本發(fā)明涉及一種開關(guān)電網(wǎng)部件（Schaltnetzteil）和一種用于調(diào)節(jié)該開關(guān)電網(wǎng)部件的方法，所述開關(guān)電網(wǎng)部件包括至少兩個(gè)并聯(lián)的LLC諧振轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

因而，名稱LLC諧振轉(zhuǎn)換器提到（ruehren）：兩個(gè)電感和一個(gè)電容形成諧振回路。具體的是變壓器的磁化電感和分散電感（漏電感）以及諧振電容器的電容。在此，通過變壓器的特定結(jié)構(gòu)有針對性地利用在其它情況下是不符合期望的寄生效應(yīng)。有時(shí)，如果變壓器的漏電感不足，那么進(jìn)行自身的諧振線圈的布置。因此，在LLC諧振轉(zhuǎn)換器的情況下得到高的效率和小的結(jié)構(gòu)形狀。

利用開關(guān)頻率來操控LLC諧振轉(zhuǎn)換器，所述開關(guān)頻率確定變換比并且因此確定輸出電壓。因此，開關(guān)頻率的變化導(dǎo)致被改變的變換比。因此，輸出電壓能夠被規(guī)定與輸入電壓成比例。因此，這種轉(zhuǎn)換器常被理解為與頻率有關(guān)的電壓源。

如果需要具有高的輸出功率的開關(guān)電網(wǎng)部件，那么構(gòu)件設(shè)計(jì)變得越來越困難。尤其是，功率構(gòu)件于是必須適合于高的電壓或電流。常常較為有益的是：將多個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器而不是一個(gè)具有特定的功率構(gòu)件的轉(zhuǎn)換器與標(biāo)準(zhǔn)組件并聯(lián)。于是，要傳輸?shù)墓β时粍澐值礁鱾€(gè)轉(zhuǎn)換器上。但是，該解決方案也帶來了問題。

當(dāng)在輸入側(cè)和輸出側(cè)并聯(lián)的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的情況下，即功率不是自動地均勻地被劃分，而是根據(jù)各個(gè)轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)的變換比來劃分。具有較高的變換比的LLC諧振轉(zhuǎn)換器傳輸輸出功率的較大的份額。在此，得到的輸出電壓對應(yīng)于各個(gè)轉(zhuǎn)換器輸出電壓的平均值。

尤其是要考慮相應(yīng)的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的頻率特性、即變換比與開關(guān)頻率的相關(guān)性。該相關(guān)性從諧振構(gòu)件的特性中得到。因此，構(gòu)件容差造成在并聯(lián)的諧振轉(zhuǎn)換器之間的差異。

如果LLC諧振轉(zhuǎn)換器并聯(lián)并且用相同的開關(guān)頻率來操控，那么構(gòu)件容差的發(fā)散（Streuung）確定所傳輸?shù)墓β实膭澐?。利用對容差的窄小的?guī)定，可能的是：限制轉(zhuǎn)換器的最大功率差異。然而，這種措施與相對應(yīng)的花費(fèi)（例如較高的構(gòu)件成本）相關(guān)聯(lián)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所基于的任務(wù)在于：針對在開頭所提到的類型的開關(guān)電網(wǎng)部件和調(diào)節(jié)方法說明一種相對于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)方案。

按照本發(fā)明，該任務(wù)通過一種按照權(quán)利要求1所述的開關(guān)電網(wǎng)部件和一種按照權(quán)利要求13所述的方法來解決。擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中被找到。

在此，每個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器都包括測量電路，所述測量電路產(chǎn)生與所分配的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的被傳輸?shù)碾娏鞒杀壤臏y量信號，其中每個(gè)測量信號都被輸送給負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，而且其中借助于該負(fù)載調(diào)節(jié)裝置以所述測量信號彼此近似的方式來改變LLC諧振轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)頻率。因此，由相應(yīng)的LLC諧振轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)碾娏鞣蓊~持續(xù)地被檢測并且通過開關(guān)頻率變化如下地被影響：所述電流份額彼此均衡。例如，如果LLC諧振轉(zhuǎn)換器傳輸較小的電流，那么該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與其它的轉(zhuǎn)換器成相比被提高。這通過變換比借助于開關(guān)頻率變化的適配來發(fā)生。具體地，LLC諧振轉(zhuǎn)換器的輸出電壓隨著過小的電流份額而被提高，和/或另一轉(zhuǎn)換器的輸出電壓被降低。因此，在考慮相應(yīng)的輸入或輸出電壓的情況下，通過使電流份額均衡來進(jìn)行所傳輸?shù)墓β史蓊~的均衡。

本發(fā)明的重要的優(yōu)點(diǎn)在于：在多個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電流或功率劃分。這完全與各個(gè)諧振構(gòu)件的構(gòu)件容差無關(guān)地來進(jìn)行。

因此，每個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器都傳輸恰好相同大的電流或功率份額，由此在構(gòu)件設(shè)計(jì)中不必設(shè)置不必要的預(yù)留（Reserve）。對于開關(guān)電網(wǎng)部件來說，該優(yōu)點(diǎn)意味著盡可能小的結(jié)構(gòu)尺寸。

此外，所述并聯(lián)的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的各個(gè)構(gòu)件由于均勻的功率劃分而達(dá)到相同的溫度，從中得到所有轉(zhuǎn)換器的被均衡的壽命。

在本發(fā)明的一種簡單的實(shí)現(xiàn)形式中，每個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器都包括半橋電路，所述半橋電路分別施加在所述開關(guān)電網(wǎng)部件的輸入電壓上，其中每個(gè)半橋電路都借助于自身的操控電路來操控。因此，每個(gè)轉(zhuǎn)換器首先都無關(guān)地來操控，由此，給定構(gòu)造相同的單元，所述構(gòu)造相同的單元根據(jù)應(yīng)用情況以相對應(yīng)的件數(shù)被并聯(lián)。

進(jìn)一步地，有利的是，每個(gè)用于預(yù)先給定開關(guān)頻率變化的操控電路都與負(fù)載調(diào)節(jié)裝置連接。因此，提供如下可能性：影響每個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的輸出電壓并且保證功率份額的盡可能好的均衡。

一種擴(kuò)展方案規(guī)定：每個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器都包括具有一個(gè)一次繞組和兩個(gè)二次繞組的變壓器，而且每個(gè)二次繞組都通過輸出整流器與自身的輸出電容器連接。在此，所述輸出電容器并聯(lián)。

在本發(fā)明的第一變型方案中，相應(yīng)的測量電路包括溫度傳感器，所述溫度傳感器被布置在所分配的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的功率構(gòu)件旁邊，使得測量信號與由該功率構(gòu)件放出的熱成比例。借此，如下效應(yīng)被利用：具有增加的電流流動的功率構(gòu)件相應(yīng)地放出更多熱，因?yàn)槌霈F(xiàn)更多的損耗。

在這種情況下有益的是，溫度傳感器被布置在功率開關(guān)旁邊或者被布置在變壓器旁邊或者被布置在所分配的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的輸出整流器旁邊。所述構(gòu)件的損耗隨著電流的增加而增加，由此，相應(yīng)的散熱導(dǎo)致了足夠精確的測量信號。

第二變型方案規(guī)定：相應(yīng)的用于紋波電壓檢測的測量電路與所分配的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的諧振電容器并行地來布置，而且紋波電壓作為相應(yīng)的測量信號被輸送給負(fù)載調(diào)節(jié)裝置。在此，紋波電壓直接與一次電流的峰值成比例。因此，不同的功率劃分導(dǎo)致了在并聯(lián)的轉(zhuǎn)換器的諧振電容器上的不同的紋波電壓。

在此有益的是，測量電路包括電壓轉(zhuǎn)換器或者電荷泵或者用于紋波電壓檢測的微控制器。在使用微控制器的情況下，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬紋波電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。于是在沒有其它的中間步驟的情況下，借助于被設(shè)立在該微控制器中的調(diào)節(jié)算法進(jìn)行進(jìn)一步處理是可能的。

在第三變型方案中規(guī)定：相應(yīng)的測量電路包括用于測量在所分配的半橋電路中的電流的電流測量元件，而且與所測量的電流成比例的電壓作為相應(yīng)的測量信號被輸送給負(fù)載調(diào)節(jié)裝置。在考慮輸入電壓或輸出電壓的情況下，從根據(jù)所測量的電流中得出目前所傳輸?shù)墓β省?/p>

簡單地，電路測量元件是分流電阻，在所述分流電阻處，電壓降作為測量參量被檢測。

替代于此可能有意義的是：相應(yīng)的測量電路包括用于測量所分配的變壓器的輸入電流的電流測量元件，而且與所測量的電流成比例的電壓作為相應(yīng)的測量信號被輸送給負(fù)載調(diào)節(jié)裝置。在考慮輸入電壓或輸出電壓的情況下，也從該電流測量值得出所傳輸?shù)墓β省?/p>

這里，有益地，電流轉(zhuǎn)換器作為電流測量元件投入使用，因?yàn)樯婕氨粶y量的交變電流。

在按照本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)所描述的開關(guān)電網(wǎng)部件的方法中，針對每個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器都檢測如下測量信號，所述測量信號與相應(yīng)的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的被傳輸?shù)碾娏鞒杀壤?，其中由所述測量信號形成調(diào)節(jié)偏差，而且其中從中預(yù)先給定用于LLC諧振轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)開關(guān)頻率的變化參量，以便使所述測量信號彼此近似。

在該方法的一種簡單的實(shí)施方案中，僅僅借助于負(fù)載調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。

如果在兩個(gè)并聯(lián)的LLC諧振轉(zhuǎn)換器的情況下，兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率彼此相反地被改變，那么得到更好的結(jié)果。以這種方式，在出現(xiàn)功率差異時(shí)保證了迅速的調(diào)整（Ausregelung）。

附圖說明

本發(fā)明隨后以示例性的方式參考隨附的圖來解釋。

圖1以示意圖示出了具有溫度傳感器的兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)電路；

圖2以示意圖示出了具有紋波電壓檢測的兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)電路；

圖3以示意圖示出了具有在相應(yīng)的半橋電路中的電流測量裝置的兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)電路；

圖4以示意圖示出了具有在相應(yīng)的變壓器的輸入端上的電流測量裝置的兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)電路。

具體實(shí)施方式

兩個(gè)LLC諧振轉(zhuǎn)換器1、2的并聯(lián)電路施加在共同的輸入電壓3上。電壓源4例如是經(jīng)整流的電網(wǎng)電壓。相應(yīng)的半橋電路由兩個(gè)開關(guān)元件5、6和兩個(gè)諧振電容器7、8組成，而且在輸入側(cè)被連接到輸入電壓3上。在此，輸入電壓3是相對于地電位9。在半橋電路的輸出端上，變壓器11的一次繞組10與諧振電感12串聯(lián)地來布置。諧振電感12可以是自身的線圈或者可以是變壓器11的漏電感。

借助于操控電路13來操控兩個(gè)開關(guān)元件5、6。該操控電路13產(chǎn)生控制脈沖，所述控制脈沖例如借助于操控傳輸器以電流分開的方式被傳輸?shù)街C振轉(zhuǎn)換器5、6的功率部件上。該操控電路13被連接到供電電壓14上并且被連接到地電位9上。

兩個(gè)二次繞組15、16被布置在二次側(cè)，所述兩個(gè)二次繞組15、16通過相應(yīng)的輸出整流器17、18與輸出電容器19連接。

第二LLC諧振轉(zhuǎn)換器2相對應(yīng)地被構(gòu)造，其中所述兩個(gè)轉(zhuǎn)換器1、2的輸出電容器19并聯(lián)。在所述輸出電容器19上施加輸出電壓20，用所述輸出電壓20給負(fù)載21供電。

在本發(fā)明的在圖1中所示出的變型方案中，每個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器1、2都包括具有溫度傳感器24的測量電路22、23，所述溫度傳感器24在空間上被布置在功率器件附近。這可以是半橋電路的開關(guān)元件5、6，變壓器11或者輸出整流器17、18。

借助于溫度傳感器24來檢測的測量值（例如以攝氏度的溫度值）作為測量信號被輸送給共同的負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25。一旦在所述測量信號之間出現(xiàn)差別，那么負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25就將相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號26、27輸出給每個(gè)操控電路13。借助于所述相應(yīng)的調(diào)節(jié)信號26、27，相應(yīng)的開關(guān)頻率以使得所述測量信號重新近似的方式被改變。于是，所述兩個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器1、2以不同的開關(guān)頻率來工作。在此，諧振轉(zhuǎn)換器1、2的相應(yīng)的輸出電壓與相對應(yīng)的開關(guān)頻率有關(guān)，其中得到的輸出電壓對應(yīng)于各個(gè)轉(zhuǎn)換器輸出電壓的平均值。

例如以如下方式來實(shí)現(xiàn)開關(guān)頻率變化：首先給兩個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器1、2預(yù)先給定共同的開關(guān)頻率，所述共同的開關(guān)頻率對應(yīng)于所希望的輸出電壓20。接著，負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25給每個(gè)操控電路13都預(yù)先給定修正值作為相應(yīng)的調(diào)節(jié)參量26、27，利用所述修正值，針對每個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器1、2單獨(dú)地改變所述共同的開關(guān)頻率。

替代于此，負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25被設(shè)立為使得該負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25給每個(gè)操控電路13都預(yù)先給定已經(jīng)被改變的開關(guān)頻率作為調(diào)節(jié)參量26、27。

在一種更簡單的實(shí)現(xiàn)形式中可能充分的是，只給操控電路13預(yù)先給定修正值或被改變的開關(guān)頻率，以便使兩個(gè)被檢測的測量信號彼此近似。

除了測量信號檢測之外，分別在圖2至4中所示出的結(jié)構(gòu)對應(yīng)于在圖1中的那個(gè)結(jié)構(gòu)。

在按照圖2的實(shí)施方案中，紋波電壓、而不是溫度被檢測。對此，在相應(yīng)的諧振轉(zhuǎn)換器1、2處持續(xù)地量取并且分析在諧振電容器8上的電壓。對此，針對每個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器1、2都布置有用于紋波電壓檢測的測量電路28、29，所述測量電路28、29將相對應(yīng)的測量信號提供給共同的負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25。

負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25在兩個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器1、2之間有功率差異時(shí)如上面所描述的那樣工作，以便使所述測量信號彼此近似。

為了檢測紋波電壓，相應(yīng)的測量電路28、29包括或者電壓轉(zhuǎn)換器或者電荷泵。另一變型方案設(shè)置微控制器，所述微控制器以數(shù)字的形式檢測紋波電壓。在此，有益地，該微控制器也被用于實(shí)現(xiàn)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25。

對于每個(gè)諧振轉(zhuǎn)換器1、2來說，在圖3和4中所示出的變型方案都包括具有電流測量元件32、33、34、35的測量電路30、31。電壓作為相應(yīng)的測量值被輸送給負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25，所述電壓與所測量的電流成比例。

在按照圖3的實(shí)施方案中，相應(yīng)的電流測量元件32、33直接被布置在半橋電路中。簡單地，設(shè)置有分流電阻，可測量的電壓在所述分流電阻上降落。

按照圖4的實(shí)施方案規(guī)定對流經(jīng)變壓器11的一次繞組的電流的測量。因?yàn)樵谶@種情況下涉及交變電流，所以電流轉(zhuǎn)換器例如是可采用的。

分別被檢測的電流測量信號重新被輸送給共同的負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25，其中所述共同的負(fù)載調(diào)節(jié)裝置25的工作原理對應(yīng)于上面所描述的情況。