一种谐振功率转换器包括由电容构件(Cr1，Cr2)和电感构件(Lr)形成的谐振回路(14)、连接到谐振回路(14)和电压源(12)上的呈桥构造(16)的至少两个开关(Q1，Q2)、并联连接到各个开关上的多个缓冲电容器(CS1，CS2)，以及控制器，控制器适于控制至少两个开关的接通和断开时机，以便激励谐振回路(14)，其特征在于，提供电压传感器(22)来感测跨过至少一个开关(Q2)的电压降(Us)，并且控制器构造成在感测到的电压降(Us)的绝对值到达最小值时，使所述至少一个开关(Q2)切换到接通状态。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种谐振功率转换器包括由电容构件(Cr1，Cr2)和电感构件(Lr)形成的谐振回路(14)、连接到谐振回路(14)和电压源(12)上的呈桥构造(16)的至少两个开关(Q1，Q2)、并联连接到各个开关上的多个缓冲电容器(CS1，CS2)，以及控制器，控制器适于控制至少两个开关的接通和断开时机，以便激励谐振回路(14)，其特征在于，提供电压传感器(22)来感测跨过至少一个开关(Q2)的电压降(Us)，并且控制器构造成在感测到的电压降(Us)的绝对值到达最小值时，使所述至少一个开关(Q2)切换到接通状态。【专利说明】谐振功率转换器
本专利技术涉及谐振功率转换器，包括:由电容构件和电感构件形成的谐振回路、连接到谐振回路(resonance tank)和电压源上的呈桥构造的至少两个开关、并联连接到各个开关上的多个缓冲电容器，以及控制器，控制器适于控制至少两个开关的接通和断开时机，以便激励谐振回路。
技术介绍
功率转换器用来将电能从一个电路传递到另一个电路。例如，能量从电网转变到负载，同时转换电压和电流特性。越来越多地利用切换功率转换器来代替线性调整器和变压器，因为它们提供了高的效率、小尺寸和减轻的重量。上面提到的类型的谐振转换器已经由在网址http://powerelectronics.com上在 2010 年 12 月公开的 Sokolow 的 “100-kW DC-DC Converter Employs Resonant-Filter (采用谐振滤波器的100-kW DC-DC转换器)”描述。这样的转换器对于高功率应用，即对于大约IOkW至IOOkW的幅度的功率特别有吸引力。已知的谐振转换器典型地在固定源电压下且在稳定的负载状况下运行，使得可行的是构造转换器，使得达到或至少逼近零电压切换运行模式(ZVS)。这意味着在跨过这个开关的电压降穿越零或至少到达最小值时，各个开关应当切换到接通状态(谷(valley)切换)，使得开关损耗减到最小值。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种谐振转换器，其在不同的运行状况下以低的开关损耗运行。根据本专利技术，这个目标通过上面提到的类型的谐振功率转换器实现，其中，提供电压传感器来感测跨过至少一个开关的电压降，并且控制器构造成在感测到的电压降的绝对值到达最小值时，使所述至少一个开关切换到接通状态。因而，当源电压的变化或负载状况的变化使实现零电压切换或谷切换所处的时机改变时，根据本专利技术的转换器将自动地适应改变的状况。本专利技术的更具体的可选特征在从属权利要求中提到。除了别的之外，这些特征容许在宽范围的功率和输出电流内有高效的功率转换，有主动的功率因素修正和减小电磁干扰(EMI)。在一个实施例中，通过改变开关的切换频率来实现输出电流控制。具体而言，当转换器以满功率运行时，切换频率略微高于谐振回路的谐振频率，而当切换频率进一步增大时，转换的功率和输出电流将下降。当功率需求进一步降低时，切换频率的持续增加可能导致增加的开关损耗，并且对应地导致转换器效率降低。在这些情况下，可行的是通过下者来进一步降低输出电流:通过省略开关的一些接通时段，同时使谐振回路保持谐振；或通过以爆发模式操作开关，其中，开关的接通和断开时段的周期性型式被截成由所有开关都断开的阶段中断的一系列爆发部分。 在控制输出电流之后，还可行的是控制输入电流，并且通过采用嵌套反馈环路，还可行的是控制输出电流和输入电流两者。输入电流的控制容许保持大致正弦输入电流曲线，并且从而实现功率因素修正。【专利附图】【附图说明】现在将结合附图来描述本专利技术的实施例，其中: 图1是根据本专利技术的第一实施例的功率转换器的电路图； 图2显示用于阐述图1中显示的功率转换器的功能的波形； 图3显示示出了具有减小的输出电流的运行模式的波形； 图4是用于控制图1中显示的转换器的切换的控制器的框图； 图5和6显示示出了转换器的不同的运行模式的波形；以及 图7和8是根据本专利技术的修改的实施例的谐振转换器的电路图。【具体实施方式】如图1中显不,谐振转换器10布置成将输入电压Uin转换成输出电压Urat。输入电压Uin为由电压源12供应的DC电压或脉动的DC电压。谐振回路14由电感器Lr和两个电容器组形成，一个电容器组为电容器Cr1和Cr2的并联电路，而另一组为电容器C2和C3的并联电路(具有并联负载的LCC拓扑)。谐振回路14经由开关Q1和Q2形成的半桥16连接到电压源12上。开关Q1和Q2是电子开关，例如IGBT。这些开关的控制栅连接到电子控制器18(图4)上，电子控制器18将在后面描述。缓冲电容器Cs1、Cs2并联连接到各个开关Q1和Q2上。以大约25kHz至50kHz的幅度的切换频率交替地断开和闭合开关，以便使可具有例如25kHz的谐振频率的谐振回路14震荡。谐振回路14的电容构件由电容器Crt和(；2形成，电容器Crt和C1-2相对于电感器L对称地布置,正如开关Q1和Q2那样。电容器Crt连接在电压源12的正极和电感器L之间，并且电容器(；2连接在电感器L和电压源的负极之间。具有相等电容的两个电容器C2和C3串联连接在电压源12的正极和负极之间，与谐振回路14并联。当谐振回路震荡时，在将电感器L连接到电容器C2和C3上的点处的电压Ur将在中心电压附近震荡，中心电压由电容器C2和C3之间的中间点限定。这个电压Ur驱动变压器T的一级侧，变压器T的二级侧连接到由二极管全桥D和电容器C4形成的整流器20上。跨过电容器C4的电压降形成输出电压Urat，当连接负载(未显示)时，用于电容器C4的放电电路闭合，并且一级输出电流Itjut可在这个放电电路中流动。当开关Q1接通而开关Q2断开时，输入电流Iin将流过开关Q1和电感器L以对电容器(；2充电。只要跨过电感器L的电压降为正(Uin>U山谐振回路14中的电流仁将增加，并且电容器Crt将放电。当电容器Crt被完全放电时，电感器L将使电流L持续，使得电容器C,2将进一步充电，并且电容器Crt将以相反极性充电。跨过电感器L,的电压降变成负的，并且电流IJ拳低。最终，电流L将改变符号。然后，开关Q1断开，并且开关Q2接通，使得电容器Crt和(；2将通过电感器L和开关Q2放电。电流将增加，直到电容器Crf放电为止，并且电流将逐渐降到零，同时电压I相对于电压源12的负极变成负的。然后，开关Q2将断开，并且开关Q1将再次接通，使得可开始另一个循环。照这样，变压器T中的一级电流保持震荡，并且当开关Q1和Q2的切换频率接近谐振回路14的谐振频率时，将传递最大功率。为了阻止电压源12经由开关Q1和Q2短路，这些开关的接通时段必须始终分开某个最小死时间。在这些死时间期间，本来将流过开关的电流将转移到缓冲电容器CS1、CS2，并且较少部分进入IGBT的装置电容中。图2(A)示出开关Q1和Q2的接通和断开时段的序列。在这个示例中，接通时段分开死时间Td，为了将在下面变得清楚的原因，时间Td大于上面提到的最小死时间。图2⑶示出电压传感器22 (图1)在两个开关Q1和Q2之间的连结点处感测到的电压Us的波形。因而，电压Us对应于跨过开关Q2的电压降，而Uin-Us代表跨过开关Q1的电压降。由于图1中显示的电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M卡多鲁斯，J希夫费伦，M格雷宁格，D范卡斯特伦，
申请(专利权)人：ABB有限公司，
类型：
国别省市：
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