直流電壓變換器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種直流電壓變換器，在該直流電壓變換器中可以借助一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)（TT,TH）、例如晶體管來(lái)循環(huán)地對(duì)有源能量存儲(chǔ)器、例如電感（L1）進(jìn)行充電和放電。本發(fā)明的特征在于，為了避免至少一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)（TT,TH）的電壓過(guò)沖而設(shè)置有RCD組件，其中該RCD組件的電容器（CT,CH）和二極管（DT,DH）相串聯(lián)，并且該RCD組件的電阻（RT,RH,LT,LH）可以借助開(kāi)關(guān)（ST,SH）或者與該二極管（DT,DH）相并聯(lián)或者可以與該二極管（DT,DH）斷開(kāi)，并且其中該RCD組件的二極管（DT,DH）如此來(lái)布置，使得其在該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)（TT,TH）的導(dǎo)通方向上是截止的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】直流電壓變換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流電壓變換器，在該直流電壓變換器中可以借助一個(gè)或多個(gè)諸如晶體管的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)循環(huán)地對(duì)諸如電感的有源能量存儲(chǔ)器充電和放電。
[0002]直流電壓變換器，也稱(chēng)為DC-DC變換器，表示如下一種電路，該電路把在輸入端上所輸入的直流電壓(輸入電壓)變換為具有更高、更低或反轉(zhuǎn)電壓水平的直流電壓(輸出電壓)。借助周期工作的電子開(kāi)關(guān)以及一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行這種變換。用于中間存儲(chǔ)能量的電感(電感性變換器)由線圈或變換器變壓器組成。與此相反，具有電容性存儲(chǔ)的變換器(電容性變換器)被稱(chēng)作電荷泵。
[0003]本發(fā)明優(yōu)選地應(yīng)用于升壓變換器和/或降壓變換器。兩種實(shí)施方式都把諸如存儲(chǔ)扼流圈的電感用作能量的中間存儲(chǔ)器。在升壓變換器的情況下輸出電壓總是大于或等于輸入電壓，而在降壓變換器的情況下輸出電壓總是小于或等于輸入電壓。

【背景技術(shù)】
[0004]因?yàn)榇蠖嘤米靼雽?dǎo)體開(kāi)關(guān)的晶體管(例如IGBT、FET、SIC-FET)的開(kāi)關(guān)速度越來(lái)越大，所以在至直流電壓變換器的引線中的寄生電感在晶體管上導(dǎo)致越來(lái)越大的電壓過(guò)沖。為了降低這種電壓過(guò)沖，需要改變這些電路和/或裝入附加電路。
[0005]現(xiàn)有電路的一種可能的變化在于，增大該晶體管上的柵極電阻。但由此抵消了快速晶體管的優(yōu)點(diǎn)并增加了開(kāi)關(guān)損耗。
[0006]第一附加電路在于晶體管與RC組件、也即電阻R和電容器C的接線。該晶體管的斷開(kāi)損耗從而部分地轉(zhuǎn)移到該RC組件上，但接通損耗和傳導(dǎo)損耗上升，因?yàn)樵揜C組件被快速地放電。
[0007]第二附加電路在于晶體管與RCD組件的接線，其中該RCD組件除了 RC組件之外還包含有二極管D。該二極管能夠降低在該RCD組件的電阻中的損耗。通過(guò)增大該RCD組件的電阻，可以降低由該RCD組件的電容器放電而在開(kāi)關(guān)中產(chǎn)生的損耗。
[0008]從而根據(jù)US 5 986 905 A已知一種反激變換器(英語(yǔ):flyback converter),該反激變換器為了衰減電壓而建議在作為MOSFET或雙極晶體管實(shí)施的開(kāi)關(guān)之后設(shè)置RCD組件。所謂的反激變換器具有作為能量存儲(chǔ)器的、具有空氣間隙的耦合的存儲(chǔ)扼流圈。該存儲(chǔ)扼流圈如同變壓器那樣來(lái)構(gòu)建，但是在用于能量存儲(chǔ)的芯中具有空氣間隙。該RCD組件在US5 986 905 A的圖1中的例子情況下由一個(gè)二極管組成，該二極管與由一個(gè)電容器和一個(gè)電阻組成的并聯(lián)電路相串聯(lián)。US 5 986 905 A中的RCD組件與開(kāi)關(guān)串聯(lián)布置。
[0009]DE 36 16 160 Al涉及一種DC/DC單端直通變換器，并為了衰減電壓過(guò)沖而建議布置晶體管的RC或RCD電路。該晶體管的放電電路由一個(gè)扼流圈與兩個(gè)二極管的串聯(lián)電路以及由一個(gè)電容器組成，其中二極管在導(dǎo)通方向上從該輸入電壓UE的負(fù)極連接到其正極，而該電容器位于這兩個(gè)二極管的連接點(diǎn)與該晶體管集電極之間。
[0010]RCD組件的已知實(shí)施所具有的缺點(diǎn)是，其不能應(yīng)用于不僅用作例如用于電池充電的降壓變換器(降壓器)、還用作例如用于由電池來(lái)支持電網(wǎng)的升壓變換器(升壓器)的設(shè)備中，因?yàn)樵诮祲簳r(shí)該RCD組件在升壓晶體管Th的情況下在降壓晶體管Tt接通時(shí)被充電，并在降壓晶體管Tt中產(chǎn)生非常高的接通損耗，而在升壓時(shí)該RCD組件在該降壓晶體管Tt的情況下在該升壓晶體管Th接通時(shí)被充電，并在該升壓晶體管Th中產(chǎn)生非常高的接通損耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種直流電壓變換器，該直流電壓變換器不僅在作為降壓變換器運(yùn)行時(shí)，而且在作為升壓變換器來(lái)運(yùn)行時(shí)，都保證利用RCD組件對(duì)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、尤其晶體管的電壓過(guò)沖進(jìn)行衰減。
[0012]該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的一種直流電壓變換器而得到解決。本發(fā)明的有利擴(kuò)展在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中加以限定。
[0013]根據(jù)權(quán)利要求1而規(guī)定，為了避免電壓過(guò)沖而為至少一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)設(shè)置RCD組件，其中該RCD組件的電容器和二極管相串聯(lián)，并且該RCD組件的電阻借助開(kāi)關(guān)可以或者與該二極管并聯(lián)，或者與該二極管斷開(kāi)，并且其中該RCD組件的二極管被布置為使得其在該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通方向上是截止的。
[0014]本發(fā)明的電路的作用方式例如可以借助圖1來(lái)加以描述:在降壓晶體管Tt的斷開(kāi)過(guò)程時(shí)，在發(fā)射極上的電壓以非常大的速度(大的dU/dt)下降。電壓增長(zhǎng)速率自該斷開(kāi)過(guò)程的某一時(shí)間點(diǎn)起被降低，因?yàn)榱鬟^(guò)該降壓晶體管Tt的電流或電流的一部分由電容器(^和二極管Dt來(lái)承擔(dān)。該電流在該開(kāi)關(guān)過(guò)程時(shí)就已開(kāi)始流動(dòng)，并在升壓晶體管Th上的電壓已經(jīng)達(dá)到該升壓晶體管Th的空轉(zhuǎn)二極管的正向電壓時(shí)才不流動(dòng)。
[0015]如果該RCD組件的電阻與該二極管相斷開(kāi)，那么該電阻或者可以是無(wú)作用的，或者可以規(guī)定該電阻與該RCD組件的電容器相并聯(lián)。后者是為了給該電容器放電。否則該電阻在與該RCD組件相并聯(lián)的晶體管首次接通時(shí)就被放電。如果該晶體管太快地被接通，那么這可能導(dǎo)致該晶體管和/或該RCD組件的二極管被損壞。
[0016]該RCD組件的二極管必須如此來(lái)布置，使得它在與該晶體管的空轉(zhuǎn)二極管相同的方向上導(dǎo)通。換句話說(shuō)，該二極管與通常的正向是相反的。
[0017]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及的是，該RCD組件與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)或者空轉(zhuǎn)二極管相并聯(lián)，尤其直接連接到該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)或該空轉(zhuǎn)二極管的輸入端和輸出端上。
[0018]在升壓變換器和降壓變換器(升壓器和降壓器)相組合的情況下存在兩個(gè)可操作的(可控制的)開(kāi)關(guān)，其中一個(gè)在輸入端與線圈(降壓器開(kāi)關(guān))之間用于作為降壓變換器(降壓器)的功能，一個(gè)在該降壓開(kāi)關(guān)與線圈的連接點(diǎn)與負(fù)極之間(與線圈和電容器相并聯(lián))用于作為升壓變換器(升壓器)的功能。于是用于對(duì)該降壓變換器(降壓器)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行衰減的RCD組件與該升壓變換器(升壓器)的開(kāi)關(guān)相并聯(lián)地來(lái)布置，于是用于對(duì)該升壓變換器(升壓器)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行衰減的RCD組件與該降壓變換器(降壓器)的開(kāi)關(guān)相并聯(lián)地來(lái)布置。
[0019]在僅作為降壓變換器(降壓器)來(lái)實(shí)施的直流電壓變換器中，該升壓變換器(升壓器)的開(kāi)關(guān)被不可開(kāi)關(guān)的(不受控)的“開(kāi)關(guān)”代替，也即被空轉(zhuǎn)二極管代替。用于對(duì)該升壓變換器(升壓器)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行衰減的RCD組件于是被去掉，用于對(duì)該降壓變換器(降壓器)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行衰減的RCD組件于是與該空轉(zhuǎn)二極管相并聯(lián)地來(lái)布置。這在圖6中示出。
[0020]對(duì)于僅作為升壓變換器(升壓器)來(lái)實(shí)施的直流電壓變換器，也類(lèi)似地動(dòng)作:該降壓變換器(降壓器)的開(kāi)關(guān)被不可開(kāi)關(guān)的(不受控的)“開(kāi)關(guān)”代替，也即被二極管代替。用于對(duì)該降壓變換器(降壓器)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行衰減的RCD組件于是被去掉，用于對(duì)該升壓變換器(升壓器)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行衰減的RCD組件于是與該空轉(zhuǎn)二極管相并聯(lián)地來(lái)布置。
[0021]用于切換電阻的開(kāi)關(guān)可以作為繼電器來(lái)實(shí)施，這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)繼電器的操控可以比對(duì)晶體管的操控更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。另外通過(guò)這種切換還保證了與該晶體管并聯(lián)的RCD組件的電容器在接通之前由該晶體管放電。
[0022]用于接入該電阻的開(kāi)關(guān)可以作為晶體管來(lái)實(shí)施，這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，該開(kāi)關(guān)可以利用該降壓器或升壓器的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)開(kāi)關(guān)，并且該電容器可以被預(yù)充電至確定的值。
[0023]為該RCD組件的電容器設(shè)置有充電電路的實(shí)施變化方案所具有的優(yōu)點(diǎn)是，在該電容器中所存儲(chǔ)的能量不是在該電阻中被抵消，而是再次被反饋。
[0024]在兩個(gè)RCD組件的情況下為了節(jié)省電阻和開(kāi)關(guān)，可以規(guī)定，為兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)分別設(shè)置一個(gè)RCD組件，并且這兩個(gè)RCD組件僅僅具有共同的電阻和共同的開(kāi)關(guān)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行直流電壓變換器的方法，其中該直流電壓變換器具有兩個(gè)可控的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，也即一個(gè)降壓晶體管和一個(gè)升壓晶體管，該方法規(guī)定，對(duì)于作為降壓變換器(降壓器)的運(yùn)行僅僅接通該降壓晶體管，在與該降壓器晶體管Tt相并聯(lián)的RCD組件中的電阻與電容器相并聯(lián)，并且在與該升壓晶體管相并聯(lián)的RCD組件中的電阻與二極管相并聯(lián)或者被斷開(kāi)。
[0026]對(duì)于作為升壓變換器(升壓器)的運(yùn)行而規(guī)定，僅接通該升壓晶體管，在與該升壓晶體管相并聯(lián)的RCD組件中的電阻與該電容器相并聯(lián)，并且在與該降壓晶體管相并聯(lián)的RCD組件中的電阻與該二極管相并聯(lián)或者被斷開(kāi)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明，在下文說(shuō)明中引用了附圖，從中可以獲得本發(fā)明的其他有利的擴(kuò)展、細(xì)節(jié)和改進(jìn)。其中:
圖1示意示出了根據(jù)本發(fā)明的一種直流電壓變換器，其具有繼電器以切換RCD組件中的電阻，
圖2示意示出了根據(jù)本發(fā)明的一種直流電壓變換器，其具有晶體管以切換RCD組件中的電阻，
圖3示出了圖2的一種電路變化方案，
圖4示出了圖3的電路變化方案，其具有用于RCD組件的電容器的電子充電電路，
圖5示出了圖3的電路變化方案，其具有用于RCD組件的電容器的另一電子充電電路實(shí)施方式，
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的作為降壓變換器(降壓器)來(lái)構(gòu)造的一種直流電壓變換器，其具有用于RCD組件的電容器的電子充電電路，該電子充電電路對(duì)應(yīng)于圖5的電子充電電路，圖7示意示出了根據(jù)本發(fā)明的一種直流電壓變換器，其具有兩個(gè)半橋，
圖8示意示出了根據(jù)本發(fā)明的一種直流電壓變換器，其僅具有一個(gè)繼電器和電阻，以切換RCD組件。

【具體實(shí)施方式】
[0028]在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的升壓和降壓變換器。常規(guī)的升壓和降壓變換器在其基本電路中僅僅包含有輸入電容器C1、輸出電容器C2、所謂的降壓晶體管Tt、升壓晶體管TH、以及線圈(電感)U。
[0029]在該降壓晶體管Tt上和該升壓晶體管Th上分別反并聯(lián)了一個(gè)空轉(zhuǎn)二極管。在降壓運(yùn)行中，電流從Tt變換(換向)到與Th反并聯(lián)的空轉(zhuǎn)二極管。在升壓運(yùn)行中，電流從Th變換(換向)到與Tt反并聯(lián)的空轉(zhuǎn)二極管。這些二極管大多集成在IGBT的殼體中，但也可以與IGBT反并聯(lián)布置并具有自己的殼體。
[0030]如果該直流電壓變換器僅作為降壓變換器(降壓器)或者僅作為升壓變換器(升壓器)來(lái)實(shí)施，那么根據(jù)本發(fā)明的RCD組件就不是直接靠近要保護(hù)的晶體管來(lái)布置，而是布置在所謂“空轉(zhuǎn)二極管”的位置:對(duì)該降壓晶體管Tt進(jìn)行保護(hù)的RCD組件由元件——電阻RT、電容器Ct和二極管Dt組成，并與該升壓晶體管Th并聯(lián)，或者與線圈LI和輸出電容器C2組成的串聯(lián)電路相并聯(lián)。在此電容器Ct與二極管Dt相串聯(lián)，該電容器Ct在該升壓晶體管Th的電流流動(dòng)方向上(在此為從上面的正極到下面的負(fù)極)布置在該二極管Dt之前。在電容器Ct和二極管Dt之間連接了電阻RT，該電阻借助在此作為繼電器來(lái)實(shí)施的開(kāi)關(guān)St或者可以與電容器Ct相并聯(lián)、或者可以與二極管Dt相并聯(lián)。在另一實(shí)施變化方案中也可以考慮把該電阻Rt完全斷開(kāi)。
[0031]對(duì)該升壓晶體管Th進(jìn)行保護(hù)的RCD組件由元件一電阻Rh、電容器Ch和二極管Dh組成，并與降壓晶體管Tt相并聯(lián)。在此電容器Ch和二極管Dh相串聯(lián)，該電容器Ch在該降壓晶體管Tt的電流流動(dòng)方向上(從發(fā)射極到集電極)布置在該二極管Dh之后。在電容器Ch與二極管Dh之間連接有電阻Rh，該電阻借助在此作為繼電器來(lái)實(shí)施的開(kāi)關(guān)Sh或者可以與該電容器Ch相并聯(lián)，或者可以與該二極管并聯(lián)。在另一實(shí)施變化方案中也可以考慮把該電阻Rh完全斷開(kāi)。
[0032]如果該直流電壓變換器如在圖1中所示作為降壓變換器(降壓器)工作，例如如果應(yīng)該給連接到輸出端上的電池充電，那么該直流電壓變換器就從左到右來(lái)工作。在此僅該降壓晶體管Tt被脈沖控制(接通)，該升壓晶體管Th保持?jǐn)嚅_(kāi)，在與降壓晶體管Tt相并聯(lián)的RCD組件中的電阻Rh與電容器Ch相并聯(lián)，并且在與該升壓晶體管Th相并聯(lián)的RCD組件中的電阻Rt與該二極管Dt相并聯(lián)。這通過(guò)開(kāi)關(guān)SH、St的開(kāi)關(guān)位置“T”來(lái)示出。
[0033]如果圖1的直流電壓變換器應(yīng)該作為升壓變換器(升壓器)工作，那么它就從右向左工作。在此僅該升壓晶體管Th被脈沖控制(接通)，在與該升壓晶體管Th相并聯(lián)的RCD組件中的電阻Rt與該電容器Ct相并聯(lián)，并且在與該降壓晶體管Tt相并聯(lián)的RCD組件中的電阻Rh與該二極管Dh相并聯(lián)。這通過(guò)開(kāi)關(guān)SH、St的開(kāi)關(guān)位置“H”來(lái)示出。
[0034]圖2的實(shí)施方案對(duì)應(yīng)于圖1的實(shí)施方案，其差別是，為開(kāi)關(guān)St和Sh設(shè)置的不是繼電器，而是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)如此來(lái)連接，使得它們可以把電阻Rh或Th或者僅與二極管Dh或Rh相并聯(lián)，或者可以與二極管Dh或Rh完全斷開(kāi)。
[0035]如果圖2的直流電壓變換器作為降壓變換器(降壓器)工作，那么僅該降壓晶體管Tt被脈沖控制(接通)，在與該降壓晶體管Tt相并聯(lián)的RCD組件中的電阻Rh被斷開(kāi)，并且在與該升壓晶體管Th相并聯(lián)的RCD組件中的電阻Rt與二極管Dt相并聯(lián)。如果圖2的直流電壓變換器作為升壓變換器(升壓器)來(lái)工作，那么僅該升壓晶體管Th被脈沖控制(接通)，在與該升壓晶體管Th相并聯(lián)的RCD組件中的電阻Rt被斷開(kāi)，并且在與該降壓晶體管Tt相并聯(lián)的RCD組件中的電阻Rh與二極管Dh相并聯(lián)。
[0036]圖3的實(shí)施方案對(duì)應(yīng)于圖2的實(shí)施方案，其不同之處在于，在圖3中電容器Ch的位置與二極管Dh的位置互換，也即在該降壓晶體管Tt的電流流動(dòng)方向上電容器Ch布置在該二極管Dh之前。但是該電阻Rh同樣也可以利用開(kāi)關(guān)Sh或者與該二極管Dh相并聯(lián)，或者與該二極管Dh完全斷開(kāi)。優(yōu)點(diǎn)是采用無(wú)電勢(shì)供電電壓來(lái)用于Tt和Sh的驅(qū)動(dòng)器，以及采用無(wú)電勢(shì)的第二供電電壓來(lái)用于Th和St的驅(qū)動(dòng)器。也可以采用自舉電路來(lái)給Tt和Sh供電。
[0037]在圖4中示出了 RCD組件的電容器CH、Ct的電子充電電路。從而能夠設(shè)定電容器cH、cT被充電到的電壓。電容器CH、CT被充電到的電壓通過(guò)該充電電路的接通時(shí)長(zhǎng)和接通時(shí)間點(diǎn)來(lái)確定。
[0038]從圖3出發(fā)，電阻Rh和Rt被線圈Lh和Lt代替。另外該線圈Lh的輸出端通過(guò)二極管Dh2引回到直流電壓變換器的輸入端上(在該降壓晶體管Tt之前)。線圈Lt的輸出端通過(guò)二極管Dt2直接引回到該升壓晶體管Th之前。這些二極管在此以截止方向來(lái)裝入——與晶體管Tt和Th的從發(fā)射極到集電極的電流流動(dòng)方向相反。
[0039]在圖5的實(shí)施變化方案中，與圖4不同，線圈Lt的輸出端通過(guò)二極管Dt2引回到該降壓晶體管Tt之前，也即引回到該直流電壓變換器的輸入端上。
[0040]在圖6中示出了根據(jù)本發(fā)明的降壓變換器(降壓器)。從而與圖1-5相比可以去掉該升壓晶體管Th以及分配給該升壓晶體管Th的RCD組件(Rh或Lh、Q^P Dh)。代替該升壓晶體管Th的是空轉(zhuǎn)二極管D3，該空轉(zhuǎn)二極管與該升壓晶體管Th的電流流動(dòng)方向相反地裝入。在該實(shí)施方式中也可以省略該開(kāi)關(guān)ST。
[0041]也可以在該線圈的輸出端(在線圈L1和電容器C2之間)上布置第二“半橋”(Tt2和TH2)，見(jiàn)圖7。從而在兩個(gè)方向上的電流流動(dòng)可以與輸入電壓U1的大小以及與輸出電壓U2的大小無(wú)關(guān)。
[0042]在圖8中在RCD組件中二極管和電容器的位置與圖1相比被互換。從而可以節(jié)省一個(gè)繼電器和一個(gè)RCD電阻。另外還與RCD組件的電容器C1^P Ct相并聯(lián)地布置有高歐姆的電阻Rhe和1^。這保證了電容器C1^P Ct在該RCD組件的斷開(kāi)狀態(tài)下放電。也可以省略這些電阻，使得該升壓晶體管Th和該降壓晶體管Tt能夠在接通時(shí)耗盡該RCD組件的電容器中所存儲(chǔ)的能量。
[0043]原則上用于該RCD組件的電阻的開(kāi)關(guān)在所有所示的實(shí)施變化方案中可以作為機(jī)電開(kāi)關(guān)(繼電器)或者作為電子開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)施。
[0044]附圖標(biāo)記列表
C1輸入電容器
C2輸出電容器
Ch用于晶體管Th的RCD組件的電容器
Ct用于晶體管Tt的RCD組件的電容器
D3用于作為降壓變換器(降壓器)的功能的空轉(zhuǎn)二極管
Dh用于晶體管Th的RCD組件的二極管
Dh2 用于晶體管Th的RCD組件的充電電路的二極管
Dt用于晶體管Tt的RCD組件的充電電路的二極管
Dt2 用于晶體管Tt的RCD組件的充電電路的二極管
H用于作為升壓變換器(升壓器)的功能的開(kāi)關(guān)SH、St的開(kāi)關(guān)位置L1線圈(電感)
Lh用于晶體管Th的RCD組件的線圈
Lt用于晶體管Tt的RCD組件的線圈
R共同的電阻
Rh用于晶體管Th的RCD組件的電阻
RheRCD組件的放電電阻
Rt晶體管Tt的RCD組件的電阻
RteRCD組件的放電電阻
S共同的開(kāi)關(guān)
Sh用于晶體管Th的RCD組件的電阻Rh或線圈Lh的開(kāi)關(guān)
St用于該晶體管Tt的RCD組件的電阻Rt或線圈Lt的開(kāi)關(guān)
T用于作為降壓變換器(降壓器)的功能的開(kāi)關(guān)SH、St的開(kāi)關(guān)位置
Th用作用于作為升壓變換器(升壓器)的功能的開(kāi)關(guān)的晶體管，升壓晶體管
Tt用作用于作為降壓變換器(降壓器)的功能的開(kāi)關(guān)的晶體管，降壓晶體管
U1輸入電壓
U2輸出電壓。
【權(quán)利要求】
1.直流電壓變換器，在該直流電壓變換器中能夠借助一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(ττ，ΤΗ)、例如晶體管來(lái)循環(huán)地對(duì)有源能量存儲(chǔ)器、例如電感(L1)進(jìn)行充電和放電，其特征在于，為了避免至少一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(Ττ，Th)的電壓過(guò)沖而設(shè)置有RCD組件，其中該RCD組件的電容器(CT，Ch)和二極管(Dt，Dh)相串聯(lián)，并且該RCD組件的電阻(R，RT, Rh, Lt, Lh)能夠借助開(kāi)關(guān)(S，ST, Sh)或者與所述二極管(DT，Dh)相并聯(lián)或者能夠與所述二極管(DT，Dh)斷開(kāi)，并且其中該RCD組件的二極管(DT，Dh)被布置為，使得所述二極管在該半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(Tt，Th)的導(dǎo)通方向上是截止的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電壓變換器，其特征在于，如果該RCD組件的電阻(RT, Rh, Lt, Lh)與所述二極管(Dt，Dh)斷開(kāi)，那么所述電阻與該RCD組件的電容器(CT，CH)相并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流電壓變換器，其特征在于，該RCD組件與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(Tt, Th)或空轉(zhuǎn)二極管(D3)相并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的直流電壓變換器，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)(S，ST,Sh)作為繼電器來(lái)實(shí)施。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的直流電壓變換器，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)(S，ST,Sh)作為晶體管來(lái)實(shí)施。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的直流電壓變換器，其特征在于，為該RCD組件的電容器(CT，Ch)設(shè)置充電電路(DT2，Dh2, Lt, Lh )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的直流電壓變換器，其特征在于，給兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(Tt, Th)分別設(shè)置一個(gè)RCD組件，并且這兩個(gè)RCD組件僅具有共同的電阻(R)和共同的開(kāi)關(guān)(S)。
8.用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的直流電壓變換器的方法，其中該直流電壓變換器具有兩個(gè)可控的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、也即一個(gè)降壓晶體管(Tt)和一個(gè)升壓晶體管(TH)，其特征在于，對(duì)于作為降壓變換器(降壓器)的運(yùn)行僅接通該降壓晶體管(Ττ)，在與該降壓晶體管Tt相并聯(lián)的RCD組件中的電阻(Rh)與該電容器(Ch)相并聯(lián)，并且在與該升壓晶體管(Th)相并聯(lián)的RCD組件中的電阻(Rt)與該二極管(Dt)相并聯(lián)或被斷開(kāi)。
9.用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的直流電壓變換器的方法，其中該直流電壓變換器具有兩個(gè)可控的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、也即一個(gè)降壓晶體管(Tt)和一個(gè)升壓晶體管(ΤΗ)，其特征在于，對(duì)于作為升壓變換器(升壓器)的運(yùn)行僅接通該升壓晶體管(Th)，在與該升壓晶體管(Th)相并聯(lián)的RCD組件中的電阻(Rt)與該電容器(Ct)相并聯(lián)，并且在與該降壓晶體管(Tt)相并聯(lián)的RCD組件中的電阻(Rh)與該二極管(Dh)相并聯(lián)或斷開(kāi)。
【文檔編號(hào)】H02M3/158GK104205592SQ201380015208
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月19日
【發(fā)明者】L.格斯納克 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司