[发明专利]直流电压变换器

说明书

背景技术

已知用于高输出电流的直流电压变换器(也称为直流调节器)的不同拓扑结构。经常使用全桥电路，该全桥电路在输出侧具有分开的绕组或电流倍增器-电路(电流倍加器)。

在使用高达850V的中间回路电压的情况下使用优选具有1200V耐压强度的IGBT(栅绝缘双极晶体管),这如上导致对开关频率的明显限制,因此要求相对大的电感部件。

从DE20221373U1已知该电路,其中两个非对称的半桥在变压器的分开的一次绕组上工作。这实现了MOSFET作为开关元件的使用,由此可以大大提高开关频率。具有电流倍增器电路的这个电路在输出侧工作。为了控制二极管的回流效应附加地要求饱和节流阀。

在DE20221373U1中示出的电路的情况下输出端子的反极性导致例如在接通电池的情况下必然导致高电流并且因此导致整流器二极管的损坏。由于电流倍增器电路此外产生变压器的绕组的高电流负荷。

发明内容

本发明的任务在于,提供直流电压变换器以供使用,其实现了MOSFET作为开关元件的使用并且同时确保了安全的反极性保护和/或具有变压器的绕组的更小的电流负荷。

本发明通过如权利要求1所述的直流电压变换器解决了该问题。

直流电压变换器具有第一,尤其是非对称的,半桥电路和第二,尤其是非对称的,半桥电路。

此外设置至少一个,尤其是电分离的,变压器,该变压器具有至少一个一次绕组和至少一个二次绕组。该第一和第二半桥电路构造成,在至少一个一次绕组处产生交流电压。

直流电压变换器的整流器电路包括输出接头,其中输出接头具有第一输出接头极或者第一输出端子和第二输出接头极或者第二输出端子；以及至少一个整流器元件,其中整流器电路构造成,对在至少一个二次绕组呈现的电压整流并且整流地输出到输出接头。

整流器电路具有反极性保护晶体管,其集电极-发射极-路段或其漏极-源极-路段环结（einschleifen）在至少一个整流器元件的接头和输出接头的第一或第二输出接头极之间。

反极性保护晶体管确保安全反极性保护,使得例如输出接头极的反极性在接通电池的情况下不导致整流器元件的损坏。

直流电压变换器可以具有正好一个变压器,其中变压器包括正好两个一次绕组和正好两个二次绕组。

第一半桥电路可以构造成,在第一一次绕组处产生交流电压,并且第二半桥电路可以构造成,在第二一次绕组处产生交流电压。

整流器电路可以具有第一二极管和第二二极管的形式的正好两个整流器元件,其中第一二次绕组的第一接头与第一二极管的阳极电连接并且在第一二极管的阴极和输出接头的第一输出接头极之间环结MOSFET-反极性保护晶体管的漏极-源极-路段和节流阀(以任意的顺序)。

第二二次绕组的第一接头可以与第二二极管的阳极电连接,第一二极管的阴极和第二二极管的阴极可以电连接,并且第一二次绕组的第二接头,第二二次绕组的第二接头和输出接头的第二输出接头极可以电连接。

直流电压变换器可以具有正好两个,例如磁耦合的,变压器,其中两个变压器分别包括正好一次绕组和正好一个二次绕组。第一半桥电路可以构造成,在第一变压器的一次绕组处产生交流电压,并且第二半桥电路可以构造成,第二变压器的一次绕组处产生交流电压。整流器电路可以具有第一二极管和第二二极管形式的第一对整流器元件并且第三二极管和第四二极管形式的第二对整流器元件。第一变压器的二次绕组的第一接头可以与第一二极管的阳极电连接,第二变压器的二次绕组的第一接头可以与第三二极管的阳极电连接,第一到第四二极管的阴极可以电连接并且在第一到第四二极管的阴极和输出接头的第一输出接头极可以环结MOSFET-反极性保护晶体管的漏极-源极-路段和节流阀(以任意顺序)。

第一变压器的二次绕组的第二接头,第二变压器的二次绕组的第二接头,第二二极管和第四二极管的阳极和输出接头的第二输出接头极可以电连接。

直流电压变换器可以具有正好一个变压器,其中变压器具有正好两个一次绕组和正好一个二次绕组。第一半桥电路可以构造成,在第一一次绕组处产生交流电压,并且第二半桥电路可以构造成,在第二一次绕组处产生交流电压。整流器电路可以具有第一二极管和第二二极管形式的两个整流器元件,其中二次绕组的第一接头与第一二极管的阴极电连接,第一二极管的阳极与第二二极管的阳极电连接,第二二极管的阴极与二次绕组的第二接头电连接并且在第一和第二二极管的阳极和输出接头的第二输出接头极之间环结反极性保护晶体管的漏极-源极-路段。