[实用新型]具有极宽AC输入电压范围的AC-DC中间电路转换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有极宽AC输入电压范围的AC-DC中间电路转换器。

背景技术

由US 6 344 979 B1已知一种LLC-串联谐振-振荡回路-DC-DC变换器，其中提出了用于加载变压器初级端的输入端的全桥逆变器和在此可选的两个串联的半桥。在变压器次级端上产生的电压在整流之后输送给一个负载。总体上，LLC-串联谐振-振荡回路在此具有一个带有串联的、例如通过变压器漏感形成的谐振电感的谐振电容器以及与变压器的初级绕组并联的电感，其中最后提到的电感例如通过一个磁化电感形成。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提出一种可能源优化运行的、基于这类LLC-串联谐振-振荡回路-DC-DC变流器的具有极宽AC输入电压范围的AC-DC中间电路转换器。

根据本实用新型，该目的通过具有极宽AC输入电压范围的AC-DC中间电路转换器实现，该转换器具有ZVS三电平DC-DC谐振变换器，该变换器具有四个在两个DC中间电路端口之间串联设置的初级开关(第一外初级开关、第二外初级开关以及第一内初级开关、第二内初级开关)，

a)其中，两个内初级开关之间的共用连接点通过LLC-串联谐振-振荡回路与谐振电感、并联变压器初级绕组的磁化电感连接，并且谐振电容器与第二外初级开关和第二DC中间电路端口之间的共用连接点连接，

b)其中，第一外初级开关和第一内初级开关之间的共用连接点通过输入电容器与第二外初级开关和第二内初级开关之间的共用连接点连接，

c)其中，在两个DC中间电路端口之间串联有两个中间电路电容器，其共用连接点形成一个DC中间电路中间端口，

d)其中，多个DC中间电路端口与多个整流器的整流端口(Gleichanschluessen)连接，该整流器的AC输入端口通过AC输入电压加载，

e)其中，AC输入端口和DC中间电路中间端口之间设置有区域转换开关

f)其中，区域转换开关在低AC输入电压范围中闭合并且ZVS三电平DC-DC谐振变换器按照一种“双电平运行方式”的调制策略来运行，在该调制策略中，分别是一方面第一外初级开关和第一内初级开关共同被控制，并且另一方面第二内初级开关和第二外初级开关共同被控制，从而LLC-串联谐振-振荡回路分别通过整个位于DC中间电路端口之间的DC输入电压来加载，

g)其中，区域转换开关在中间的AC输入电压范围被断开，并且ZVS三电平DC-DC谐振变换器也按照“双电平运行方式”的调制策略来运行。

h)其中，区域转换开关在高AC输入电压范围被断开，并且ZVS三电平DC-DC谐振变换器按照“三电平运行方式”的调制策略来运行，在该调制策略中，一方面第一外初级开关和第二内初级开关以互补的方式和方法运行，另一方面第一内初级开关和第二外初级开关以互补的方式和方法运行，从而LLC-串联谐振-振荡回路仅通过一半的位于DC中间电路端口之间的DC输入电压来加载。

利用本实用新型要达到的目的还在于，在极宽的AC输入电压范围内也没有降低整个系统的工作效率以及尤其是效能。变压器不必设置用于较大的输入电压范围，而是仅仅设置用于一个相比宽的AC输入电压在很大程度上降低的范围，这有助于最佳化的设置变压器并且在此尤其从根本上简化了所需要的芯线。变压器的漏感和其磁化电感表现为LLC-振荡回路的元器件部分。输入端三电平结构与两个不同的调制策略和LLC-振荡回路的组合即使在极宽的AC输入电压范围和较大的负载变化中也确保了AC-DC中间电路转换器的高效的功率密度和效能。

本实用新型的多个有利的设计方案在从属权利要求中表征。

附图说明

本实用新型接下来将根据在附图中示出的实施例来进行说明。其中：

图1总体上示出了ZVS三电平DC-DC谐振变换器的电路系统，

图2示出了在ZVS三电平DC-DC谐振变换器的第二运行方式(下述也称为“双电平运行方式”的调制策略)中实际值的时间曲线，

图3a-3c示出了用于描述根据图2的“双电平运行方式”的调制策略的等同的电路，

图4示出了在ZVS三电平DC-DC谐振变换器的“三电平运行方式”的调制策略中实际值的时间曲线，

图5、6示出了输入端的整流器，其具有用于实现倍压的区域转换开关，

图7示出了具有降低主动高次谐波(失真率)的AC-DC中间电路转换器，

图8-12示出了不同的输入端增压器-整流器，其能够主动调节功率因数，