[发明专利]DC/DC变换器

摘要

为具有高的动态特性和为高的电压比规定，在DC/DC变换器(1)中设有由至少三个电容器(C1、C2、C3)组成的电容器串联电路(2)，其中，电容器串联电路(2)的第一电容器(C1)和中间的第三电容器(C3)是第一逆变换器(7)的一部分，并且电容器串联电路(2)的第二电容器(C2)和中间的第三电容器(C3)是第二逆变换器(8)的一部分，并且第一直流电压(UIN)存在于电容器串联电路(2)上而第二直流电压(UOUT)存在于第一和第二逆变换器(7、8)的公共的第三电容器(C3)上。 1

主权项

1.DC/DC变换器，用于将第一直流电压(U_IN)变换为第二直流电压(U_OUT)或者将第二直流电压变换为第一直流电压，其中，在DC/DC变换器(1)中设有由至少三个电容器(C1、C2、C3)组成的电容器串联电路(2)，其中，电容器串联电路(2)的第一电容器(C1)和中间的第三电容器(C3)是第一逆变换器(7)的一部分，并且电容器串联电路(2)的第二电容器(C2)和中间的第三电容器(C3)是第二逆变换器(8)的一部分，其中，第一直流电压(U_IN)存在于电容器串联电路(2)上而第二直流电压(U_OUT)存在于第一和第二逆变换器(7、8)的公共的第三电容器(C3)上，第一电容器(C1)和第二电容器(C2)同样大。

2.根据权利要求1所述的DC/DC变换器，其特征在于，第三电容器(C3)的电容比第一电容器(C1)和第二电容器(C2)的电容的和更大。

3.根据权利要求2所述的DC/DC变换器，其特征在于，第三电容器(C3)的电容是第一电容器(C1)和第二电容器(C2)的电容的和的至少两倍。

4.根据权利要求1至3之一所述的DC/DC变换器，其特征在于，为了构成第一逆变换器(7)设置第一桥接电路，所述第一桥接电路包括具有至少一个第一和第二半导体开关(G1、G2)的第一开关串联电路(3)、由第一和第三电容器(C1、C3)组成的串联电路和作为桥支路的、在其内设置第一线圈(L1)的电气连接(4)，并且为了构成第二逆变换器(8)设有第二桥接电路，所述第二桥接电路包括具有至少一个第三和第四半导体开关(G3、G4)的第二开关串联电路(5)、由第二和第三电容器(C2、C3)组成的串联电路和作为桥支路的、在其内设置第二线圈(L2)的电气连接(6)。

5.根据权利要求4所述的DC/DC变换器，其特征在于，第一线圈(L1)和第二线圈(L2)的电感值选择为使得通过第一和第二线圈(L1、L2)的线圈电流(i_L1、i_L2)在半导体开关(G1、G2、G3、G4)的一个切换周期期间改变符号。

6.根据权利要求4所述的DC/DC变换器，其特征在于，与第一线圈(L1)和第二线圈(L2)串联地分别设置用于测量线圈电流(i_L1、i_L2)的测量器件(S1、S2)。

7.用于调节DC/DC变换器(1)的方法，所述DC/DC变换器(1)用于将第一直流电压(U_IN)变换为第二直流电压(U_OUT)或者将第二直流电压变换为第一直流电压，其中，第二直流电压(U_OUT)存在于一个电容器(C3)上，并且在DC/DC变换器(1)内设置两个各具有至少一个线圈(L1、L2)、至少两个半导体开关(G1、G2、G3、G4)和至少一个电容器(C1、C2、C3)的DC/DC变换器单元，并且这两个DC/DC变换器单元互相电路连接，其方式为，这两个DC/DC变换器单元共享存在第二直流电压(U_OUT)的电容器(C3)，其中，DC/DC变换器单元的半导体开关(G1、G2、G3、G4)在相继的切换周期期间交替地切换，其中，为通过DC/DC变换器单元的线圈(L1、L2)的线圈电流(i_L1、i_L2)预定最小电流值(i_L1min、i_L2min)和最大电流值(i_L1max、i_L2max)并且这些最小电流值(i_L1min、i_L2min)和最大电流值(i_L1max、i_L2max)具有不同的符号，以及当由各个线圈电流(i_L1、i_L2)达到所属的最小电流值(i_L1min、i_L2min)或者最大电流值(i_L1max、i_L2max)时，相应地触发DC/DC变换器单元的半导体开关(G1、G2、G3、G4)的切换。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在各个反并联的半导体开关二极管导通之后，接通半导体开关(G1、G2、G3、G4)。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当达到所属的最小电流值(i_L1min、i_L2min)或者最大电流值(i_L1max、i_L2max)时，关断半导体开关(G1、G2、G3、G4)。

10.根据权利要求7到9之一所述的方法，其特征在于，通过预定最小电流值(i_L1min、i_L2min)和/或最大电流值(i_L1max、i_L2max)调整DC/DC变换器(1)的预定的输出电流(I_IN、I_OUT)或者在输出端上的预定的直流电压(U_IN、U_OUT)。

11.根据权利要求7到9之一所述的方法，其特征在于，相位错开地操控所述两个DC/DC变换器单元的半导体开关(G1、G2、G3、G4)。

12.根据权利要求7到9之一所述的方法，其特征在于，第一半导体开关(G1)与第二半导体开关(G2)并且第三半导体开关(G3)与第四半导体开关(G4)交替地切换。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，切换第二和第四半导体开关(G2、G4)使得始终至少第二半导体开关(G2)或者第四半导体开关(G4)是导通的。

14.根据权利要求7到9之一所述的方法，其中，在DC/DC变换器(1)内设有具有存在第二直流电压(U_OUT)的电容器(C3)和另外的第一和第二电容器(C1、C2)的电容器串联电路(2)，其特征在于，通过预定最小电流值(i_L1min、i_L2min)和/或最大电流值(i_L1max、i_L2max)互相均衡在电容器串联电路(2)的第一电容器(C1)和第二电容器(C2)上降落的电压(U_C1、U_C2)。