[发明专利]带有卸压电容器的升压或降压变换器

说明书

本发明的技术领域

本发明涉及一种变换器，尤其一种升压变换器(HSS)或一种降压变换器(TSS)，该变换器具有一个变换器扼流器、一个变换器二极管、一个变换器开关器、以及与该变换器开关器并联连接的一个卸压电路(Entlastungsschaltung)。该卸压电路具有一个卸压电容器和与该卸压电容器串联连接的一个二极管，其中该二极管的通过方向与通过该变换器开关器的常规的电流流动方向相同，并且其中为该卸压电容器设置有一个放电电路。本发明还涉及一个此类的变换器的用途。

一个此类的变换器能够例如用于在由光伏发电机提供的电压与逆变器的输入端中间回路的电压之间进行适配，电能借助该变换器从该光伏发电机中被馈送到一个交流电网中。在此，该变换器能够设置为，在该逆变器的输入端中间回路电压恒定的情况下以如下方式设定该光伏发电机的运行点，使得该光伏发电机提供在实际运行条件下的最大电功率。

借助该卸压电容器能够在该变换器开关器打开时实现对该变换器开关器上的电压升高的限制。该卸压电容器能够在该变换器开关器打开时“缓冲”虽间断、但仍流动的电流，由此使该卸压电容器充电。在此，在该卸压电容器上构成的电压决定在该打开的变换器开关器上施加的电压，也就是说，不超过通过该卸压电容器的电容而预定的电压上升。该放电电路使该卸压电容器放电以用于该变换器开关器的下一次打开，其中在该卸压电容器中存储的电能被提供给该变换器的一个输出端中间回路或输入端中间回路。

现有技术

在常见的升压变换器中，一个升压变换器扼流器在连接到一个直流电压源的两条线路之一中与一个升压变换器二极管串联连接。在该升压变换器二极管之后在这两条线路之间连接有一个中间回路电容器，由该升压变换器相对于其输入端电压而升压的输出端电压施加在该中间回路电容器处。在该升压变换器扼流器与该升压变换器二极管之间从一条线路向另一条线路引导一个横向支路，在该横向支路中安排有一个升压变换器开关器。该输入端电压通过闭合该升压变换器开关器直接施加到该升压变换器扼流器处，以便用通过该升压变换器开关器流动的大的电流向该升压变换器扼流器供能。当该升压变换器开关器打开之后，能量通过该升压变换器二极管被输出到该具有更高的电压的中间回路电容器处。

在从DE10103633A1中已知的升压变换器中设置有多个并联的子变换器。这些子变换器分别具有由一个升压变换器扼流器和一个升压变换器二极管及在该升压变换器扼流器与该升压变换器二极管之间分支出来的、具有一个升压变换器开关器的一个横向支路组成的一个串联电路，并且使一个共用的中间回路电容器充电。在此这些单独的升压变换器开关器对应地被操控，以便实现通过这些从属的升压变换器扼流器流动的电流的间歇运行或短暂的间歇运行。这意味着，在该从属的升压变换器开关器的闭合的时间点通过该对应的升压变换器扼流器的电流为零，并且在该从属的升压变换器开关器重新打开之后(在从配属的升压变换器开关器重新闭合之前)再次返回至零。在该间歇运行中，以有利的方式使得形成为IGBT半导体开关器的升压变换器开关器的接通损失以及还有升压变换器二极管的断开损失最小化。然而，即使这些升压变换器开关器没有耗尽(aufzehren)其他的切换损失的所述的最小化，由于借助间歇运行中用升压变换器开关器断开高电流，在这些升压变换器开关器中出现相对高的断开损失。在已知的升压变换器中，电流纹波通过这些并联连接的子变换器的升压变换器开关器的错开(versetztes)的操控而被减少。也就是说，即使存在这些单独的子变换器的间歇运行，进入该中间回路电容器中充电电流也没有返回至零。

从文件EP1519475A1中已知带有一个卸压路径的一种升压变换器，该卸压路径并联于该带有升压变换器开关器的横向支路延伸，并且和该横向支路相同地在该升压变换器扼流器与该升压变换器二极管之间分支出来。在该卸压路径中安排有用于该升压变换器开关器的一个卸压电容器，其中该卸压电容器在该卸压路径中与一个二极管串联连接。当该升压变换器开关器打开时，电流能够通过该二极管向该卸压电容器继续流动，直到该卸压电容器被充电至与该升压变换器的一个输出侧的中间回路电容器的电压相同。由于在该升压变换器开关器上施加的电压通过在该卸压电容器上施加的电压预定，由此使得在该升压变换器开关器上的电压上升被限制。为了使该卸压电容器为下一次关闭而放电并且在此向该中间回路电容器提供在该卸压电容器中存储的电能，设置有带有一个可操控的开关器的一个放电电路。该放电电路的开关器以如下方式被控制，使得当该升压变换器开关器在电流断开前闭合时，该放电电路的开关器闭合。