包括過壓保護(hù)電路的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(1)，該交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備包括連接在第一交流輸入端和第二交流輸入端(Tac1、Tac2)與第一直流輸出端和第二直流輸出端(Tdc1、Tdc2)之間的交流-直流轉(zhuǎn)換器(2)和直流-直流轉(zhuǎn)換器(3)。直流-直流轉(zhuǎn)換器(3)包括限定交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(1)的主側(cè)(P)和副側(cè)(S)之間的邊界的第一電流絕緣屏障(6)。直流-直流轉(zhuǎn)換器(3)包括主側(cè)(P)上的第一開關(guān)(Sdc1)。門脈沖控制器(5)包括被連接至第一開關(guān)(Sdc1)的第一控制端(Gdcp1)。交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(1)進(jìn)一步包括連接在第一直流輸出端(Tdc1)與門脈沖控制器(5)的第一控制端(Gdcp1)之間的第一過壓保護(hù)電路(OVP1)，在此，第一過壓保護(hù)電路(OVP1)被配置為如果直流輸出端(Tdc1、Tdc2)之間的輸出電壓(Vdcout)高于閾值電壓(Vref1)則關(guān)斷第一開關(guān)(Sdc1)。第二電流絕緣屏障(7)任一連接在第一過壓保護(hù)電路(OVP1)與第一控制端(Gdcp1)之間或者在第一控制端(Gdcp1)與第一開關(guān)(Sdc1)之間。
【專利說明】包括過壓保護(hù)電路的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括過壓保護(hù)電路的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]已知在供電系統(tǒng)中使用的幾種類型的轉(zhuǎn)換器，在此存在將交流電力轉(zhuǎn)換成控制的直流電力的需要。交流電力通常從交流電力源(諸如干線)提供。直流電力被提供給諸如遠(yuǎn)程通信設(shè)備、寬頻帶數(shù)據(jù)通信設(shè)備(GSM/UMTS基站等)、軍事裝備、醫(yī)療設(shè)備等的設(shè)備。
[0003]對(duì)于這樣的供電系統(tǒng)有若干要求。首先，效率應(yīng)當(dāng)較高，例如，損失應(yīng)當(dāng)較低。在WO2009/028954和WO 2009/058024中描述的供電系統(tǒng)具有ca96 %的效率，并由Eltek Valere以FlatPack 2HE之名上市和銷售。提供的供電系統(tǒng)作為用于插入機(jī)架的單元。該單元的高度為IU(在機(jī)架中的一個(gè)架子的標(biāo)準(zhǔn)高度，對(duì)應(yīng)為44.5mm)，長度為328mm以及寬度為109mm，使得四個(gè)這樣的單元可以在一個(gè)19"機(jī)架中彼此緊靠設(shè)置。該單元的可以輸送48V直流的2kW或者3kW的電力。
[0004]下一代電源的目標(biāo)是提供實(shí)質(zhì)上與以上供電系統(tǒng)具有相同功率并具有相對(duì)較高效率的較小的單元。更具體地說，新的單元應(yīng)當(dāng)具有IU的高度。長度應(yīng)當(dāng)是220_，使得該單元和機(jī)架可以設(shè)置在30cm的配電柜中。此外，寬度應(yīng)當(dāng)為72_，以便可以在19"機(jī)架中彼此緊靠設(shè)置6個(gè)這樣的單元。該單元應(yīng)能夠提供48V直流的2-3000W的電力。因此，部件的有效體積減少大約55%。
[0005]下一代供電系統(tǒng)的另一個(gè)重要目標(biāo)是減少成本。縮小的尺寸是成本降低的一個(gè)途徑。另一個(gè)成本降低的途徑是使用便宜的電子組件(諸如，處理器單元等)。然而，這樣的電子組件較為簡單，并且因此必須靈活使用該電子組件。一種達(dá)到該目標(biāo)的方法是減少控制供電系統(tǒng)需要的計(jì)算數(shù)量。
[0006]該供電系統(tǒng)包括用于將空氣吹過該單元的風(fēng)扇。該風(fēng)扇通常位于單元的正面并且通過單元后側(cè)將空氣吹出。該單元增加的功率密度(每體積單位的功率)使得難以滿足足夠的氣流通過單元。
[0007]在一些應(yīng)用中，供電單元具有安全完整性水平(SIL)的要求。安全完整性水平被定義為由安全功能提供的風(fēng)險(xiǎn)降低的相對(duì)水平，或者指定風(fēng)險(xiǎn)降低的目標(biāo)水平。國際電氣標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議(IEC)標(biāo)準(zhǔn)IEC EN 61508使用分組為兩大類的要求來定義SIL:硬件安全完整性和系統(tǒng)的安全完整性。設(shè)備或者系統(tǒng)必須滿足兩個(gè)分類的需要以實(shí)現(xiàn)給定的SIL。
[0008]此應(yīng)用的一個(gè)示例是用于油汽工業(yè)的設(shè)備，在此，該設(shè)備需要24V直流輸入，并且在30V直流以上的電壓時(shí)此設(shè)備的功能不能被保證，或者某些SIL水平不能在此電壓下被保證。于是，本發(fā)明的目標(biāo)是提供具有顯著地降低提供30V直流以上的電壓的風(fēng)險(xiǎn)的供電單元，使得該設(shè)備本身的故障風(fēng)險(xiǎn)降低。更具體地說，本發(fā)明的目的是提供一種供應(yīng)30V以上的直流電力的風(fēng)險(xiǎn)被分類為SIL 3的供電單元。當(dāng)然，該設(shè)備可具有不同于30V直流的電壓極限。
[0009]應(yīng)注意，SIL分類經(jīng)常需要相對(duì)復(fù)雜的概率分析計(jì)算。更復(fù)雜的供電單元將具有更加復(fù)雜的計(jì)算。于是，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是簡化供電單元，以便簡化該SIL的計(jì)算。同樣提供該供電單元狀態(tài)的標(biāo)識(shí)以及SIL狀態(tài)的標(biāo)識(shí)是本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明涉及交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備包括:
[0011]-交流-直流轉(zhuǎn)換器和直流-直流轉(zhuǎn)換器，連接在第一交流輸入端和第二交流輸入端與第一直流輸出端和第二直流輸出端之間，在此該直流-直流轉(zhuǎn)換器包括限定該交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備的主側(cè)和副側(cè)之間的邊界的第一電流絕緣屏障，并且在此，該直流-直流轉(zhuǎn)換器包括在主側(cè)上的第一開關(guān)；
[0012]-門脈沖控制器，包括連接至第一開關(guān)的第一控制端；
[0013]-第二電流絕緣屏障；
[0014]其特征在于，交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備進(jìn)一步包括:
[0015]-第一過壓保護(hù)電路，連接在第一直流輸出端與門脈沖控制器的第一控制端之間；
[0016]在此，第一過壓保護(hù)電路被配置為當(dāng)直流輸出端之間的輸出電壓高于閾值電壓時(shí)關(guān)掉第一開關(guān)；以及
[0017]在此，第二電流絕緣屏障任一連接在第一過壓保護(hù)電路與第一控制端(例如，門脈沖控制器在主側(cè)上)之間或者在第一控制端與第一開關(guān)(例如，門脈沖控制器在副側(cè)上)之間。
[0018]根據(jù)上述內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)便于計(jì)算SIL分類的一種簡單的過壓保護(hù)電路。
[0019]在一個(gè)方面中，交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備進(jìn)一步包括:
[0020]-第二過壓保護(hù)電路，連接在第一直流輸出端與門脈沖控制器的第一控制端之間；
[0021]在此，第二過壓保護(hù)電路被配置為如果直流輸出端之間的輸出電壓高于閾值電壓則關(guān)掉第一開關(guān)；以及
[0022]在此，第二電流絕緣屏障任一連接在第二過壓保護(hù)電路與第一控制端之間或者在第一控制端與第一開關(guān)之間。
[0023]通過增加另一個(gè)過壓保護(hù)電路，增加了冗余和SIL分類。
[0024]在一個(gè)方面中，交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備進(jìn)一步包括:
[0025]-第三過壓保護(hù)電路，連接在第一直流輸出端與門脈沖控制器的第一控制端之間；
[0026]在此，第三過壓保護(hù)電路被配置為如果直流輸出端之間的輸出電壓高于閾值電壓則關(guān)掉第一開關(guān)；以及
[0027]在此，第三電流絕緣屏障任一連接在第三過壓保護(hù)電路和第一控制端之間或者在第一控制端和第一開關(guān)之間。
[0028]通過增加又一個(gè)過壓保護(hù)電路，增加了冗余和SIL分類。
[0029]在一個(gè)方面中，第一過壓保護(hù)電路包括:
[0030]-第一比較器，用于比較直流輸出電壓和閾值電壓；
[0031]-第一OVP開關(guān)，包括接地的第一端，連接至門脈沖控制器的第一控制端的第二端以及連接至第一比較器的輸出端的柵極端，在此，當(dāng)輸出電壓高于閾值電壓時(shí)第一 OVP開關(guān)接通。
[0032]在一個(gè)方面中，第一過壓保護(hù)電路進(jìn)一步包括:
[0033]-第一電阻器器件，連接在第一OVP開關(guān)的第一端和地之間。
[0034]-第二比較器，用于比較第一OVP開關(guān)的第一端的電壓和第二參考電壓。
[0035]-第一LED 二極管，連接至第二比較器的輸出，在此第一 LED 二極管被配置為當(dāng)?shù)谝籓VP開關(guān)接通時(shí)導(dǎo)通。
[0036]在一個(gè)方面中，直流-直流轉(zhuǎn)換器包括在主側(cè)上的第二開關(guān)，并且在此門脈沖控制器包括連接至第二開關(guān)的第二控制端，在此第一過壓保護(hù)電路包括具有接地的第一端的第二 OVP開關(guān)、連接至門脈沖控制器的第二控制端的第二端以及連接至第一比較器的輸出端的柵極端，在此第二 OVP開關(guān)當(dāng)輸出電壓高于閾值電壓時(shí)接通；
[0037]在一個(gè)方面中，第一過壓保護(hù)電路進(jìn)一步包括:
[0038]-第二電阻器器件，連接在第二OVP開關(guān)的第一端和地之間；
[0039]-第三比較器，用于比較第二OVP開關(guān)的第一端的電壓和第二參考電壓；
[0040]-第二LED 二極管，連接至第三比較器的輸出，在此第二 LED 二極管被配置為當(dāng)?shù)诙﨩VP開關(guān)接通時(shí)導(dǎo)通。
[0041]如果使用若干過壓保護(hù)電路，它們應(yīng)當(dāng)彼此等同以簡化SIL水平計(jì)算。因此，以上方面同樣也涉及第二和第三過壓保護(hù)電路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]本發(fā)明的實(shí)施方式現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)地描述，如下:
[0043]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一般交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備；
[0044]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備的一個(gè)示例；
[0045]圖3示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式；
[0046]圖4a示出圖3的過壓保護(hù)電路之一的第一實(shí)施方式；
[0047]圖4b示出圖3的過壓保護(hù)電路之一的第二實(shí)施方式；
[0048]圖4c示出過壓保護(hù)電路之一的第三實(shí)施方式；
[0049]圖4d示出過壓保護(hù)電路之一的第四實(shí)施方式；
[0050]圖5示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式；
[0051]圖6a示出圖5的過壓保護(hù)電路之一的連接。

【具體實(shí)施方式】
[0052]現(xiàn)在參考示出了現(xiàn)有技術(shù)的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的圖1。該現(xiàn)有技術(shù)的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的一個(gè)實(shí)施方式在圖2中示出，并且從W02009/028954中得知。
[0053]交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I包括連接在第一交流輸入端Tacl和第二交流輸入端Tac2與第一直流輸出端Tdcl和第二直流輸出端Tdc2之間的以虛線框2表示的交流-直流轉(zhuǎn)換器，以及以虛線框3表示的直流-直流轉(zhuǎn)換器。如圖2中所示，直流-直流轉(zhuǎn)換器3包括形成圖1的電流絕緣屏障6的變壓器設(shè)備Tdc。電流絕緣屏障6限定交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的主側(cè)P和副側(cè)S之間的邊界。該電流絕緣屏障以下稱為第一電流絕緣屏障6。
[0054]如圖2中所示，直流-直流轉(zhuǎn)換器3包括在主側(cè)P上的兩個(gè)開關(guān)Sdcl、Sdc2。然而，在如下所述的第一實(shí)施方式中，假設(shè)直流-直流轉(zhuǎn)換器僅包括一個(gè)開關(guān)，在下文中表示為第一開關(guān)Sdcl。
[0055]當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)Sdcl被接通時(shí)，允許能量從交流-直流轉(zhuǎn)換器2傳輸?shù)阶儔浩髟O(shè)備Tdc。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)Sdcl被關(guān)斷時(shí)，防止能量從交流-直流轉(zhuǎn)換器2進(jìn)一步流向直流-直流轉(zhuǎn)換器。
[0056]如圖2中所示，直流-直流轉(zhuǎn)換器同樣可以包括在副側(cè)S上的開關(guān)Sr1、Sr2。
[0057]交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I進(jìn)一步包括用于控制主側(cè)P上的第一開關(guān)Sdcl的門脈沖控制器(GPC)5。門脈沖控制器5通常是一種數(shù)字信號(hào)處理器，接收輸入電壓和/或輸出電壓Vdcout的測量信號(hào)、輸入電流和/或輸出電流等的測量信號(hào)。在本實(shí)施方式中，門脈沖控制器5包括連接至第一開關(guān)Sdcl的第一控制端Gdcpl，即連接至第一開關(guān)Sdcl的柵極端。門脈沖控制器5同樣可以被用于控制其它開關(guān)，諸如交流-直流轉(zhuǎn)換器2的開關(guān)，以及直流-直流轉(zhuǎn)換器3的副側(cè)S上的開關(guān)Sr1、Sr2。然而，其同樣能夠提供用于控制其它開關(guān)的單獨(dú)的控制電路。
[0058]在圖1中示出第二電流絕緣屏障7設(shè)置在第一控制端Gdcpl和第一開關(guān)Sdcl之間。這在圖1中必要的，因?yàn)殚T脈沖控制器5設(shè)置在交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的副側(cè)S上。
[0059]現(xiàn)在參考圖3，示出了本發(fā)明的第一實(shí)施方式。
[0060]交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I進(jìn)一步包括連接在第一直流輸出端Tdcl與門脈沖控制器5的控制端Gdcpl之間的第一過壓保護(hù)電路OVPl。第一過壓保護(hù)電路OVPl被配置為如果直流輸出端Tdcl、Tdc2之間的輸出電壓Vdcout高于閾值電壓Vrefl則關(guān)斷第一開關(guān)Sdcl。
[0061]在一個(gè)示例中，交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I被配置為提供24V直流輸出到它的輸出端Tdcl、Tdc2(即，輸出電壓Vdcout的標(biāo)稱值=24V)。連接至輸出端的電氣設(shè)備的功能在超過30V直流的電壓上不能保證，或者某些SIL水平在這樣的電壓上不能保證。因此在過壓保護(hù)電路OVPl中的閾值電壓Vrefl被設(shè)定為30Vdc。因此，當(dāng)交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I故障(由于交流輸入端上的過量電壓，由于交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的控制電路中的錯(cuò)誤等等)，并且提供超過Vrefl = 30V直流的電壓Vdcout時(shí),過壓保護(hù)電路OVPl迫使第一開關(guān)Sdcl關(guān)斷，并且由此保護(hù)電氣設(shè)備，因?yàn)檩敵鲭妷篤dcout將會(huì)由于沒有能量被允許通過第一開關(guān)Sdcl而立即減少。應(yīng)注意，當(dāng)在直流-直流轉(zhuǎn)換器3的主側(cè)P上具有多于一個(gè)的開關(guān)，所有的這些開關(guān)均由過壓保護(hù)電路OVPl關(guān)斷。
[0062]在圖3的實(shí)施方式中，與圖1的實(shí)施方式相似，第二電流絕緣屏障7連接在第一控制端Gdcpl與第一開關(guān)Sdcl之間。
[0063]為了實(shí)現(xiàn)較高SIL水平，可以增加過壓保護(hù)電路的數(shù)量。在圖3中示出了第二過壓保護(hù)電路0VP2和第三過壓保護(hù)電路0VP3。
[0064]第二過壓保護(hù)電路0VP2連接至第一直流輸出端Tdcl與門脈沖控制器5的第一控制端Gdcpl之間。如同第一過壓保護(hù)電路0VP1，第二過壓保護(hù)電路0VP2被配置為當(dāng)輸出端Tdcl、Tdc2之間的輸出電壓Vdcout高于閾值電壓Vrefl時(shí)，關(guān)掉第一開關(guān)Sdcl。在圖3的實(shí)施方式中，第二電流絕緣屏障7連接在第一控制端Gdcpl與第一開關(guān)Sdcl之間。
[0065]第三過壓保護(hù)電路0VP3連接在第一直流輸出端Tdcl與門脈沖控制器5的第一控制端Gdcpl之間。如同第一和第二過壓保護(hù)電路OVPl和0VP2，第三過壓保護(hù)電路0VP3被配置為如果輸出端Tdcl、Tdc2之間的輸出電壓Vdcout高于閾值電壓Vrefl則關(guān)掉第一開關(guān)Sdcl。在圖3的實(shí)施方式中,第三電流絕緣屏障7連接在第一控制端Gdcpl與第一開關(guān)Sdcl之間。
[0066]因此，在圖3中示出了有并聯(lián)的三個(gè)過壓保護(hù)電路0VP1、0VP2、0VP3。其中一個(gè)過壓保護(hù)電路工作就足夠關(guān)斷第一開關(guān)Sdcl，由此越過另外的過壓保護(hù)電路和門脈沖控制器5，以迫使電壓降到閾值電壓Vrefl以下。
[0067]過壓保護(hù)電路OVPl、0VP2以及0VP3應(yīng)當(dāng)是快速響應(yīng)電路，以減少輸出電壓Vdcout高于閾值電壓Vrefl的時(shí)間段。此外，過壓保護(hù)電路應(yīng)當(dāng)在輸出電壓Vdcout低于閾值電壓Vrefl時(shí)被解除，由此再次通過門脈沖控制器5控制。
[0068]現(xiàn)在參考圖4a，示出了在圖3中使用的第一過壓保護(hù)電路OVPl的第一實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，第一過壓保護(hù)電路OVPl與第二過壓保護(hù)電路0VP2以及第三過壓保護(hù)0VP3 一致。
[0069]第一過壓保護(hù)電路OVPl包括用于比較直流輸出電壓Vdcout和閾值電壓的第一比較器。此外，其包括第一 OVP開關(guān)，該開關(guān)包括接地的第一端、連接至門脈沖控制器的第一控制端Gdcpl的第二端以及連接至第一比較器的輸出端的柵極端。在正常操作中，圖4a中的第一 OVP開關(guān)的狀態(tài)為關(guān)斷。然而，第一 OVP開關(guān)在輸出電壓Vdcout高于閾值電壓時(shí)接通。
[0070]圖4b中示出了在圖3中使用的第一過壓保護(hù)電路OVPl的第二實(shí)施方式。在此，第一過壓保護(hù)電路OVPl進(jìn)一步包括連接在第一 OVP開關(guān)SOVPl的第一端和地之間的第一電阻器器件R1。此外，其包括用于比較第一 OVP開關(guān)SOVPl的第一端的電壓和第二參考電壓Vref2的第二比較器Comp2。其同樣包括連接至第二比較器Comp2的輸出的第一 LED 二極管LEDl，在此第一 LED 二極管LEDl被配置為當(dāng)?shù)谝?OVP開關(guān)SOVPl接通時(shí)導(dǎo)通。
[0071]第一 LED 二極管LEDl在交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的外部可見并且被用于診斷目的，即檢查過壓保護(hù)電路OVPl是否正常工作。為了執(zhí)行診斷，交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I被連接至100 - 240V交流輸入電壓和28V直流輸出電壓。此時(shí)二極管不應(yīng)當(dāng)發(fā)光。然后輸出電壓被調(diào)整為30V直流?，F(xiàn)在該二極管應(yīng)當(dāng)發(fā)光。如果是這種情況，該過壓保護(hù)電路正常工作。
[0072]圖4c中示出了在圖3中使用的第一過壓保護(hù)電路的第三實(shí)施方式。在此，直流-直流轉(zhuǎn)換器包括在主側(cè)上的第二開關(guān)Sdc2。因此，門脈沖控制器包括第二控制端Gdcp2(未在圖3中示出，但在圖4c中示出)連接至第二開關(guān)Sdc2，即連接至第二開關(guān)Sdc2的柵極端。第一過壓保護(hù)電路與圖4a中示出的第一過壓保護(hù)電路OVPl相似。然而，此外其包括第二 OVP開關(guān)S0VP2，該開關(guān)包括接地的第一端、連接至門脈沖控制器的第二控制端Gdcp2的第二端以及連接至第一比較器Compl的輸出端的柵極端。在正常操作中，在圖4c中的第二 OVP開關(guān)S0VP2的狀態(tài)是關(guān)斷的。然而，第二 OVP開關(guān)S0VP2會(huì)在輸出電壓(Vdcout)高于第一閾值電壓Vrefl時(shí)接通。
[0073]圖4d中示出了在圖3中使用的第一過壓保護(hù)電路的第四實(shí)施方式。同樣在此，直流-直流轉(zhuǎn)換器包括在主側(cè)上的第二開關(guān)Sdc2。在此的第一過壓保護(hù)電路OVPl是圖4b和圖4c中示出的過壓保護(hù)電路的組合。因此，第一過壓保護(hù)電路OVPl包括來自圖4b的第一開關(guān)S0VP1、第一電阻器器件R1、第二比較器Comp2以及第一 LED 二極管LED1，并且第一過壓保護(hù)電路OVPl包括來自圖4c的第二開關(guān)S0VP2。
[0074]此外，過壓保護(hù)電路OVPl包括連接在第二 OVP開關(guān)S0VP2的第一端與地之間的第二電阻器器件R2。此外，其包括用于比較第二 OVP開關(guān)S0VP2的第一端的電壓和第二參考電壓Vref2的第三比較器Comp3。其同樣包括連接至第三比較器Comp3的輸出的第二 LED二極管LED2，在此第二 LED 二極管LED2被配置為在第二 OVP開關(guān)S0VP2接通時(shí)導(dǎo)通。
[0075]第一和第二 LED 二極管LEDl、LED2從交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的外部可見，并且通過使用與上述相同的方法被用于診斷目的。此時(shí)，如果過壓保護(hù)電路OVPl正常工作，第二LED 二極管應(yīng)當(dāng)如同第一 LED 二極管一樣運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0076]在具有三個(gè)過壓保護(hù)電路和兩個(gè)主開關(guān)Sdcl、Sdc2實(shí)施方式中，將有六個(gè)LED 二極管用于診斷目的。
[0077]在圖5中示出了交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的第二實(shí)施方式。在圖3中所示的第一實(shí)施方式和在圖5中所示的第二實(shí)施方式之間的差異在圖3中示出，門脈沖控制器設(shè)置在轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的副側(cè)S上，并且在圖5中，門脈沖控制器設(shè)置在轉(zhuǎn)換器設(shè)備I的主側(cè)P上。因此，在圖5中，第二電流絕緣屏障7連接在第一過壓保護(hù)電路OVPl和第一控制端Gdcpl之間。
[0078]同樣在圖5中示出，轉(zhuǎn)換器設(shè)備I可以包括額外的第二過壓保護(hù)電路和第三過壓保護(hù)電路。同樣在此，電流絕緣屏障7連接在各第二過壓保護(hù)電路0VP2或者第三過壓保護(hù)電路0VP3與控制端Gdcp之間。
[0079]應(yīng)注意，在附圖中，通過對(duì)于全部三個(gè)過壓保護(hù)電路OVPl、0VP2、0VP3相同的虛線框表示電流絕緣屏障7。物理地，對(duì)于每一個(gè)過壓保護(hù)電路有一個(gè)單獨(dú)的電流絕緣屏障。例如該電流絕緣屏障7可以實(shí)現(xiàn)為用于每個(gè)過壓保護(hù)電路的一個(gè)光耦合器。
[0080]現(xiàn)在參考圖6。如同圖5中的情況，圖6對(duì)應(yīng)圖4a的差異在于電流絕緣屏障設(shè)置在第一 OVP開關(guān)SOVPl的第二端和第一控制端Gdcpl之間。圖4b、4c以及4d中的實(shí)施方式可以利用圖6中所示的電流絕緣屏障，同樣被用于圖5中的實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(I)包括: -交流-直流轉(zhuǎn)換器(2)和直流-直流轉(zhuǎn)換器(3)，連接在第一交流輸入端和第二交流輸入端(Tael、Tac2)與第一直流輸出端和第二直流輸出端(Tdc1、Tdc2)之間，其中，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器(3)包括限定所述交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(I)的主側(cè)(P)和副側(cè)(S)之間的邊界的第一電流絕緣屏障￠)，并且其中，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器(3)包括在所述主側(cè)(P)上的第一開關(guān)(Sdcl)； -門脈沖控制器(5)，包括連接至所述第一開關(guān)(Sdcl)的第一控制端(Gdcpl)； -第二電流絕緣屏障(7)； 其特征在于，所述交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(I)進(jìn)一步包括: -第一過壓保護(hù)電路(OVPl)，連接在所述第一直流輸出端(Tdcl)與所述門脈沖控制器(5)的所述第一控制端(Gdcpl)之間； 其中，所述第一過壓保護(hù)電路(OVPl)被配置為如果所述直流輸出端(Tdcl、Tdc2)之間的輸出電壓(Vdcout)高于閾值電壓(Vrefl)則關(guān)斷所述第一開關(guān)(Sdcl);以及 其中，所述第二電流絕緣屏障(7)連接在所述第一過壓保護(hù)電路(OVPl)與所述第一控制端(Gdcpl)之間或者在所述第一控制端(Gdcpl)與所述第一開關(guān)(Sdcl)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(I)，其中，所述交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(I)進(jìn)一步包括: -第二過壓保護(hù)電路(0VP2)，連接在所述第一直流輸出端(Tdcl)與所述門脈沖控制器(5)的所述第一控制端(Gdcpl)之間； 其中，所述第二過壓保護(hù)電路(0VP2)被配置為如果所述直流輸出端(Tdcl、Tdc2)之間的所述輸出電壓(Vdcout)高于閾值電壓(Vrefl)則關(guān)斷所述第一開關(guān)(Sdcl);以及其中，所述第二電流絕緣屏障(7)連接在所述第二過壓保護(hù)電路(0VP2)與所述第一控制端(Gdcpl)之間或者在所述第一控制端(Gdcpl)與所述第一開關(guān)(Sdcl)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(I)，其中，所述交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(I)進(jìn)一步包括: -第三過壓保護(hù)電路(0VP3)，連接在所述第一直流輸出端(Tdcl)與所述門脈沖控制器(5)的所述第一控制端(Gdcpl)之間； 其中，所述第三過壓保護(hù)電路(0VP3)被配置為如果所述直流輸出端(Tdcl、Tdc2)之間的所述輸出電壓(Vdcout)高于閾值電壓(Vrefl)則關(guān)斷所述第一開關(guān)(Sdcl);以及 其中，所述第三電流絕緣屏障(7)連接在所述第三過壓保護(hù)電路(0VP3)與所述第一控制端(Gdcpl)之間或者在所述第一控制端(Gdcpl)與所述第一開關(guān)(Sdcl)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(I)，其中，所述第一過壓保護(hù)電路(OVPl)包括: -第一比較器(Compl)，用于比較所述直流輸出電壓(Vdcout)和所述閾值電壓(Vrefl)； -第一 OVP開關(guān)(SOTP1)，包括接地的第一端、連接至所述門脈沖控制器(5)的所述第一控制端(Gdcpl)的第二端以及連接至所述第一比較器(Compl)的輸出端的柵極端，其中，當(dāng)所述輸出電壓(Vdcout)高于所述閾值電壓(Vrefl)時(shí)接通所述第一 OVP開關(guān)(SotpI)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(1)，其中，所述第一過壓保護(hù)電路(OVPl)進(jìn)一步包括: -第一電阻器器件(Rl)，連接在所述第一 OVP開關(guān)(StjvpI)的第一端和地之間； -第二比較器(Comp2)，用于比較所述第一 OVP開關(guān)(SotpI)的第一端的電壓和第二參考電壓(Vref2)； -第一 LED 二極管(LEDl)，連接至所述第二比較器(Comp2)的輸出，其中，所述第一 LED二極管(LEDl)被配置為當(dāng)所述第一 OVP開關(guān)(SotpI)接通時(shí)導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(1)，其中，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器(3)包括在所述主側(cè)(P)上的第二開關(guān)(Sdc2)，并且其中，所述門脈沖控制器(5)包括連接至所述第二開關(guān)(Sdc2)的第二控制端(Gdcp2)，其中，所述第一過壓保護(hù)電路(OVPl)包括第二 OVP開關(guān)(S-2)，所述第二 OVP開關(guān)包括接地的第一端、連接至所述門脈沖控制器(5)的所述第二控制端(Gdcp2)的第二端以及連接至所述第一比較器(Compl)的輸出端的柵極端，其中，所述第二 OVP開關(guān)(Sotp2)當(dāng)所述輸出電壓(Vdcout)高于所述閾值電壓(Vrefl)時(shí)接通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交流-直流轉(zhuǎn)換器設(shè)備(1)，其中，所述第一過壓保護(hù)電路(OVPl)進(jìn)一步包括: -第二電阻器器件(R2)，連接在所述第二 OVP開關(guān)(S-2)的第一端和地之間； -第三比較器(Comp3)，用于比較所述第二 OVP開關(guān)(Sotp2)的第一端的電壓和第二參考電壓(Vref2)； -第二 LED 二極管(LED2)，連接至所述第三比較器(Comp3)的輸出，其中，所述第二 LED二極管(LED2)被配置為當(dāng)所述第二 OVP開關(guān)(Sotp2)接通時(shí)導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】H02M7/12GK104254969SQ201380019611
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月12日
【發(fā)明者】埃里克·米勒, 托馬斯·奧爾森, 揚(yáng)·托雷·布拉斯塔德 申請人:易達(dá)有限公司