[发明专利]直流电压转换器

说明书

一种直流电压转换器（1、1'、1''、1'''），具有：‑输出端子，其中所述输出端子具有第一输出端子极（2）和第二输出端子极（3），‑多个整流元件（D1、D2），‑具有电能存储器（C1）的电压限制单元（3），其中所述电压限制单元（3）被构造用于限制所述整流元件（D1、D2）上的电压，和‑时钟控制的能量调节单元（4），所述能量调节单元被构造用于将所述电能存储器（C1）中存储的能量调节到额定值上。

技术领域

本发明涉及一种直流电压转换器。

背景技术

在例如以推挽转换器形式的直流电压转换器（也称为直流调节器）中，由于通常使用的变压器的杂散电感结合次级侧的整流二极管的整流特性而在功率半导体上出现开关过电压，所述开关过电压在没有限制的情况下将导致功率半导体的毁坏或者将要求耐压强度的极度的超大设计。

通常，为了衰减开关过电压，将RC元件与直流电压转换器的整流二极管并联。在这种情况下不利的是在衰减电阻中的相应的损耗热量。根据电流负载、开关能量、温度等，由此可以出现显著的散热问题，所述散热问题能够导致限制可实现的输出电流。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种直流电压转换器（也称为DC-DC转换器），该直流电压转换器保证开关过电压的有效保护并且同时产生尽可能少的电损耗。

本发明通过根据权利要求1的直流电压转换器来解决该任务。

本发明涉及一种直流电压转换器，特别是以推挽转换器的形式。该直流电压转换器可以单向或双向地构造。

直流电压转换器具有输出端子，其中该输出端子具有第一输出端子极（正极）和第二输出端子极（负极）。在第一输出端子极上可以施加比第二输出端子极上更高的电位。术语“输出”在此不应该如下限制性地来理解，即必须强制性地涉及具有专用输入端和输出端的单向的直流电压转换器。在双向的直流电压转换器中，输出端子是两个（未定向的）外部端子中的一个。

直流电压转换器还具有多个（例如在2和4之间）整流元件。

直流电压转换器还具有特别是无源的电压限制单元（过电压保护单元）。电压限制单元被构造用于限制或减小整流元件上的（过）电压。电压限制单元具有电能存储器，该电能存储器被构造用于至少部分地缓冲由于开关过程由电压尖峰所引起的能量。

直流电压转换器还具有与电压限制单元耦合的时钟控制的能量调节单元，该能量调节单元被构造用于限制在电能存储器中存储的能量或在能量存储器上出现的电压和/或通过以下方式将其调节到额定值上，即如果在能量存储器中存储的能量超过能量额定值或在能量存储器上出现的电压超过电压额定值，则能量调节单元例如将在能量存储器中存储的能量沿着输出端子的方向传输。能量调节单元可以具有时钟控制的开关机构，其中开关机构的时钟可以与直流电压转换器的运行时钟不同。

能量调节单元能够实现，例如革新地在输出端子上提供开关能量，而开关能量没有在电阻中耗散地转换成热量。同时保证有效的过电压限制。

时钟控制的能量调节单元可以具有例如反相转换器形式的（时钟控制的）直流调节器（一般也可以称为时钟控制的调节器），该直流调节器被构造用于将在电能存储器中存储的能量沿着输出端子的方向传输。直流调节器可以用作能量或电压调节装置的语境中的调节元件，例如其方式是，只有当在电能存储器中存储的能量超过额定值时该直流调节器才将能量沿着输出端子的方向传输。直流调节器例如可以是反相的或非反相的降压调节器或升压调节器。

直流电压转换器可以具有例如进行直流分离的变压器。变压器除了一个、两个或更多个初级绕组之前还具有至少一个次级绕组，其中整流元件被构造用于将所述至少一个次级绕组上的一个或多个电压整流。

变压器可以具有恰好一个第一次级绕组和恰好一个第二次级绕组，其中整流元件被构造用于将第一和第二次级绕组上的电压整流。