[发明专利]双向直流电压变换器

说明书

一种双向直流电压变换器（1），其具有：第一半桥电路（2）；第二半桥电路（3）；至少一个变压器（4），所述变压器具有第一初级绕组（4a）和第二初级绕组（4b）以及至少一个次级绕组（4c，4d），其中第一半桥电路（2）被构造用于在第一初级绕组（4a）处产生交流电压，而第二半桥电路（3）被构造用于在第二初级绕组（4b）处产生交流电压；以及至少一个在电桥装置中的双向的换流器电路（5；5a，5b），其中，所述双向的换流器电路与所述次级绕组电耦合，其中所述电桥装置具有第一桥接头极（6）和第二桥接头极（7），其中，换流器电路（5）具有电压限制装置（8），所述电压限制装置具有开关元件（M9）。

技术领域

本发明涉及一种双向直流电压变换器。

背景技术

已知用于高输出电流的直流电压变换器（也称为直流调节器）的不同拓扑结构。通常使用全桥电路，所述全桥电路具有在输出侧分开的绕组或电流倍增器-电路（电流倍加器（current doubler））。

在使用直至850V的中间电路电压的情况下，优选使用具有1200V的耐压强度的IGBT（栅绝缘双极晶体管），这如上导致对开关频率的明显限制，由此需要相对大的电感器件。

从DE 10 2012 219 365 A1中已知一种单向直流调节器，在所述直流调节器的情况下，两个不对称的半桥在变压器的分开的初级绕组上工作。这实现了将MOSFET使用作为开关元件，由此可以显着提高开关频率。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种直流电压变换器，所述直流电压变换器尤其是在机动车的汽车电器网络中鉴于在此处要遇到的（anzutreffend）、不同的电压水平方面能够被灵活地使用。

本发明通过根据权利要求1所述的直流电压变换器来实现所述任务。

双向（电能可以在两个方向上被传输）的直流电压变换器具有不对称的第一半桥电路和不对称的第二半桥电路。

直流电压变换器还具有至少一个、尤其是电分离的变压器，所述变压器具有第一初级绕组和第二初级绕组和至少一个次级绕组。 第一半桥电路在第一初级绕组处产生交流电压，而第二半桥电路在第二初级绕组处产生交流电压。

另外，直流电压变换器还具有至少一个双向的换流器电路（Stromrichterschaltung），所述双向的换流器电路以电桥布置与所述一个或多个次级绕组电耦合并且由所述次级绕组供应能量，其中，所述电桥布置包括第一桥接头极（Brückenanschlusspol）和第二桥接头极，在所述桥接头极之间环结（einschleifen）两个桥分支。换流器电路具有电压限制装置，其具有例如以晶体管形式的开关元件，其中，电压限制装置实现“有源箝位（active clamp）”功能。 鉴于“有源箝位”功能方面还可以参考有关的专业文献。

电压限制装置可以具有电容器，其中，开关元件和电容器以串联方式被环结在第一桥接头极和第二桥接头极之间。

直流电压变换器可以具有第一输出接头极和第二输出接头极，其中，输出电压在第一输出接头极和第二输出接头极之间呈现。术语“输出”目前仅用于在直流电压变换器的两侧之间进行术语上的区分。因为直流电压变换器是双向的，所以能量也可以经由输出接头极流入直流电压变换器中。直流电压变换器还可以具有线圈和反极性保护晶体管（Verpolschutztransistor），其中，线圈和反极性保护晶体管以串联的方式在第一桥接头极和第一输出接头极之间或在第二桥接头极和第二输出接头极之间被环结。

直流电压变换器可以具有（换流器）电容器，其中，在线圈和反极性保护晶体管的连接节点与第二输出接头极之间环结所述电容器。