需要在驅(qū)動(dòng)和再生之間轉(zhuǎn)換的“轉(zhuǎn)換器”。
可變的電壓源雖然直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)是一種主要的應(yīng)用，但還有許多其它的應(yīng)用。因?yàn)樵偕饔?，如果一?cè)(為了方便，沒有其它的原因，所示為左側(cè))和電壓源(其能夠供給和吸收電流，同時(shí)保持電壓基本恒定，一般是可充電電池)相連，則右側(cè)也具有“電壓源”的特性，其中借助于控制信號(hào)把要維持的電壓設(shè)置為一個(gè)對(duì)固定電壓的比值，并且右側(cè)電壓的任何由所述設(shè)置值改變的趨勢(shì)都將引起電流沿著使得校正所述改變的方向流動(dòng))。此時(shí)控制信號(hào)可以被這樣設(shè)置，使得產(chǎn)生任意的電壓波形。如果由這些波形驅(qū)動(dòng)的負(fù)載具有任何存儲(chǔ)特性，則所述驅(qū)動(dòng)是高效率的存儲(chǔ)的能量將被返回左側(cè)被存儲(chǔ)，當(dāng)輸出電壓的改變要求這樣時(shí)。因而這些變換器可被用作可變電壓源，其具有極寬的使用范圍。在許多情況下，它們將代替常規(guī)的功率放大器，提供高效和能量再生的優(yōu)點(diǎn)。
極性圖3和圖4的實(shí)際的MOSFET電路只能用作相對(duì)于“地”或“公共點(diǎn)”是“正極性”的直流電源。不過，改變符號(hào)(如圖9所示，該圖是圖4的鏡像)表明“負(fù)的”電源變換器是如何構(gòu)成的。不過，這種單一極性的限制來自MOSFET開關(guān)的特性，而并非圖1本身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。利用可以在兩種極性下工作的開關(guān)，在原理上，變換器的兩側(cè)都可以和交流電路相連。此時(shí)，輸入和輸出必須是具有相同頻率的交流，基本上同時(shí)過零，但是交流信號(hào)的頻率低于變換器轉(zhuǎn)換的頻率，此時(shí)在每側(cè)上的波形將是獨(dú)立的。
多相變換器和其它的DC-DC變換器一樣，具有通過使在多相驅(qū)動(dòng)電路中的多個(gè)開關(guān)元件共用存儲(chǔ)電容器(圖1-4的C1，C2，，C3)可以獲得的優(yōu)點(diǎn)。如果具有N個(gè)單獨(dú)的相，則一般地說，和相同總功率的單相比較，在所述的拓?fù)渲械拿總€(gè)位置的總電容減小N的平方倍。在所述N的平方倍中，一個(gè)N倍來自這樣的事實(shí)現(xiàn)在N個(gè)電容共用負(fù)載，另一個(gè)N倍是因?yàn)樵陔娏鲿r(shí)間間隔之間的時(shí)間現(xiàn)在要除以N。
這種在多相系統(tǒng)中的共用能力對(duì)于幾種拓?fù)涫枪餐?，不過本發(fā)明的“分開的π形”結(jié)構(gòu)和其它拓?fù)涞膮^(qū)別在于，其具有4個(gè)必須在相的兩端并聯(lián)連接的端子輸入/輸出(左)輸入/輸出(右)公共(地)存儲(chǔ)器這些端子在圖1-4中被示意地示出了。
圖10是三相“分開的π形”變換器的簡(jiǎn)圖，其中各個(gè)元件具有從圖1的一般形式中導(dǎo)出的任何形式。
基本拓?fù)涞母男突驹O(shè)計(jì)可以具有許多改型，在所有改型中，基本元件都可從圖1得到。最重要的改變是除L1和L2之外的濾波器，以便適合特定的應(yīng)用。作為例子，在通過這個(gè)電路由可充電電池對(duì)電動(dòng)機(jī)供電的情況下，電容器C1和C2可以被完全省去，或者被大大減小它們的值?？沙潆婋姵匾话憔哂蟹浅４蟮淖陨淼膬?nèi)部電容，并對(duì)變換器呈現(xiàn)低的電源阻抗。如果認(rèn)為可充電電池位于圖的左方，則電容器C1的值可被減小，只足以抑制由電流變化產(chǎn)生的作用在和電池相連的電纜的阻抗上的高頻電壓即可。直流電動(dòng)機(jī)主要具有“電壓源”(或者“電壓吸收器”，當(dāng)電動(dòng)機(jī)按照常規(guī)方式運(yùn)行時(shí))的特性，因?yàn)槠錂C(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣性維持只能緩慢變化的“反電勢(shì)”。C2也應(yīng)當(dāng)被選擇使得足以抑制高頻脈沖，不過主要由感性的電源(即L2，C2只具有一個(gè)小的值時(shí))供電一般不是缺點(diǎn)，并且其優(yōu)點(diǎn)在于，其可以減少高頻機(jī)械應(yīng)力，這種應(yīng)力是當(dāng)由非常緊密地控制的電壓饋電的繞組遇到跨過極的寬度的必須改變的磁場(chǎng)時(shí)發(fā)生的。
在頻譜的相對(duì)端，濾波器可以采用圖11所示的形式，其中增加了附加的濾波器“極”。這里的目的是保持在輸入端和輸出端的電壓“脈動(dòng)”被減到最小。和所有電氣濾波器一樣，當(dāng)把電感器和電容器分成兩個(gè)或多個(gè)部分時(shí)，它們的較小的總體積或者較低的成本可以產(chǎn)生較大的濾波效果。因而，參看圖11，如果C1，C4，L1，L3的值是在單級(jí)濾波器的情況下的一半，則在點(diǎn)C的電壓偏移將是在單級(jí)時(shí)的4倍，但是在點(diǎn)D將按照相同的比例大大降低。
權(quán)利要求
1.一種用于控制在第一和第二電壓之間的功率流動(dòng)的功率變換器，包括在所述第一和第二電壓的第一極性之間公共連接；在第一電極和所述公共連接耦連的電容；在所述公共連接和所述電容的第二電極之間串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)；在所述公共連接和所述電容的第二電極之間串聯(lián)連接的第三和第四開關(guān)；在所述第一電壓的第二極性和聯(lián)結(jié)所述第一和第二開關(guān)的連接之間耦連的第一電感；在所述第二電壓的第二極性和聯(lián)結(jié)所述第三和第四開關(guān)的連接之間耦連的第二電感；以及用于控制開關(guān)的操作以便控制在第一和第二電壓之間的功率流動(dòng)的控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中當(dāng)所述控制器使第一開關(guān)打開、所述第二開關(guān)閉合、并且所述第三和第四開關(guān)交替地切換時(shí)，所述第二電壓小于第一電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中當(dāng)所述控制器使第一和第二開關(guān)交替地切換、并且使第三開關(guān)閉合，第四開關(guān)打開時(shí)，所述第二電壓大于所述第一電壓。
4.如權(quán)利要求3或4所述的功率變換器，其中交替地切換所述第一和第二開關(guān)或者所述第三和第四開關(guān)確定所述第一電壓和所述第二電壓之間的比例。
5.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中功率可以從所述第一電壓到所述第二電壓，或者從所述第二電壓到所述第一電壓，沿著任何一個(gè)方向傳遞。
6.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中在所述第一和第二電壓之間其基本上是對(duì)稱的。
7.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，還包括濾波器，例如電容器，被耦連在第一電壓的第一和第二極性之間。
8.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，還包括濾波器，例如電容器，被耦連在第二電壓的第一和第二極性之間。
9.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其可以作為電源或者以再生方式操作，而不改變開關(guān)的控制器的操作。
10.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中一個(gè)或幾個(gè)開關(guān)包括MOSFET。
11.如權(quán)利要求10所述的功率變換器，其中所述控制器交替地切換作為所述第一和第二開關(guān)或者所述第三和第四開關(guān)的一對(duì)開關(guān)，具有插入的延遲，在所述延遲期間，一對(duì)開關(guān)中的兩個(gè)開關(guān)都截止，電流暫時(shí)由MOSFET的本征二極管部分通過。
12.一種包括如前面任何一個(gè)權(quán)利要求限定的功率變換器的可變電壓源。
13.一種電動(dòng)車輛，包括如前面任何一個(gè)權(quán)利要求限定的電壓變換器。
14.一種可以耦連在第一和第二電壓之間的電壓變換器，包括在所述第一和第二電壓的第一極性之間公共連接；在第一電極和所述公共連接耦連的電容；在所述公共連接和所述電容的第二電極之間串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)；在所述公共連接和所述電容的第二電極之間串聯(lián)連接的第三和第四開關(guān)；在所述第一電壓的第二極性和聯(lián)結(jié)所述第一和第二開關(guān)的連接之間耦連的第一電感；在所述第二電壓的第二極性和聯(lián)結(jié)所述第三和第四開關(guān)的連接之間耦連的第二電感；以及用于控制開關(guān)的操作以便控制在第一和第二電壓之間的比例的控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及功率變換器和用于功率變換的方法，具體公開了一種用于控制在第一和第二電壓之間的功率流動(dòng)的功率變換器，其中一個(gè)公共連接聯(lián)結(jié)第一和第二電壓的第一極性，并且一個(gè)電容器的第一極性和所述公共連接相連。第一和第二開關(guān)串聯(lián)連接在公共連接和電容器的第二電極之間。第一電壓的第二極性通過第一電感和第一和第二開關(guān)之間的連接耦連。第三和第四開關(guān)也被串聯(lián)連接在公共連接與電容器的第二電極之間，第二電壓的第二極性通過第二電感和第三和第四開關(guān)的連接耦連?？刂破饕圆煌姆绞娇刂七@些開關(guān)，從而確定在第一和第二電壓之間的比例。
文檔編號(hào)H02M3/04GK1526192SQ02813811
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2002年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月9日
發(fā)明者蒂莫西·R.·克羅克爾, 蒂莫西 R. 克羅克爾 申請(qǐng)人:3D設(shè)備有限公司