[发明专利]DC/DC转换器

说明书

本发明的目的在于提供一种DC/DC转换器，其能够容易且廉价地制造，并且利用该DC/DC转换器，具有叠加直流电流的交流分量在输出电压(纹波)中被减小。这是通过实施例来实现的，在该实施例中DC/DC转换器包括输入端(2)、输出端(3)、布置在输入端(2)和输出端(3)之间并且其中布置有至少一个第一电感器(4)和第一电容器(5)的串联臂以及布置在输出端(3)处的第一分流臂中的电容器(8)。平行于第一分流臂布置的第二分流臂配备有串联布置的第一开关(9)和第二开关(10)以及第二电感器(7)，使得电感器的第一连接部连接到第一电感器(4)和第一电容器(5)之间的点，并且电感器的第二连接部连接到第一开关和第二开关(9，10)之间的点。

本发明涉及一种DC/DC转换器，其具有输入端和输出端、布置在输入端和输出端之间的纵向臂以及布置在输出端处的第一分流臂(shunt arm)中的电容器与具有不同布置的第二电感器和两个开关的另一分流臂，在该纵向臂中布置有至少第一电感器和第一电容器。

在许多技术领域中，需要转换可用的DC电压来操作连接的负载。可用的所谓电源输入电压Ue的这种转换可以例如利用DC/DC转换器来执行，其中DC/DC转换器可以为连接的负载生成小于或大于输入电压Ue的输出电压Ua。

这样的DC转换器可应用于例如机器或工业厂房、各种电子设备和车辆制造中。例如，这样的DC转换器在通常用于计算机、笔记本电脑、移动电话、高保真设备和小型电动机的所谓的开关电源中是常见的。

这样的转换器的优点是提高了效率并减少了热量产生。

为了转换电能，通常使用所谓的时钟转换器作为DC/DC转换器，其使用控制信号进行控制，该控制信号确定用于切换布置在转换器中的单个开关的时钟信号。通常，一个或更多个无源电存储设备(诸如电容器和/或电感器)布置在这样的转换器中。用于将输入电压转换成输出电压的工作原理是无源电存储设备的受控循环充电和放电。

例如，使用诸如BJT(双极结型晶体管)、MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)或IGBT(绝缘栅双极晶体管)等有源电半导体开关来代替在DC/DC转换器中所需的开关。

由于无源电存储设备(诸如电容器和/或电感器)的循环充电和放电，在功率控制器的输入端和/或输出端处的结果是三角形电流曲线或电压曲线。这种效应也称为纹波并代表叠加在直流电流上的任意频率和波形的交流电流。也使用脉动直流电流的概念。

这些高频纹波产生谐波，其在其他连接的电子部件中引起扰动。为了限制这些干扰电磁场，通常尝试通过使用更大的或额外使用的部件来使纹波衰减。这样的方法可以在英国吉尔福德的萨里大学的萨利航天中心的David C.Hamill的“A 'Zero'RippleTechnique Applicable To Any DC Converter”(d.hamill@surrey.ac.uk)以及EricCHOU,Frank CHEN,Claudio Adragna,Bruce LU的“Ripple Steering AC-DC Convertersto Minimize Input Filter”中找到。

此外，如在N.K.Poon、J.C.P.Liu、C.K.Tse和M.H.Pong的“输入纹波电流消除的技术：应用及实现”中所公开的，已经提出了通过附加的有效源来减少纹波的想法。可选地，使用耦合的电感器来最小化扰动的修改也从AN3180Application Note利用L6563S,STMicroelectronics的一种200W的无纹波输入电流PFC预调节器中得知。

本发明的目的是提供一种DC/DC转换器，其制造简单且廉价，并且其在输出电压中叠加在直流电流上的交流分量(纹波)被减小。

该目的通过具有根据独立权利要求1、2或3的特征的设备来实现。从属权利要求4至5叙述了进一步的改进。