[发明专利]可变电压发生器电路、电容器和方法

权利要求书

1.一种可变电压发生器电路，用于产生输出电压Vc，该输出电压Vc可根据电压控制输入信号(27)而变化，用于到基本上纯电容的负载(1)的输出，该电路包括：

输入电容器(12)，

双向DC-DC转换器电路(20；28,30)，其被配置为将输入电容器上的电压V_Cin转换为输出电压V_C，或将输出电压V_C转换为输入电容器上的电压V_Cin，该双向DC-DC转换器电路具有可通过改变电压控制输入信号(27)而被改变的电压转换因子G，

其中双向DC-DC转换器电路在小于10ms的时间内进行如下操作：

当GVc/V_Cin时，对负载(1)充电并使输入电容器(12)放电，使得对负载(1)充电的电能基本上全部由输入电容器(12)的放电提供，或者，

当GVc/V_Cin时，使负载(1)放电并对输入电容器(12)充电，使得对输入电容器(12)充电的电能基本上全部由负载(1)的放电提供，

其中：

所述对负载(1)的充电和输入电容器(12)的放电包括对负载(1)充电并使输入电容器(12)放电直到G＝Vc/V_Cin，并且

所述负载(1)的放电和对输入电容器(12)的充电包括使负载(1)放电并对输入电容器(12)充电直到G＝Vc/V_Cin，

其特征在于：

所述双向DC-DC转换器电路(20)包括具有可变电压转换因子(g)的第一双向DC-DC转换器(28)和具有固定电压转换因子(K)的第二双向DC-DC转换器(30)，

所述第一双向DC-DC转换器(28)包括降压-升压转换器，和/或其中所述第二双向DC-DC转换器(30)包括双向谐振LLC转换器，

电压控制输入信号(27)是施加到降压-升压转换器的开关装置(21,22)的脉冲宽度调制信号，

开关装置(21,22)被适当连接，以在控制单元(25)的控制下，通过第一电感器(23)提供输入电容器上的电压V_Cin和另一电容器(24)上的电压(V_P)之间的脉冲宽度调制的电压转换，使得通过改变电压控制输入信号(27)的脉冲宽度比而使该另一电容器两端的电压(V_P)能够在基本上为零的电压和基本上等于输入电容器上的电压V_Cin之间变化。

2.根据权利要求1所述的可变电压发生器电路，包括：

充电电路(10)，用于提供对输入电容器(12)充电的电能，以补偿DC-DC转换器中的损耗以及负载(1)的充电和放电中的损耗。

3.根据权利要求1所述的可变电压发生器电路，其中双向谐振LLC转换器包括上游侧整流电路和负载侧整流电路，其中所述上游侧整流电路和负载侧整流电路被设置为同步操作。

4.根据权利要求3所述的可变电压发生器电路，其中:

所述上游侧整流电路和负载侧整流电路中的一个整流电路包括晶体管(34,35；36,37,38,39)，所述晶体管被布置成通过LLC开关控制信号进行主动软切换，并且

所述上游侧整流电路和负载侧整流电路中的另一个整流电路包括连接在一个从属整流装置中的二极管或与二极管连接的晶体管(34,35；36,37,38,39)。

5.根据权利要求1、3至4中任一项所述的可变电压发生器电路，其中，所述降压-升压转换器包括被配置成用于进行交错操作的多个降压-升压转换器电路。

6.根据权利要求2所述的可变电压发生器电路，其中，所述充电电路(10)包括功率因数校正电路，所述功率因数校正电路用于以补偿所述双向DC-DC转换器(20)中的损耗的速率对所述输入电容器(12)充电。

7.根据权利要求1、3至4中任一项所述的可变电压发生器电路，其中降压-升压转换器的另一电容器(24)和第一电感器(23)具有小于10ms的LC时间常数。