[发明专利]多相直流电压变换器

说明书

本发明涉及一种多相直流电压变换器。

当前技术

在DE 101 10 615A1中公开了一种用于为功率半导体生成控制脉冲的方法，尤其用于为多相逆变器或直流电压逆变器所包含的半桥生成偏移的控制脉冲。在该方法中，把参照电压偏移一个延迟时间，其中该延伸时间对应于所述的偏移，或者把PWM信号偏移一个延迟时间，其中该延迟时间对应于周期时长除以所述偏移的数量。

在DE 101 19 985A1中公开了用于在汽车的多电压车载电网中供电的一种装置。该装置具有在汽车中所设置的多电压车载电网，该电网提供有分别与参考电网不同的至少一个第一和一个第二电压等级。该多电压车载电网由至少一个电能存储器来供电。此外还具有至少一个变换器以连接这两个电压等级。另外还设置有供电工具，以从外部向该多电压车载电网供电。所述的变换器可以以多相变换器的形式来实现。在这种变换器中并联连接了多个较小功率的变换器单元，并且该功率部件时间错开地被提供脉冲。在此由于触发效应而节省了滤波器组件。利用这种多相变换器，可以利用一个唯一多相变换器的已有相来实现第一和第二变换器。在此，所述的相被划分为具有向下和向上变换器功能的变换器。然后这些相在变换器内部通过开关在输入侧被分开。

在将来的汽车车载供电电网中，需要大功率的直流电压变换器，以能够调节在不同的电压等级之间的能量流。在汽车领域的这种应用由于造价、安装空间和重量限制而需要使电感和电容以及元件的数量整体上最小化。通过把多相直流电压变换器用作直流电压变换器，可以满足这些限制。其中要传输的功率被划分到多个变换器单元上。如果在原理上采用了变换器单元的时间上错开的时钟，那么在叠加的输出信号中电流纹波就被部分地清除，或者降低相当大的量。该直流电压变换器的输出信号的频率相对于变换器单元的基础时钟频率提高了错开地被提供时钟的变换器单元的数量。由于较小的纹波和较高的频率，该直流电压变换器的输出滤波器可以构造得较小。由此获得了造价和安装空间上的优点。

为了有效地利用该方法，必须为每个变换器单元使用一个电流传感器，以能够监控和调节所述的电流纹波。在没有这种单相调节的情况下，由于元件公差，每相的纹波可能是大小不同的，由此在变换器单元的输出信号叠加的情况下前述的优点就不再是有效的。在输出信号中的纹波变得较大，并且输出信号的频率再次增加与单个变换器单元的开关频率相同的值。由此再次失去了前述的优点。

本发明的优点

相反，具有在权利要求1所述特征的一种多相直流电压变换器所具有的优点是，其电流传感器的数量被降低。由此大大降低了多相直流电压变换器的造价。这些优点主要通过如下方式来获得，即不是采用造价耗费的单个电流传感器，而是采用价格更合适的元件，其中所使用的测量原理具有降低的精确度要求。

根据具有尤其简单构造的一个实施方案，在每两个变换器单元的输出之间分别设置了测量桥，该测量桥具有磁芯，在该磁芯上设置有匝数相同的方向相反绕制的两个绕组。

根据能够尤其紧凑构造的另一实施方案，设置了一个多支路测量桥，该测量桥具有一个闭合的磁芯，通过该磁芯来传输该多相直流电压变换器的所有单个支路

本发明的其他有利特征参见借助附图的其示例解释。

附图

图1示出了一个电路图，其示出了多相直流电压变换器的变换器单元的基本构造。

图2示出了磁测量桥的简图。

图3示出了具有多支路磁测量桥的一个四相直流电压变换器的电路图。

图4示出了一个紧凑的多支路磁测量桥的构造简图。

图5示出了具有多支路磁测量桥和所属调节回路的一个四极直流电压变换器的构造简图。

说明

图1示出了一个电路图，其示出了一个多相直流电压变换器的变换器单元的基本构造。由该电路图看出，在输入端子上所具有的输入电压V_IN通过一个低通滤波器施加到n个、在所示实施例中为四个变换器单元构成的并联电路上，其中该低通滤波器比如具有对地连接的电容器C_IN。这些变换器单元时间上错开地被提供时钟。给变换器单元4分配了相1，给变换器单元5分配了相2，给变换器单元6分配了相3，给变换器单元7分配了相4。