[发明专利]AC/DC转换器电路

说明书

技术领域

本发明涉及包括多个全桥整流器的、可以与单独的AC供电电压连接的AC/DC转换器电路。

背景技术

根据US 2006/0083035 A1，已知这样的AC/DC转换器电路：其包括由二极管构成的三个桥式整流器，其中整流器的第一端子连接至三相AC输入电压的不同相，同时整流器的相应第二端子彼此耦接。三个整流器电路的输出用作三个单独的DC电压源。

发明内容

基于这种背景，本发明的目的是要提供用于将不同的AC电压转换为DC电压的替换装置，其中，期望解决方案对于常见的三相AC输入电压而言高效率地工作。此外，期望提供用于在低谐波失真和单位功率因数的情况下取得干线电流的装置，和/或提供用于既从AC干线到DC电压又还从DC电压到AC干线的能量流动的装置。

此目的是通过根据权利要求1的AC/DC转换器电路和根据权利要求2的方法而实现的。优选实施例公开在从属权利要求中。

根据本发明第一方面的AC/DC转换器电路用于将数量N ≥ 2 的AC供电电压转化为DC电压。其包括下列组件：

- 数目为N的全桥转换器，这些转换器中的每一个具有：第一端子，用于连接至AC供电电压中单独的一个；以及对应的第二端子，其中，所有转换器的所述第二端子彼此耦接。为了参照的目的，下面将全桥转换器称作“外部转换器”，表明它们处理外部提供的AC电压。如本领域技术人员已知的，“全桥转换器”包括以两个并联分支的方式连接的四个电动阀元件（例如，晶体管），所述两个并联分支包括每一个均在第一和第二对应（AC输入-）端子之间的两个阀元件，其中，DC电压出现在分支的中间点之间（如果阀受到适当地定向和控制）。

- 数目为N的“中间转换器”，这N个中间转换器中的每一个在其初级侧接收前面提到的外部转换器之一的（DC）输出。

- 数目为N的变压器，N个变压器中的每一个在其初级侧接收前面提到的中间转换器之一的（AC）输出。

- 数目为N的整流器，其中，这些整流器中的每一个连接至前面提到的变压器之一的次级侧。为了参照的目的，下面将这些整流器称作“内部整流器”，表明它们处理AC/DC转换器电路的内部AC电压。具体地，内部整流器接收通过向变压器的初级侧施加的时变电压而在变换器的次级侧生成的AC电压。

根据第二方面，本发明涉及用于将数目N ≥ 2的AC供电电压转换为DC电压的方法，所述方法包括以下步骤：

- 将AC电压馈送到N个全桥“外部”转换器中各单独的第一端子，其对应的第二端子彼此耦接。

- 将所述外部转换器的输出馈送到N个单独的“中间”转换器的DC端子。

- 将所述中间转换器的AC端子馈送到N个单独的变压器的初级侧。

-对前面提到的变压器的输出整流。

所描述的方法可以尤其通过借助于上述种类的AC/DC转换器电路加以执行。这种AC/DC转换器电路和方法两者均具有这样的优点：它们通过利用各单独的外部转换器、中间转换器、变压器和内部整流器并行地处理不同的AC供电电压而限制了必须要应对的最大电压。而且，它们允许通过适当地选择变压器而将所得的DC电压调节到所期望的电平。

下面将描述涉及上面描述的AC/DC转换器电路和方法两者的本发明的各种优选实施例。

在第一优选实施例中，被处理的AC供电电压可以是相移的正弦电压，尤其是同一频率的正弦电压。

被处理的AC电压的数目N（对应于外部转换器、中间转换器、变压器和内部整流器的数目N）尤其可以具有三的值。与前面提到的实施例组合地，这覆盖了处理的AC电压是传统的三相AC输电网络电压这一实际上很重要的情况，即，它们由相对于彼此相移了120o的三个正弦电压组成的这一情况。

通常，外部/中间转换器和/或内部整流器中的电动阀元件可以是适于应对由要处理的AC和/或DC电压所提出的要求的任何组件。在优选的实施例中，外部转换器、中间转换器和/或内部整流器由作为电动阀元件的MosFET构成。MosFET具有相比于可用于同一目的的其它电子组件几乎没有电气损失地工作的优点。对于本发明，尤其有益的是，在处理三相380 V AC电压的标准情形下，由于在电路内部出现的电压被限制到400V以下，因此许多应用中，MosFET的使用变为是可能的。另外，通过同样将MosFET用于内部整流器，双向的电力流动变为是可能的。

外部转换器的第二端子优选地经由扼流圈彼此耦接，以抑制这些线路中的高频信号。