充电设备的输出级制造技术

本发明专利技术涉及一种充电设备的输出级，至少包括：变压器的第一次级绕组（2）；第一整流器（4），所述第一整流器与所述第一次级绕组（2）连接；降压转换器（10），所述降压转换器与第一整流器（4）的输出端连接并且具有第一输出电容器（6）。为了可以降低降压转换器的开关中的开关损耗并且减小电感的尺寸，规定所述变压器具有第二次级绕组（3），第二整流器（11）连同第二输出电容器（12）被连接到所述第二次级绕组上，其中第一和第二输出电容器串联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充电设备的输出级
本专利技术涉及一种充电设备的输出级，至少包括一变压器的第一次级绕组，一第一整流器，该第一整流器与第一次级绕组连接，一降压转换器，该降压转换器与第一整流器的输出端连接，其中在第一输出电容器上可量取第一输出电压。
技术介绍
充电设备通常包括输入级，馈电电压作为交流电压例如从交流电网或半导体桥馈送到该输入级中并且被输送给变压器的初级绕组。充电设备的输出级包括变压器的次级绕组、整流器和降压转换器。这样的充电设备例如被用在电动车辆的电池组中或用于电动车辆的电池组。 降压转换器(降压变压器)一般具有开关、二极管、作为针对能量的中间存储器的输入电容器和输出电容器和电感、例如存储器扼流圈。包含功率半导体的半导体开关、大多为晶体管被用作开关。在输出电容器上可量取输出电压，该输出电压被输送给耗电器或存储器、例如正好是电池组。 因为在降压转换器中被用作半导体开关的晶体管(例如IGBT、FET、SIC-FET)的开关速度越来越大，所以相应地在晶体管中出现大的开关损耗。原则上适用的是:晶体管的截止电压越大，开关损耗就越大。针对降压转换器的电感适用的是:电感上的电压越大，由降压转换器所产生的电压的波动性(所谓的“电流波纹”)就越大。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种充电设备的输出级，该输出级降低用于电路的时钟部分、即用于包括电感和半导体开关(例如晶体管)的电路部分的中间电路电压(特别是降压转换器的半导体开关上的电压)。这涉及在图1中被布置在两个电容器之间的电路部分。由此可以降低降压转换器的开关中的开关损耗并且减小电感的尺寸。 该任务通过具有专利权利要求1的特征的输出级来解决。本专利技术的有利的构型在各从属权利要求中加以定义。 根据权利要求1规定，输出级的变压器具有第二次级绕组，第二整流器连同第二输出电容器被连接到该第二次级绕组上，其中第一和第二输出电容器串联。 要充电的耗电器的输出电压可以从两个输出电容器的串联电路中提取。由此可以减小第一输出电容器上的电压并且因此减小降压转换器中的电压(相较于具有仅仅一个输出电容器的输出级)，以便为耗电器提供相同的电压。 本专利技术的一种可能的实施方式涉及，设置多个级联的降压转换器。这些级联的降压转换器以已知的方式反相地被操控。由此实现波纹电流的明显减少。 如果第一和第二次级绕组被构造为，使得第二次级绕组比第一次级绕组提供更小的电压，那么就保证通过第二次级绕组和第二整流器提供未调节的基本电压，该基本电压小于通过第一次级绕组、第一整流器和降压转换器所产生的经调节的电压。绕组的比值并且因此第一和第二次级绕组的电压的比值可以在构造方式相同的情况下例如被选择为，使得第二次级绕组具有比第一次级绕组更少的绕组。 [0011 ] 有利的是，第一和第二次级绕组的电压的比值与要充电的存储器协调一致。为此可以规定，第二次级绕组被构造为，使得该第二次级绕组提供基本电压，该基本电压对应于要充电的存储器的最小的允许电压，并且第一次级绕组提供附加电压，该附加电压将基本电压补充到对于要充电的存储器所期望的电压上。要充电的存储器例如可以是电池组、如电动车辆的电池组。 相应地，本专利技术也包括充电设备的输出级和存储器的组合，其中该存储器与根据本专利技术的输出级连接，使得该存储器量取两个输出电容器的电压和。 基于输出级的根据本专利技术的该实施可以减小晶体管和二极管的截止电压，由此出现较小的开关损耗。并且在保持相同的开关频率的情况下可以减小降压转换器(降压转换器扼流圈)的电感的尺寸。 【附图说明】 为了进一步解释本专利技术，在说明书的随后部分中参考示意图地从其它的有利的构型中得出本专利技术的细节和改进方案。其中:图1示出具有降压转换器的根据现有技术的输出级，图2示出具有降压转换器的根据本专利技术的输出级，图3示出具有两个级联的降压转换器的根据现有技术的输出级，图4示出具有两个级联的降压转换器的根据本专利技术的输出级。 【具体实施方式】 在图1中示出根据现有技术的充电设备的输出级。该输出级包括变压器的第一并且在此唯一的次级绕组2，该变压器的初级绕组I也被画入。该次级绕组2与第一并且在此唯一的整流器4连接，该第一整流器给降压转换器10供应电压。该降压转换器由输入电容器5、输出电容器6、晶体管7、电感8和二极管9组成。该输出电容器6在最左侧的端子上提供输出电压，该输出电压被用于对存储器充电。 根据本专利技术，现在向图1中的电路补充变压器的第二次级绕组3以及第二整流器11，该第二整流器通过第二输出电容器12同样提供总输出电压的一部分。总输出电压由降压转换器10的输出电容器6以及第二输出电容器12的输出电压之和构成。 如果例如要充电的存储器是电池组并且针对该电池组需要200V的最小电池组电压，那么不需要将总输出电压调节到200V以下。因此第二次级绕组3被选择参数，使得200V的未调节的基本电压施加在第二输出电容器12上，而第一次级绕组被选择参数，使得利用降压转换器10只需要有效地调节300V的分量。于是因此总共向电池组提供500V的总输出电压。 在图3中不出根据现有技术的另外的输出级，该另外的输出级可以根据图4被改进。 图3与图1的区别在于:设置另外的降压转换器，该另外的降压转换器与图1中的降压转换器级联地布置并且包括另外的电感13、另外的晶体管14和另外的二极管15。该另外的降压转换器与降压转换器10共享输入电容器5和输出电容器6。该电路根据图4类似于图2被补充了变压器的第二次级绕组3以及第二整流器11和第二输出电容器12。 原则上，根据本专利技术的电路(不用于充电设备，而用于其它目的)也可设想通过以下方式具有升压转换器，即降压转换器由升压转换器来代替。 附图标记列表:I变压器的初级绕组 2变压器的第一次级绕组 3变压器的第二次级绕组 4第一整流器5降压转换器的输入电容器6降压转换器的第一输出电容器7晶体管8电感9 二极管10降压转换器11第二整流器12第二输出电容器13另外的电感14另外的晶体管15另外的二极管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
充电设备的输出级，至少包括－变压器的第一次级绕组（2），－第一整流器（4），所述第一整流器与所述第一次级绕组（2）连接，－降压转换器（10），所述降压转换器与第一整流器（4）的输出端连接并且具有第一输出电容器（6），其特征在于，所述变压器具有第二次级绕组（3），第二整流器（11）连同第二输出电容器（12）被连接到所述第二次级绕组上，其中第一和第二输出电容器串联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.27 AT A50150/20121.充电设备的输出级，至少包括 一变压器的第一次级绕组(2)， 一第一整流器(4 )，所述第一整流器与所述第一次级绕组(2 )连接， 一降压转换器(10)，所述降压转换器与第一整流器(4)的输出端连接并且具有第一输出电容器(6)，其特征在于，所述变压器具有第二次级绕组(3)，第二整流器(11)连同第二输出电容器(12)被连接到所述第二次级绕组上，其中第一和第二输出电容器串联。2.根据权利要求1所述的输出级，其特征在于，设置有多个级联的降压转换器(10;13、14、15)...

【专利技术属性】
技术研发人员：A特尔恩卡，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE