[发明专利]具有经耦合的PFC扼流器的电压变换器

说明书

本发明涉及一种电压变换器(100)，该电压变换器设置用于将交流输入电压变换成直流输出电压。电压变换器(100)包括：具有第一开关半桥(110)的第一子变换器，第一开关半桥经由第一主线圈(141)与输入电压的第一电极耦合；以及具有第二开关半桥(120)的第二子变换器，第二开关半桥经由第二主线圈(142)与输入电压的第一电极耦合。此外，电压变换器(100)包括由第一子变换器和第二子变换器共同使用的二极管半桥。此外，电压变换器(100)包括第一返回线圈(143)和第二返回线圈(144)，所述第一返回线圈和第二返回线圈将二极管半桥的中点与输入电压的第二电极耦合。在此，第一和第二主线圈(141、142)以及第一和第二返回线圈(143、143)形成经耦合的扼流器(140)，其中，经耦合的扼流器(140)具有扼流器芯(200)。扼流器芯(200)具有至少一个外边部(201)，该外边部由第一和/或第二主线圈(141、142)的绕组和/或第一和/或第二返回线圈(143、143)的绕组包围，并且扼流器芯具有至少一个中间边部(202)，该中间边部不被主线圈(141、142)的绕组和返回线圈(143、143)的绕组包围。在此，外边部(201)和中间边部(202)分别具有带有不同导磁性的材料。

技术领域

本发明涉及一种多相电压变换器、尤其是整流器，具有经耦合的扼流器作为功率因数修正滤波器。

背景技术

在AC/DC变换器或整流器中(所述变换器或整流器例如用于至少部分地电驱动的运输工具的充电器，该充电器连接到公共的电网上)，典型地使用功率因数修正级(PLC)，以便满足(尤其是关于电网电流中受限的高次谐波份额的)电网连接条件。尤其是，可使用多相PLC电压变换器，如所谓的图腾柱转换器。多相PLC电压变换器的各个扼流器可构造为经耦合的扼流器。通过使用具有经耦合的扼流器的多相电压变换器可减少纹波电流。

多相电压变换器具有半导体开关(尤其是镓氮化物，GaN，晶体管)，所述半导体开关以相对高的频率切换(例如以1MHz及更多)。由于半导体开关的切换可产生共模(共模CM)干扰和推挽(差模DM)干扰，所述共模干扰和推挽干扰典型地必须经由多级的电网滤波器补偿，以便满足电网侧的EMV(电磁兼容性)要求。

发明内容

当前的文件致力于如下任务：减少多相电压变换器的共模干扰，尤其是以便同时减少针对PLC扼流器且因此针对运输工具的充电器的重量、成本和结构空间。

所述任务通过独立权利要求解决。有利的实施方式尤其是在从属权利要求中描述。要指出的是，从属于独立权利要求的从属权利要求的附加特征可在没有独立权利要求的特征的情况下或仅与独立权利要求的特征之中一部分量的特征组合地形成自有的且独立于独立权利要求全部特征的组合的发明，所述发明可成为独立权利要求、分案申请以及再申请的技术方案。这以相同方式适用于在说明书中描述的技术教导，所述技术教导可形成独立于独立权利要求特征的发明。。

根据一方面，描述了一种电压变换器、尤其是整流器，该电压变换器设置用于将交流或AC输入电压变换成直流或DC输出电压。电压变换器可以是充电器的、尤其是道路机动车充电器的一部分。

电压变换器包括具有第一开关半桥的第一子变换器，其中，第一开关半桥经由第一主线圈与输入电压的第一电极耦合。第一开关半桥可包括第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关成排地布置在输出电压的正电极与负电极之间。第一主线圈则可将第一开关半桥的第一开关与第二开关之间的中点与输入电压的第一电极耦合。第一开关半桥的开关可分别构造为镓氮化物(GaN)晶体管。

此外，电压变换器包括具有第二开关半桥的第二子变换器，该第二开关半桥经由第二主线圈与输入电压的第一电极耦合。类似于第一开关半桥，第二开关半桥也可包括第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关成排地布置在输出电压的正电极与负电极之间。第二主线圈则可将第二开关半桥的第一开关与第二开关之间的中点与输入电压的第一电极耦合。第二开关半桥的开关可分别构造为镓氮化物(GaN)晶体管。