[发明专利]具有二次侧的全桥二极管整流器和非对称辅助电容器的绝缘DC/DC转换器

说明书

本发明涉及一种具有一次侧的开关转换器电桥和二次侧的全桥整流器的功率转换器电路，其中，电容器非对称地接到所述全桥整流器的支路上。

技术领域

本发明涉及一种用于直流电的具有电路桥的电压转换器，其包括第一断路器、第二断路器、第三断路器和第四断路器，所述断路器分别具有控制端子和在两个功率端子之间延伸的负载路径，其中，所述第一和第二断路器的负载路径在第一电路节点上连接，并且所述第三和第四断路器的负载路径在第二电路节点上连接，并且分别串联接入在用于输入直流电压的接线端之间，并且与变压器连接，所述变压器的一次绕组与第一和第二电路节点连接，全桥整流器组件接在所述变压器的二次绕组下游。

此处谈及的类型的用于直流电的电压转换器也被称为全桥转换器，并且用于将直流电压转换为更高或者更低的直流电压。它们例如投入到焊接器具领域中的应用中。在此，电源侧的输入交流电压首先借助整流器转换为直流电压，所述直流电压借助电容器被整平，并且作为输入电压供给电压转换器。

该种电压转换器的工作原理在于，通过电子的断路器的定时的开闭，使通过它们构成的逆变器的输出端与不同的电势连接，并借此产生期望频率的交流电压。通过下游的变压器，该交流电压变为期望的电压值，并且在全桥整流器组件中被再次整流。通过控制断路器的接入时长和求出整流后的输出电流的均值或者整流后的输出电压的均值，允许实现输入直流电压和输出直流电压之间的功率传输或者直流电之间的功率传输，所述功率传输具有能够在较广范围内调节的变压比。

为了将接入的电流波形整平，该种电压转换器需要滤波器电路，所述滤波器电路由至少一个滤波扼流圈或者储存器扼流圈组成，而通常通过电容器，在并联于输入接线端和输出接线端的情况下将所述电压整平。

背景技术

DE10227832C1示出一种根据权利要求1的前序部分的用于直流电的电压转换器。在其示出的全桥转换器中，四个用于构成电路桥的断路器全部实施为金属—氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

由DE102012023425A1已知这种类型的另一电压转换器。在文献中说明的电压转换器的特征在于，为了达到高效率而应用非对称的电路结构和非对称的运行方式。该电压转换器借此允许显著地消除断路器中的开关损耗。

在此规定，在无电流的状态中或者仅仅在剩余电流较小时切换一次侧上的开关中的两个开关，而在电流最大时首先无电压的状态下切换另外两个开关。无电流地切换的开关优选为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，而无电压地切换的开关有利地通过金属—氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)实施。

为了实现所应用的金属—氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的几乎完全无电压的切换过程，切断电流时的电压升高率在电路技术层面被限制在特别小的值，从而电流值下降非常地快于电压值上升。为此能够有利实现的是，应用并联于各个金属—氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)接入的电容件，所述电容件在功能上补充所述金属—氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的基本上现有的输出电容。该电容件可通过一个或者多个电容器构成，或者通过结构电容件和电路电容件构成。

根据现有技术，这样的电压转换器的常见运行方式是不连续的模式，该模式也被称为间歇运行。这表示电流在储存器扼流圈中在一个开关周期内降至零。过零允许将所述储存器扼流圈在功能上对等地设置在和电力变压器串联的交流电流通路中，而不是在和直流电通路串联的输入侧或者输出侧上。

对时间上仅缓慢变化的输入电压和输出电压而言，这表示全部断路器上的电压过冲过程的高度被限制在直流电压的高度上，这能够以因数2来减小构件的电压负载。

对功率件中的储存器扼流圈而言，这表示它们能够在具有电力变压器的单元中构造，例如作为杂散场变压器构造。

然而该运行方式具有以下缺点。每次当储存器扼流圈中的电流过零时，会激发振荡回路中的阻尼振荡(“金属爆击声震”)，这由与线圈、变压器、二极管、晶体管的寄生电容和结构技术关联的线圈的电感产生。