專利名稱：電壓轉(zhuǎn)換器的制作方法
電壓轉(zhuǎn)換器本申請要求2010年6月29日提交的在先美國臨時申請no. 61/359793的優(yōu)先權(quán)，并且作為其非臨時申請；本申請還要求2 OIO年6月2 9日提交的在先歐洲申請no. EP10167766的優(yōu)先權(quán)；通過引用將歐洲申請no. EP10167766和美國申請no. 61/359793的全部內(nèi)容直接并入于此用于所有目的和用途，如同在此進行同樣的闡述一樣。本發(fā)明涉及用于將輸入交 流或直流電壓轉(zhuǎn)換成輸出直流電壓的電壓轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括至少一個初級繞組和至少兩個次級部分繞組，以及用于從輸入交流電壓在初級繞組中生成交流電壓的裝置，其中，初級繞組中的交流電壓具有比輸入交流電壓更高的頻率。在交流電流網(wǎng)絡(luò)中使用的并且在輸出部生成直流電壓的有效電壓轉(zhuǎn)換器必須滿足許多國際標(biāo)準(zhǔn)化法規(guī)，以便確保它們不干擾其它裝置的操作或者不會對電源電壓質(zhì)量具有不良影響。特別地對于諸如對電動車輛的裝置進行充電所需的千瓦特范圍下的高輸出來說，特別重要的是，電源輸入電流中的諧波含量要小。在理想情況下，網(wǎng)絡(luò)中的電壓轉(zhuǎn)換器如同電阻，即，由網(wǎng)絡(luò)獲得的電流在時間上每一刻都與輸入電壓成比例。如果輸入電壓是正弦的(通常都是這種情況)，則所獲得的電流也應(yīng)當(dāng)完全是正弦的并且不包含任何其它諧波。然而，許多用戶并不像歐姆電阻一樣運行，而是包含電感分量和電容分量。例如，如果在沒有進一步措施的情況下經(jīng)由整流器將電容器連接至交流電壓網(wǎng)絡(luò)，則電流以短脈沖的形式獲得，由此包含許多諧波。為了防止這種情況，在整流器與電容器之間頻繁地切換功率因數(shù)校正(PFC)電路。在簡單情況下，這是升壓(boost)轉(zhuǎn)換器，其被控制成使得通過網(wǎng)絡(luò)獲得的電流如同電網(wǎng)電壓，即，在形狀上通常是正弦的。具體來說，電動車輛中的充電裝置需要如下附加需求它們應(yīng)當(dāng)較小、輕以及魯棒性，但盡管如此，仍需基本沒有任何損耗地將從網(wǎng)絡(luò)獲得的能量饋送至電池。出于安全和電磁兼容性(EMC)原因，應(yīng)當(dāng)為在網(wǎng)絡(luò)與電池之間的電位隔離進行準(zhǔn)備。由于這些需求，因而，一個常見目標(biāo)是省略附加PFC階段。另外，該電壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)當(dāng)盡可能簡單地構(gòu)成，并且使得實現(xiàn)有效的能量轉(zhuǎn)換。經(jīng)常性地，這些重量輕和構(gòu)造尺寸小的需求僅可以通過利用高時鐘頻率來滿足。然而，這意味著功率半導(dǎo)體元件中切換損耗的增加。為了避免這種情況，有利地使用“諧振拓?fù)洹保渲?，諧振電路使得實現(xiàn)半導(dǎo)體元件的無電流切換或無電壓切換，從而產(chǎn)生比較小的切換損耗。這種電壓轉(zhuǎn)換器例如根據(jù)DE 27 16 445是已知的，DE 27 16 445公開了用于將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換成輸出直流電壓的DC/DC諧振轉(zhuǎn)換器。這里，全橋逆變器連接至變壓器的每一個初級部分繞組。在該初級部分繞組之間切換電容器，導(dǎo)致位于該全橋逆變器的輸出部處的、由初級部分繞組與電容器構(gòu)成的串聯(lián)連接。另外，該連接包括全橋整流器，其中，全橋整流器的輸入部被切換至第一電容器，并且其輸出部連接至全橋逆變器的輸入部。在次級側(cè)設(shè)置有中心點整流器，其根據(jù)逆變電壓再次生成輸出直流電壓。而且，EP 2 144 359A2示出了在其輸入部處具有電橋的諧振DC/DC轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器具有至少兩個輸出部。另外，該轉(zhuǎn)換器包括具有諧振電感和諧振電容的諧振電路。而且，該轉(zhuǎn)換器包括變壓器，變壓器的初級繞組連接至電橋，而其次級繞組連接至整流器。該轉(zhuǎn)換器還包括處于諧振電路下游的升壓級。通過附加切換元件，可以將該諧振電路短接，從而在諧振電感中存儲能量，存儲的能量在將該切換部件打開時被再次釋放。這些和其它電路的缺點在于，當(dāng)在經(jīng)整流的交流網(wǎng)絡(luò)中操作時，它們產(chǎn)生電流諧波，因為在它們的作為降壓(buck)轉(zhuǎn)換器的電容中，僅在由變壓器繞組比所變換的輸入電壓大于輸出電壓時它們才主要地操作。否則，在電源交流電壓的零交叉區(qū)域中產(chǎn)生比較寬的“電流短缺” (current shortfall)。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，提出了一種改進的電壓轉(zhuǎn)換器，特別是一種甚至針對比較低的輸入電壓來傳送功率并由此在電流中僅生成少量諧波含量的電壓轉(zhuǎn)換器。·根據(jù)本發(fā)明，這種需求通過在本申請開始處提到的電壓轉(zhuǎn)換器來滿足，該電壓轉(zhuǎn)換器附加地包括第一次級全橋整流器，其輸入部連接至變壓器的每一個次級部分繞組的每一個第一端子，并且在其輸出側(cè)用于提供輸出直流電壓，第一次級電容器，其在次級部分繞組的每一個第二端子之間切換，以使由次級部分繞組與第一次級電容器構(gòu)成的串聯(lián)連接被切換至第一次級全橋整流器的輸入部，以及第二次級全橋整流器，其與第一次級全橋整流器并聯(lián)切換，其中，第二次級全橋整流器的輸入部具有第一次級電容器和切換至其的每一個次級部分繞組的第二端子，并且其中，其輸出部按同極方式連接至第一次級全橋整流器的輸出部。利用根據(jù)本發(fā)明的辦法，次級部分繞組可以經(jīng)由第一次級整流器和電容器串聯(lián)地或者經(jīng)由第二次級整流器并聯(lián)地起作用。由此明顯地減少了輸入電壓的零交叉周圍的電流短缺，因為輸入與輸出電壓之間的變壓比由于次級部分繞組的并聯(lián)切換而實際上被翻倍。對于更高的輸入電壓來說，并聯(lián)連接附加地有效，以使損耗沒有顯著增加以及脈沖的衰減時間也沒有明顯增加。一個特別的優(yōu)點是，實現(xiàn)次級部分線圈的串聯(lián)切換與并聯(lián)切換之間的轉(zhuǎn)換，而不需要附加裝置，即，不需要提供控制信號。對于由第一次級電容器處的電壓觸發(fā)的轉(zhuǎn)換來說，其由于次級部分繞組上的交流電壓而永久性地被再充電，由此導(dǎo)致周期性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。關(guān)于這點，應(yīng)注意到，術(shù)語“開關(guān)”、“切換”以及“可切換地”在此用于指示通過電路中斷開關(guān)以及電流方向轉(zhuǎn)換/逆轉(zhuǎn)的物理切換。因此，“開關(guān)”、“切換”以及“可切換地”在適用的情況下還被理解為“轉(zhuǎn)換”。因而，與根據(jù)本領(lǐng)域已知的電路相比，電流短缺的持續(xù)時間實際上被減半，其明顯地減少了諧波，并且是朝向滿足“功率因數(shù)校正”需求的重要一步。在附屬權(quán)利要求以及在結(jié)合附圖閱讀的說明書中，對本發(fā)明的有利設(shè)計和進一步實施進行了概述并且實際上進行了公開。有利的是，該變壓器包括兩個初級繞組，以及用于在該初級繞組中生成交流電流的裝置由以下部件形成用于整流輸入交流電壓的第一初級全橋整流器或中心點整流器，關(guān)聯(lián)全橋逆變器，其輸出部連接至變壓器的每一個初級部分繞組，在初級部分繞組之間切換的第一初級電容器，從而在全橋逆變器的輸出部處形成由初級部分繞組與第一初級電容器構(gòu)成的串聯(lián)連接，以及
反向并聯(lián)地切換至全橋逆變器的第二初級全橋整流器，其中，其輸入部具有切換至其的第一初級電容器，并且其中，其輸出部連接至全橋逆變器的輸入部。這樣，在初級側(cè)形成了諧振電路，該電路使得逆變器的晶體管在不需要電功率的情況下實現(xiàn)地切換。因而，該電路在操作上具有高能效，并且顯示了良好的EMV行為。而且，如果設(shè)置有第一控制變壓器來驅(qū)動全橋整流器是有利的。用于晶體管的控制信號是對稱的，這是因為相應(yīng)對角布置的晶體管分別被導(dǎo)通和斷開。通過在考慮極性的情況下將控制變壓器的次級側(cè)線圈連接至晶體管的控制輸入部，可以以相對簡單的技術(shù)方式來驅(qū)動逆變器。如果第一次級全橋整流器的輸入部經(jīng)由由第二次級 電容器和至少一個切換元件構(gòu)成的串聯(lián)連接來連接，則尤其有利。利用本發(fā)明的這種變型例，次級部分繞組周期性地短路，從而變壓器的漏電感充當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器扼流圈。第二次級電容器可以被視為“虛擬負(fù)載”，其在次級整流器由于過高的輸出電壓而停止導(dǎo)電時變得有效。這樣，即使次級側(cè)整流器真正地導(dǎo)致電流短缺，電流也仍將流動。因而，以最佳可能方式滿足了 PFC功能。由于第二次級電容器導(dǎo)致形成另一諧振電路，因而在很大程度上能夠避免升壓轉(zhuǎn)換器級中的切換損耗，這是因為通過開關(guān)的電流在其打開之前可以衰減至零。如果第一次級全橋整流器的輸入部經(jīng)由由第二次級電容器和兩個晶體管構(gòu)成的串聯(lián)連接來連接也特別有利，每一個晶體管都具有分別反向并聯(lián)連接的內(nèi)部或外部二極管，其中，晶體管的正向偏壓方向彼此相對。利用本發(fā)明的這種變型例，前述實施方式的切換元件通過兩個晶體管來形成，每一個晶體管都具有反向并聯(lián)切換的內(nèi)部或外部二極管。由此，可以在高頻下實現(xiàn)切換。對最后兩個提到的變型例來說，如果設(shè)置有第二控制變壓器以分別驅(qū)動切換元件/晶體管是有利的。通過在考慮極性的情況下將控制變壓器的次級側(cè)線圈連接至晶體管的控制輸入部，可以以相對簡單的技術(shù)方式來實現(xiàn)對它們的驅(qū)動(如上述針對逆變器進行說明的)。如果根據(jù)本發(fā)明的電壓轉(zhuǎn)換器包括適于在第一和/或第二整流器無效時將切換元件/晶體管至少間或地驅(qū)動成導(dǎo)通狀態(tài)的控制器，則尤其有利，。如所提到的，當(dāng)次級部分繞組短路時，變壓器的漏電感充當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器扼流圈。有利的是，控制器監(jiān)測出現(xiàn)的可操作狀態(tài)，其中，次級側(cè)整流器或多個整流器因過高的輸出電壓而停止導(dǎo)通。如果針對這種狀態(tài)的先決條件存在(例如，過低的輸入電壓)，則將切換元件/晶體管驅(qū)動成導(dǎo)通狀態(tài)，允許電流仍然通過次級側(cè)繞組。有利的是，在時間上利用初級側(cè)逆變器驅(qū)動切換元件/晶體管。為了檢測所述可操作狀態(tài)的可能發(fā)生，可以測量流過第一和/或第二次級整流器的電流。然而，還可行的是，測量輸入和輸出電壓，并且在輸入和輸出電壓達(dá)到臨界值時將切換元件/晶體管驅(qū)動成導(dǎo)通狀態(tài)。于是，在對于次級繞組的串聯(lián)連接與并聯(lián)連接之間不存在轉(zhuǎn)換的切換變型例來說，Ue < uA/u為真，或者對于次級繞組的串聯(lián)連接與并聯(lián)連接之間存在轉(zhuǎn)換的切換變型例來說，Ue < Ua/2u為真時，切換元件或晶體管被驅(qū)動成導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，Ue是輸入電壓，Ua是輸出電壓，而 是變壓器的變壓比。如果自耦變壓器的中心抽頭(tap)連接至第一初級整流器的輸出部，并且其端抽頭可以經(jīng)由切換元件可選地切換至初級部分繞組和第一初級電容器的串聯(lián)連接，或者切換至中間電路的正電位，也特別有利。如果自耦變壓器的端抽頭被切換至初級部分繞組與第一初級電容器的串聯(lián)連接，則通過自耦變壓器向上變換的輸入電壓位于中間電路兩端。然而，如果自耦變壓器的端抽頭被切換至中間電路的正電位，則僅輸入電壓位于中間電路兩端。這樣，即使電源電壓或輸入電壓較低，仍可以有高電源電流或輸入電流流動。如果不存在對增加的功率的需要，則將變壓器繞組切換至中間電路的正電位。接著，并聯(lián)切換的兩個部分繞組充當(dāng)輸入側(cè)濾波扼流圈。有利的是，這種切換變型例不需要另外的半導(dǎo)體器件，這是因為通常與逆變器或MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)中的體二極管一起使用的IGBT (絕緣柵極雙極晶體管)的并聯(lián)二極管代替了半導(dǎo)體器件，其由此用于雙重目的。上述繞組轉(zhuǎn)換并非必須與自耦變壓器的使用相關(guān)聯(lián)。還可行的是，設(shè)置電位隔離變壓器來代替自耦變壓器。這樣，也可以在電源側(cè)或輸入側(cè)與中間電路之間實現(xiàn)電位隔離。在本發(fā)明的又一優(yōu)選實施例中，附加第一初級電容器與第一初級電容器可切換地并聯(lián)連接，附加第一次級電容器與第一次級電容器可切換地并聯(lián)連接，并且附加第二次級電容器與第二次級側(cè)電容器可切換地并聯(lián)連接。這是本發(fā)明的另一變型例，即使電源電壓或輸入電壓較低，該變型例允許高電源電流或輸入電流，而不需要較重且體積龐大的自耦 變壓器。如果所使用的變壓器是漏磁場變壓器，則是有利的。由此，在初級側(cè)與次級側(cè)之間實現(xiàn)了松耦合。漏磁場變壓器的漏電感與其主電感串聯(lián)時有效，并由此大致確定諧振轉(zhuǎn)換器的諧振頻率。最后，如果所使用的變壓器是具有剛性耦合的變壓器，并且與其初級繞組串聯(lián)地設(shè)置附加外部扼流圈和/或與其次級繞組串聯(lián)地設(shè)置附加外部扼流圈，則是有利的?？梢允褂镁哂袆傂择詈系淖儔浩鞔媛┐艌鲎儔浩?。因為其主電感和漏電感比較小，所以有利的是，與變壓器的初級和/或次級繞組串聯(lián)地設(shè)置分離扼流圈，以固定諧振轉(zhuǎn)換器的諧振頻率。上述設(shè)計和進一步實施例可以按隨機方式組合。本說明書以及所附權(quán)利要求書的讀者，參照附圖應(yīng)當(dāng)明白，術(shù)語“連接(connected)”和“連接(connection)”在與電路元件相關(guān)地使用時指對電流流動敏感的電氣連接。下面，參照在附圖的示意圖中指示的實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)說明，其中，圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)電壓轉(zhuǎn)換器；圖2示出了圖I中描述的電壓轉(zhuǎn)換器中突出顯示的電流路徑的部分；圖3示出了圖I中描述的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和輸入電流；圖4示出了電壓轉(zhuǎn)換器的第一變型例；圖5示出了圖4中描述的電壓轉(zhuǎn)換器中突出顯示的電流路徑的部分；圖6示出了圖4中描述的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和輸入電流；圖7示出了電壓轉(zhuǎn)換器的第二變型例；圖8示出了電壓轉(zhuǎn)換器的第三變型例；圖9示出了圖8中描述的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和輸入電流；

圖10示出了針對相對于輸出電壓的極小電源電壓，初級和次級電容器兩端的電壓和通過圖8所示電壓轉(zhuǎn)換器的變壓器的初級電流的隨時間的變化；圖11和圖10 —樣，但具有稍高的電源電壓；圖12和圖10—樣，但具有相對于輸出電壓更高的電源電壓；
圖13示出了電壓轉(zhuǎn)換器的第四變型例，以及圖14示出了圖13中描述的電壓轉(zhuǎn)換器中突出顯示的電流路徑的部分，圖15和圖4 一樣，但具有剛性耦合的變壓器和處于電壓轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)處的分離的扼流圈，圖16和4 一樣，但具有處于電壓轉(zhuǎn)換器的次級側(cè)處的分離的扼流圈；圖17示出了本發(fā)明的具有附加可切換電容器的實施例，圖18和圖7 —樣，但具有連接至晶體管的控制器，圖19和圖8 一樣，但具有連接至控制變壓器的控制器，以及
圖20和圖13 —樣，但具有電位隔離變壓器來代替自耦變壓器。在附圖中，相同和相似部件用相同的標(biāo)號標(biāo)記，并且具有相似功能的部件和特征(只要沒有特別注明)用相同標(biāo)號但不同的下標(biāo)來標(biāo)記。圖I示出了采用諧振轉(zhuǎn)換器Ia的形式的現(xiàn)有技術(shù)電壓轉(zhuǎn)換器，其用于將輸入交流電壓Ue轉(zhuǎn)換成輸出直流電壓Ua,該轉(zhuǎn)換器基于從DE 2716445獲知的諧振轉(zhuǎn)換器。該電路示出了用于整流輸入交流電壓Ue的第一初級全橋整流器GPl (但也可以是中心點整流器)，該整流器向中間電路電容器CZ饋電。連接至第一初級全橋整流器GPl的是全橋逆變器WRl，其輸出部連接至變壓器TRl的每一個初級部分繞組WPl、WP2。第一初級電容器CPl在初級部分繞組WPl之間切換，導(dǎo)致在全橋逆變器WRl的輸出部處的由初級部分繞組WP1、WP2與第一初級電容器CPl構(gòu)成的串聯(lián)連接。反向并聯(lián)地切換至全橋逆變器WRl的是第二初級全橋整流器GP2，其輸入部具有切換至其的第一初級電容器CPl，并且其輸出部連接至全橋逆變器WRl的輸入部。另外，圖I所示電路包括第一次級全橋整流器GS1，其輸入部連接至變壓器TRl的每一個次級部分繞組WS1、WS2，并且在其輸出側(cè)上提供輸出直流電壓UA。最后，在輸出側(cè)上設(shè)置有濾波電容器CA。下面參照圖2對圖I所示諧振轉(zhuǎn)換器Ia的功能進行詳細(xì)說明，圖2示出了圖I所示的諧振轉(zhuǎn)換器Ia的包括電流路徑的部分。這里的和下面的說明總是基于穩(wěn)態(tài)條件。就是說，在周期的開始，以電SUm = Us對第一初級電容器CPl充電，并且電流為零。全橋逆變器WRl的晶體管Tl中的左下側(cè)晶體管和右上側(cè)晶體管接著被激活。基于基爾霍夫第二定律(網(wǎng)格規(guī)則)，兩個初級繞組WPl、WP2處的電壓為Uwpi = Uffp2 = Ucz,以使現(xiàn)在開始流動的電流對第一初級電容器CPl再充電。對應(yīng)電流路徑在圖2中被繪制為粗線。在再充電操作結(jié)束時，第一初級電容器CPl兩端的電壓為Ua，并且其極性翻轉(zhuǎn)。然而，在該時間點，諧振電路中的電流通常繼續(xù)流經(jīng)通過左下方和右上方二極管DP2的虛線所示的電流路徑，直到存儲在變壓器TRl的漏磁場中的能量已經(jīng)傳送至濾波電容器CA為止。這標(biāo)志著半個周期的結(jié)束。通過從全橋逆變器WRl的晶體管Tl中的左下方/右上方晶體管切換至右下方/左上方晶體管，在反向電流和電壓條件下運行前述過程。這接著完成了整個周期，并且開始新的周期。可以在這些脈沖之間插入隨機持續(xù)時間的暫停。因而，在第一初級電容器CPl處形成了具有幅值％2并且具有由諧振電路確定的頻率/晶體管Tl的切換頻率的交流電壓。應(yīng)注意到，變壓器TRl通常為漏磁場變壓器，以便實現(xiàn)初級側(cè)與次級側(cè)之間的松耦合。漏電感在與所示的主電感WP1、WP1、WS1以及WS2串聯(lián)時有效，并由在很大程度上確定諧振頻率或上述脈沖的持續(xù)時間。第二初級整流器GP2用于限制第一初級電容器CPl的電壓。如果由于過沖，按所示極性的Um升高為超過中間電路電壓Ucz，則第二初級整流器GP2的二極管DP2中的右下二極管和左上二極管開始導(dǎo)電，從而將理想二極管DP2的電壓Ucpi限制成UCP1=UCZ。對于反向極性的Ucpi來說，對應(yīng)地，第二初級整流器GP2的二極管DP2中的左下二極管和右上二極管開始導(dǎo)通，從而也按反向限制電壓Um (還參見圖2中如虛線所示的電流路徑)。這具有的效果是存儲在第一初級電容器CPl中的能量E總是完全地由中間電路的電壓UZ的高度確定，并完全地隨著每一 個脈沖而傳送至輸出部E = 2.CPl ■ Uiy。這意味著脈沖能量隨著電壓Ucz的平方增加。如果上述周期按頻率f重復(fù)，則所傳送的功率P為P = 4*f-CPhU2czo因而，輸入部處的轉(zhuǎn)換器如同電阻R，其值可以根據(jù)頻率f改變
U1P ZZ ~
R
；) IK =-
A-f-CPl。具體來說，如果輸入電壓為正弦的，則輸入電流也是正弦的。與第一初級電容器CPl兩端的交流電壓相對應(yīng)地，經(jīng)過第一初級電容器CPl并且還經(jīng)過兩個初級部分繞組WP1、WP2形成交流電流，該電流還經(jīng)由變壓器TRl以變壓比t)(在本實施例中，為簡單起見，這被假定成為 = I)傳送至次級部分繞組WS1、WS2。次級部分繞組WS1、WS2兩端的電壓現(xiàn)在由第一次級全橋整流器GSl整流、通過濾波電容器CA濾波，并接著可用作輸出電壓Ua。然而，第一次級整流器GSl只有在次級部分繞組WSl、WS2兩端的電壓高于輸出電壓Ua時才導(dǎo)通。這就是為何在輸出電壓Ua的零交叉周圍形成電流短缺，并且這些電流短缺隨著輸出電壓Ua與輸入電壓Ue成比例地增加而增加，其中，第一變壓器Tl的變壓比 也必須被考慮進來。圖3示出了在整個時間t中關(guān)聯(lián)輸入電壓Ue和輸入電流Ie，其中，半波持續(xù)達(dá)與典型電源頻率f=50Hz相對應(yīng)的IOms的時間。可以看出，對于UE<UAt)時電流短缺開始擴大，并且，如已經(jīng)提到的，其隨著輸出電壓Ua的增加而增加。但隨著電流短缺的增加，輸入電流中的諧波含量也增長，并且因而來自電源的不希望反沖也增加。選擇的變壓器TRl的變壓比 =η2/ηι越大，所示的電流短缺會變小(正如將認(rèn)識到的)。如果變壓比被選擇得大于
TI
rIuA^inax ^rr / jx\
UE{eff),貝U，電流脈沖會變得非常大，其明顯地增加了功耗。而且，電流脈沖的衰減時間被延長，這降低了最大頻率，并由此降低了最大功率。為了減少這些缺點，圖4中描繪的本發(fā)明的有利變型例示出了，第一次級電容器CSl在次級部分繞組WS1、WS2之間切換，從而在第一次級全橋整流器GSl的輸入部處產(chǎn)生包括次級部分繞組WSl、WS2和第一次級電容器CSl的串聯(lián)連接。另外，第一次級全橋整流器GSl與第二次級全橋整流器GS2并聯(lián)地切換，第一次級電容器CSl切換至第二次級全橋整流器GS2的輸入部，并且第二次級全橋整流器GS2的輸出部與第一次級全橋整流器GSl的輸出部連接。而且，在本發(fā)明的一個特別有利的變型例中，下面的公式應(yīng)用于第一初級電容器CPl與第一次級電容器CSl之間的關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種用于將輸入電壓(Ue)轉(zhuǎn)換成輸出直流電壓(Ua)的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至Ig),該電壓轉(zhuǎn)換器包括 變壓器(TR1)，該變壓器具有至少一個初級繞組(WP1、WP2)和至少兩個次級部分繞組(WSUWS2), 用于根據(jù)所述輸入交流電壓(Ue)在所述初級繞組(WP1、WP2)中生成交流電壓的裝置，其中，所述初級繞組(WP1、WP2)中的所述交流電壓具有比所述輸入交流電壓(Ue)更高的頻率， 其特征在于， 第一次級全橋整流器(GS1)，該第一次級全橋整流器的輸入部連接至所述變壓器(TRl)的每一個次級部分繞組(WS1、WS2)的每一個第一端子，并且該第一次級全橋整流器在輸出側(cè)用于提供所述輸出直流電壓(Ua )， 第一次級電容器(CS1)，該第一次級電容器在所述次級部分繞組(WS1、WS2)的每一個第二端子之間切換，以使由所述次級部分繞組(WS1、WS2)與所述第一次級電容器(CSl)構(gòu)成的串聯(lián)連接被切換至所述第一次級全橋整流器(GSl)的輸入部，以及 第二次級全橋整流器(GS2)，該第二次級全橋整流器與所述第一次級全橋整流器(GSl)并聯(lián)地切換，其中，所述第二次級全橋整流器(GS2)的輸入部具有所述第一次級電容器(CSl)和切換至其的每一個次級部分繞組(WS1、WS2)的所述第二端子，并且其中，所述第二次級全橋整流器的所述輸出部以同極方式連接至所述第一次級全橋整流器(GSl)的所述輸出部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，所述變壓器(TRl)包括兩個初級繞組(WP1、WP2)，并且其特征在于，所述用于在所述初級繞組(WP1、WP2)中生成交流電壓的裝置由以下部件形成 用于整流所述輸入交流電壓(Ue)的第一初級全橋整流器(GPl)或中心點整流器， 關(guān)聯(lián)全橋逆變器(WR1)，該關(guān)聯(lián)全橋逆變器的輸出部連接至所述變壓器(TRl)的每一個初級部分繞組(WSI、WS2 )， 第一初級電容器(CP1)，該第一初級電容器在所述初級部分繞組(WS1、WS2)之間切換，在所述全橋整流器(WRl)的輸出部處形成由所述初級部分繞組(WS1、WS2)與所述第一初級電容器(CPl)構(gòu)成的串聯(lián)連接，以及 第二初級全橋整流器(GP2)，該第二初級全橋整流器與所述全橋逆變器(WRl)反向并聯(lián)地切換，其中，所述第二初級全橋整流器(GP2)的所述輸入部具有切換至其的所述第一初級電容器(CPl )，并且其中，所述第二初級全橋整流器的所述輸出部連接至所述全橋逆變器(WRl)的所述輸入部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，設(shè)置有第一控制變壓器(TR2)，以驅(qū)動所述全橋逆變器(WR1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任意一項所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，所述第一次級全橋整流器(GSl)的所述輸入部經(jīng)由由第二次級電容器(CS2)和至少一個切換元件構(gòu)成的串聯(lián)連接而連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任意一項所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，所述第一次級全橋整流器(GSl)的所述輸入部經(jīng)由由第二次級電容器(CS2)和兩個晶體管(T2、T3)構(gòu)成的串聯(lián)連接而連接，每一個晶體管都具有反向并聯(lián)切換的內(nèi)部或外部二極管(D5、D6 )，其中，晶體管(Τ2、Τ3 )的正向偏壓方向彼此相對。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，設(shè)置有第二控制變壓器(TR3)，以驅(qū)動所述切換元件或所述晶體管(T2、T3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中的任意一項所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于包括控制器(CTR1、CTR2)，該控制器適于如果所述第一整流器和/或所述第二整流器(GS1、GS2)無效，則將所述切換元件或所述晶體管(T2、T3)至少間或地驅(qū)動成導(dǎo)通狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中的任意一項所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，自耦變壓器(TR4)的中心抽頭連接至所述第一初級整流器(GPl)的所述輸出部，并且該自耦變壓器的端部抽頭可經(jīng)由切換元件可選地被切換至所述初級部分繞組(WP1、WP2)和所述第一初級電容器(CPl)的所述串聯(lián)連接，或者切換至中間電路的正電位。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至7中的任意一項所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，附加第一初級電容器(CP1’)與所述第一初級電容器(CPl)可切換地并聯(lián)連接，附加第一次級電容器(CS1’)與所述第一次級電容器(CSl)可切換地并聯(lián)連接，并且附加第二次級電容器(CS2’ )與所述第二次級電容器(CS2)可切換地并聯(lián)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中的任意一項所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，設(shè)置的所述變壓器(TRl)是漏磁場變壓器。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至9中的任意一項所述的電壓轉(zhuǎn)換器(Ia至lg)，其特征在于，設(shè)置的所述變壓器(TRl)具有剛性耦合、與其初級繞組(WP1、WP2)串聯(lián)的附加外部扼流圈(LI、L2)和/或與其次級繞組(WS1、WS2)串聯(lián)的附加外部扼流圈(L3、L4)。
12.—種電壓轉(zhuǎn)換器,該電壓轉(zhuǎn)換器包括 變壓器，所述變壓器具有至少一個初級側(cè)繞組； AC/AC轉(zhuǎn)換電路，該AC/AC轉(zhuǎn)換電路被連接成將輸入交流電流轉(zhuǎn)換成用于所述至少一個初級側(cè)繞組的更高頻率的輸入交流電流； 所述變壓器具有第一次級側(cè)部分繞組，所述第一次級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部，并且所述第一次級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第二端部； 所述變壓器具有第二次級側(cè)部分繞組，所述第二次級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部，并且所述第一次級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第二端部； 第一次級側(cè)全橋整流器，所述第一次級側(cè)全橋整流器具有連接至所述第一次級側(cè)部分繞組的所述第一端部的第一輸入部，所述第一次級側(cè)全橋整流器具有連接至所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第一端部的第二輸入部，所述第一次級側(cè)全橋整流器具有被設(shè)置成提供輸出直流電壓的相應(yīng)輸出側(cè)； 第一次級側(cè)電容器，所述電容器具有連接至所述第一次級側(cè)部分繞組的所述第二端部的第一側(cè)，所述電容器具有連接至所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第二端部的第二側(cè)； 第二次級側(cè)全橋整流器，所述第二次級側(cè)全橋整流器具有連接至所述第一次級側(cè)部分繞組的所述第二端部并且連接至所述第一次級側(cè)電容器的所述第一側(cè)的第一輸入部，所述第二次級側(cè)全橋整流器具有連接至所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第二端部并且連接至所述第一次級側(cè)電容器的所述第二側(cè)的第二輸入部，所述第一次級側(cè)全橋整流器具有與所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述相應(yīng)輸出側(cè)以同極方式連接的相應(yīng)輸出側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 第二次級側(cè)電容器，所述第二次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第一輸入部的相應(yīng)第一側(cè)，所述第二次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第二輸入部的相應(yīng)第二側(cè)；以及 與所述第二次級側(cè)電容器串聯(lián)連接的開關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 所述開關(guān)是第一晶體管；以及 二極管，該二極管與所述晶體管反向并聯(lián)連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 在所述第二次級側(cè)電容器的所述第二側(cè)處串聯(lián)連接的第二晶體管和與所述第二晶體管反向并聯(lián)連接的第二二極管；以及 所述第一晶體管、所述第二次級側(cè)電容器以及所述第二晶體管的所述串聯(lián)連接使得所述第一晶體管和所述第二晶體管的相應(yīng)正向偏壓方向分別彼此相對。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 控制器，該控制器被構(gòu)造為響應(yīng)于所述第一次級側(cè)全橋整流器和所述第二次級側(cè)全橋整流器中的至少一個中的無效狀態(tài)，來控制所述第一晶體管和所述第二晶體管。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 控制變壓器，該控制變壓器被連接成可控地驅(qū)動所述第一晶體管和所述第二晶體管。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 所述控制變壓器具有次級側(cè)線圈，所述控制變壓器次級側(cè)線圈連接至所述第一晶體管和所述第二晶體管的控制輸入部。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 至少一個扼流圈，該至少一個扼流圈與所述第一次級側(cè)部分繞組或所述第二次級側(cè)部分繞組中的一個串聯(lián)連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 第一補充次級側(cè)電容器，該第一補充次級側(cè)電容器分別在所述第一次級側(cè)部分繞組與所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第二端部之間與所述第一次級側(cè)電容器可切換地并聯(lián)連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 第二次級側(cè)電容器，所述第二次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第一輸入部的相應(yīng)第一側(cè)，所述第二次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第二輸入部的相應(yīng)第二側(cè)； 與所述第二次級側(cè)電容器串聯(lián)連接的開關(guān)；以及 第二補充次級側(cè)電容器，該第二補充次級側(cè)電容器分別在所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第一輸入部與所述第二輸入部之間，與所述第二次級側(cè)電容器可切換地并聯(lián)連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 所述開關(guān)是連接至所述第二次級側(cè)電容器的所述第一側(cè)的第一晶體管； 第二晶體管，該第二晶體管在所述第二次級側(cè)電容器的所述第二側(cè)處串聯(lián)連接；并且 所述第一晶體管、具有所述并聯(lián)第二補充次級側(cè)電容器的所述第二次級側(cè)電容器、以及所述第二晶體管的所述串聯(lián)連接使得所述第一晶體管和所述第二晶體管的相應(yīng)正向偏壓方向分別彼此相對。
23.—種電壓轉(zhuǎn)換器,該電壓轉(zhuǎn)換器包括 變壓器，所述變壓器具有初級側(cè)和次級側(cè)； 第一初級側(cè)整流器，該第一初級側(cè)整流器用于整流輸入交流電流； 初級側(cè)全橋逆變器，所述初級側(cè)全橋逆變器具有經(jīng)由來自所述第一初級側(cè)整流器的整流電流而提供的輸入部，所述初級側(cè)全橋逆變器具有第一輸出部和第二輸出部； 所述變壓器初級側(cè)具有第一初級側(cè)部分繞組，所述第一初級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部和相應(yīng)第二端部； 所述變壓器初級側(cè)具有第二初級側(cè)部分繞組，所述第二初級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部和相應(yīng)第二端部； 所述初級側(cè)全橋逆變器的所述第一輸出部連接至所述第一初級側(cè)部分繞組的所述第一端部，并且所述初級側(cè)全橋逆變器的所述第二輸出部連接至所述第二初級側(cè)部分繞組的所述第一端部； 第二初級側(cè)整流器，所述第二初級側(cè)整流器具有連接至所述初級側(cè)全橋逆變器的輸入部的輸出部，所述第二初級側(cè)整流器具有連接至所述第一初級側(cè)部分繞組的所述第二端部的第一輸入部，所述第二初級側(cè)整流器具有連接至所述第二初級側(cè)部分繞組的所述第二端部的第二輸入部； 第一初級側(cè)電容器，所述第一初級側(cè)電容器的第一側(cè)連接至所述第一初級側(cè)部分繞組的所述第二端部并且連接至所述第二初級側(cè)整流器的所述第一輸入部，所述第一初級側(cè)電容器的第二側(cè)連接至所述第二初級側(cè)部分繞組的所述第二端部并且連接至所述第二初級側(cè)整流器的所述第二輸入部； 所述變壓器具有第一次級側(cè)部分繞組，所述第一次級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部和相應(yīng)第二端部； 所述變壓器具有第二次級側(cè)部分繞組，所述第二次級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部和相應(yīng)第二端部； 第一次級側(cè)全橋整流器，所述第一次級側(cè)全橋整流器具有連接至所述第一次級側(cè)部分繞組的所述第一端部的第一輸入部、具有連接至所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第一端部的第二輸入部以及具有被設(shè)置為提供輸出直流電壓的相應(yīng)輸出側(cè)； 第一次級側(cè)電容器，所述第一次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)部分繞組的所述第二端部的第一側(cè)和連接至所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第二端部的第二側(cè)； 第二次級側(cè)全橋整流器，所述第二次級側(cè)全橋整流器的第一輸入部連接至所述第一次級側(cè)部分繞組的所述第二端部并且連接至所述第一次級側(cè)電容器的所述第一側(cè)，所述第二次級側(cè)全橋整流器的第二輸入部連接至所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第二端部并且連接至所述第一次級側(cè)電容器的所述第二側(cè)，所述第一次級側(cè)全橋整流器的相應(yīng)輸出側(cè)以同極方式連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述相應(yīng)輸出側(cè)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 第一控制變壓器，該第一控制變壓器被連接為可控地驅(qū)動所述初級側(cè)全橋逆變器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括第二次級側(cè)電容器，所述第二次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第一輸入部的相應(yīng)第一側(cè)，所述第二次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第二輸入部的相應(yīng)第二側(cè)； 與所述第二次級側(cè)電容器串聯(lián)連接的開關(guān)，所述開關(guān)包括連接至所述第二次級側(cè)電容器的所述第一側(cè)的第一晶體管； 在所述第二次級側(cè)電容器的所述第二側(cè)處串聯(lián)連接的第二晶體管；以及 第二控制變壓器，該控制變壓器被連接為可控地驅(qū)動所述第一晶體管和所述第二晶體管。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 自耦變壓器，所述自耦變壓器具有中心抽頭，所述中心抽頭連接至所述第一初級側(cè)整流器的輸出部； 所述自耦變壓器具有第一端抽頭和第二端抽頭；和 至少一個自耦變壓器控制開關(guān)，該至少一個自耦變壓器控制開關(guān)被設(shè)置成，將所述第一端抽頭和所述第二端抽頭分別可控地連接至所述第一初級側(cè)部分繞組和所述第二初級側(cè)部分繞組的所述相應(yīng)第一端部。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 電位隔離變壓器，所述電位隔離變壓器具有相應(yīng)初級側(cè)，所述電位隔離變壓器初級側(cè)連接至所述第一初級側(cè)整流器的輸出部； 所述電位隔離變壓器具有相應(yīng)次級側(cè)；和 至少一個電位隔離變壓器控制開關(guān)，該至少一個電位隔離變壓器控制開關(guān)被設(shè)置成，將所述電位隔離變壓器的所述次級側(cè)可控地連接至所述第一初級側(cè)部分繞組和所述第二初級側(cè)部分繞組的所述相應(yīng)第一端部。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 自耦變壓器，所述自耦變壓器具有中心抽頭，所述中心抽頭連接至所述第一初級側(cè)整流器的輸出部； 所述自耦變壓器具有第一端抽頭和第二端抽頭；和 至少一個自耦變壓器控制開關(guān)，該至少一個自耦變壓器控制開關(guān)被設(shè)置成，將所述第一端抽頭和所述第二端抽頭分別可控地連接至所述第一初級側(cè)部分繞組和所述第二初級側(cè)部分繞組的所述相應(yīng)第一端部。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 電位隔離變壓器，所述電位隔離變壓器具有相應(yīng)初級側(cè)，所述電位隔離變壓器初級側(cè)連接至所述第一初級側(cè)整流器的輸出部； 所述電位隔離變壓器具有相應(yīng)次級側(cè)；以及 至少一個電位隔離變壓器控制開關(guān)，該至少一個電位隔離變壓器控制開關(guān)被設(shè)置成，將所述電位隔離變壓器的所述次級側(cè)可控地連接至所述第一初級側(cè)部分繞組和所述第二初級側(cè)部分繞組的所述相應(yīng)第一端部。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 至少一個扼流圈，該至少一個扼流圈與所述第一初級側(cè)部分繞組或所述第二初級側(cè)部分繞組中的一個串聯(lián)連接。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 至少一個附加扼流圈，該至少一個附加扼流圈與所述第一次級側(cè)部分繞組或所述第二次級側(cè)部分繞組中的一個串聯(lián)連接；并且所述變壓器具有剛性耦合。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 所述變壓器是漏磁場變壓器。
33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 第一補充初級側(cè)電容器，該第一補充初級側(cè)電容器分別在所述第一初級側(cè)部分繞組的所述第二端部與所述第二初級側(cè)部分繞組的所述第二端部之間，與所述第一初級側(cè)電容器可切換地并聯(lián)連接。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 第一補充次級側(cè)電容器，該第一補充次級側(cè)電容器分別在所述第一次級側(cè)部分繞組的所述第二端部與所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第二端部之間，與所述第一次級側(cè)電容器可切換地并聯(lián)連接。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器還包括 第二次級側(cè)電容器，所述第二次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第一輸入部的相應(yīng)第一側(cè)，以及具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第二輸入部的相應(yīng)第二側(cè)； 與所述第二次級側(cè)電容器串聯(lián)連接的開關(guān)；以及 第二補充次級側(cè)電容器，該第二補充次級側(cè)電容器分別在所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第一輸入部與所述第二輸入部之間，與所述第二次級側(cè)電容器可切換地并聯(lián)連接。
36.一種電壓轉(zhuǎn)換器,該電壓轉(zhuǎn)換器包括 變壓器，所述變壓器具有初級側(cè)和次級側(cè)； 第一初級側(cè)整流器，該第一初級側(cè)整流器用于整流輸入交流電流； 初級側(cè)全橋逆變器，所述初級側(cè)全橋逆變器具有經(jīng)由來自所述第一初級側(cè)整流器的整流電流而提供的輸入部，所述初級側(cè)全橋逆變器具有第一輸出部和第二輸出部； 所述變壓器初級側(cè)具有第一初級側(cè)部分繞組，所述第一初級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部和相應(yīng)第二端部； 所述變壓器初級側(cè)具有第二初級側(cè)部分繞組，所述第二初級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部和相應(yīng)第二端部； 所述初級側(cè)全橋逆變器的所述第一輸出部連接至所述第一初級側(cè)部分繞組的所述第一端部，并且所述初級側(cè)全橋逆變器的所述第二輸出部連接至所述第二初級側(cè)部分繞組的所述第一端部； 第二初級側(cè)整流器，所述第二初級側(cè)整流器具有連接至所述初級側(cè)全橋逆變器的輸入部的輸出部、具有連接至所述第一初級側(cè)部分繞組的所述第二端部的第一輸入部以及具有連接至所述第二初級側(cè)部分繞組的所述第二端部的第二輸入部； 第一初級側(cè)電容器，所述第一初級側(cè)電容器的第一側(cè)連接至所述第一初級側(cè)部分繞組的所述第二端部并且連接至所述第二初級側(cè)整流器的所述第一輸入部，所述第一初級側(cè)電容器的第二側(cè)連接至所述第二初級側(cè)部分繞組的所述第二端部并且連接至所述第二初級側(cè)整流器的所述第二輸入部； 所述變壓器具有第一次級側(cè)部分繞組，所述第一次級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部和相應(yīng)第二端部； 所述變壓器具有第二次級側(cè)部分繞組，所述第二次級側(cè)部分繞組具有相應(yīng)第一端部和相應(yīng)第二端部； 第一次級側(cè)全橋整流器，所述第一次級側(cè)全橋整流器具有連接至所述第一次級側(cè)部分繞組的所述第一端部的第一輸入部、具有連接至所述第二次級側(cè)部分繞組的所述第一端部的第二輸入部以及具有被設(shè)置成提供輸出直流電壓的相應(yīng)輸出側(cè)； 次級側(cè)電容器，所述次級側(cè)電容器具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第一輸入部的相應(yīng)第一側(cè)，以及具有連接至所述第一次級側(cè)全橋整流器的所述第二輸入部的相應(yīng)第二側(cè)； 與所述第二次級側(cè)電容器串聯(lián)連接的開關(guān)，所述開關(guān)具有第一晶體管； 與所述晶體管反向并聯(lián)連接的二極管； 在所述次級側(cè)電容器的所述第二側(cè)處串聯(lián)連接的第二晶體管和與所述第二晶體管反向并聯(lián)連接的第二二極管；并且， 所述第一晶體管、所述次級側(cè)電容器以及所述第二晶體管的所述串聯(lián)連接使得所述第一晶體管和所述第二晶體管的相應(yīng)正向偏壓方向分別彼此相對。
全文摘要
一種電壓轉(zhuǎn)換器(1a至1g)，特別是一種用于將輸入交流或直流電壓(UE)轉(zhuǎn)換成輸出直流電壓(UA)的諧振轉(zhuǎn)換器。在次級側(cè)，第一次級電容器(CS1)在變壓器(TR1)的次級部分繞組(WS1、WS2)之間切換。而且，在次級側(cè)，設(shè)置有第一次級全橋整流器(GS1)，以提供輸出直流電壓(UA)，其輸入部連接至變壓器(TR1)的每一個次級部分繞組(WS1、WS2)，從而在第一次級全橋整流器(GS1)的輸入部處形成包括次級部分繞組(WS1、WS2)和第一次級電容器(CS1)的串聯(lián)連接。最后，該電壓轉(zhuǎn)換器(1a至1f)包括與第一次級全橋整流器(GS1)并聯(lián)切換的第二次級全橋整流器(GS2)，以提供輸出直流電壓(UA)，其中，第一次級電容器(CS1)被切換至第二次級全橋整流器(GS2)的輸入部。
文檔編號H02M7/217GK102959840SQ201180032382
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者A·克勞澤 申請人:布魯薩電子公司