电压转换器的变压器中的直流分量的抑制制造技术

本发明专利技术公开一种电压转换器，所述电压转换器具有：初级侧，所述初级侧具有全桥装置，所述全桥装置被构造用于，从具有第一幅度的电压源接收第一直流电压，并且转发给布置在初级侧中的初级线圈；控制装置，所述控制装置被构造用于，借助具有相对于彼此移动的相的PWM信号控制全桥装置，其中控制装置被构造成，基于初级线圈中的电流变化检测输送给初级线圈的电流的不对称性，其中控制装置被改造成，通过调整PWM信号来平衡所检测的不对称性。此外，本发明专利技术公开一种相应的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电压转换器和一种用于控制电压转换器的方法。
技术介绍
电压转换器当今在多种不同应用中使用。例如，也称作为DC/DC转换器的直流电转换器在电动车辆中使用，以便将车辆电池的电压转换成适合于相应的消耗器、例如驱动发动机的电压。电压转换器在此能够具有不同的拓扑。可能的转换器拓扑在此尤其根据需要的转换器功率来划分。对于直至大约100瓦特的功率，例如能够使用所谓的正向转换器或反激转换器。对于大于100瓦特的功率，例如能够使用半桥电压转换器，并且对于大约200瓦特直至大于100瓦特的功率，能够使用所谓的“零电压开关”全桥电压转换器。例如US2013314949A1示出这种全桥电压转换器。这种全桥电压转换器在此能够借助于不同的开关策略控制。一种可能性在于，借助于PWM信号控制全桥电压转换器，其中相彼此相对地移动。在全桥转换器中，在此需要四个开关信号，其中各两个开关信号共同地被构成为，使得转换器线圈的极中的一个极与正的供给电压连接，并且转换器线圈的极中的一个极与负的供给电压连接。在下文中，为了简化，这种控制信号对分别被称作为PWM信号。通常，所述PWM信号分别以50%的PWM占空比或占空比提供。如果所述PWM信号现在相对于彼此相移，那么能够设定不同的供给区间，在所述供给区间中，从能量源以电能供给转换器线圈。在两个PWM信号的“接通”区段不相交的区段中，线圈振荡回路处于空转中。在控制这种电压转换器时，重要的是，检测转换变压器的饱和，所述饱和能够基于可能的构件公差和转换变压器的由此造成的不对称的通电出现。如果借助不对称的电流控制转换变压器，那么所述转换变压器能够进入饱和。但是，在饱和时，转换变压器的电感降低，进而在相同的电压下，转换变压器之内的电流升高。这能够甚至引起转换变压器的或位于上游的电子构件的损坏。为了避免这，能够测量流动到转换变压器中的电流。对此，通常将电流测量变压器安置在电压转换器的全桥的正的供给线路上。但是因为所述电流测量变压器始终沿相同的方向被电流流过，所以所述电流测量变压器会进入饱和并且不再能够用于测量电流。出于所述原因，在控制全桥时，分别引入复位相，所述复位相无电流地开关全桥的供给线路，由此避免电流测量变压器的饱和。对应于所述原理的电压转换器的方框图在图6中示出。电压转换器具有带有四个开关S1-S4的全桥，在所述全桥的横跨支路中布置有变压器T1。在全桥的供给线路中布置有测量变压器T2。但是，缺点是，由于不允许电流流动的复位相，用于PWM信号的控制或调控区域受限。但是尤其是，在用于高功率的电压转换器中值得期望的是，能够将整个控制或调控区域用于电压转换。
技术实现思路
本专利技术公开一种具有权利要求1的特征的电压转换器和一种具有权利要求7的特征的方法。据此提供：一种电压转换器，所述电压转换器具有：初级侧，所述初级侧具有全桥装置，所述全桥装置被构造用于，从具有第一幅度的电压源接收第一直流电压，并且将其转发到布置在初级侧中的初级线圈上；控制装置，所述控制装置被构造用于，借助具有相对于彼此移动的相的PWM信号控制全桥装置，其中控制装置被构造为，基于初级线圈中的电流变化检测输送给初级线圈的电流中的不对称性，其中控制装置被构造为，通过调整PWM信号来平衡所检测的不对称性。例如，平衡能够通过下述方式进行：在一个半桥中控制被从对称的50%占空比上偏离，但是另外的半桥继续以50%占空比控制。此外提供：一种用于控制电压转换器的方法，所述电压转换器具有通过全桥装置来供给电压的初级线圈，所述方法具有下述步骤：借助具有相对于彼此移动的相的PWM信号控制全桥装置；基于初级线圈中的电流变化检测输送给初级线圈的电流中的不对称性；和通过调整PWM信号来平衡所检测的不对称性。本专利技术的优点本专利技术所基于的知识在于，能够借助测量装置在全桥装置和初级线圈之间测量流动到初级线圈中的电流，所述测量装置不能够测量直流电流，并且尽管如此，能够检测关于电流中的直流分量的信息。对此，本专利技术规定，检测初级线圈中的电流的变化，并且基于电流的变化推断出电流中的直流分量。因为直流电流将初级线圈引入饱和并且由此初级线圈的电感降低，所以在这种情况下，经过初级线圈的电流与单独由于电压和初级线圈的额定电感的情况相比也更快地上升。因此，电流的变化能够用作为下述内容的指示：在电压转换器的初级线圈中是否有不对称的电流流动。在本专利申请的上下文中，基于电流变化检测不对称性在此表示：检测任意的大小，所述大小允许关于一个PWM周期或多个PWM周期之内的电流变化的结论。这能够不仅是单个测量值，而且是一系列测量值。通常，为所描述的电压转换器类型使用所谓的峰值电流调控。所述峰值电流调控以能够测量直流分量的电流测量为前提条件。在所述调控中，在每个PWM周期中，将初级线圈一直与电压源连接，直至达到预先给定的电流值（峰值电流）。随后，切换到空转模式中。所述调控在此自动地负责经过初级线圈的对称的电流。可惜，迄今没有微控制器借助其集成的PWM生成单元支持所述调控方法。出于所述原因，为借助微控制器的控制提出具有预先给定的占空比的控制，这然而根据流行的学术观点由于具有不对称性的潜在问题是有问题的。有利的实施方式和改进方案由从属权利要求中以及由参考附图的描述中得出。在一种实施方式中，电压转换器具有测量变压器，所述测量变压器布置在全桥装置的对角线支路中，并且所述测量变压器与控制装置耦合，以便为控制装置提供初级线圈中的电流的值。借助于测量变压器可以执行电去耦的测量，并且例如在低压侧上在12伏特下运行控制装置。在一种实施方式中，控制装置被构造用于，通过分别检测PWM信号的下述区段中的至少一个电流值来检测初级线圈中的电流变化，在所述区段中，初级线圈经由全桥装置与电压源耦合。在一种实施方式中，控制装置被构造用于，检测PWM信号的相应的区段的最后百分之30、尤其最后百分之20或者最后百分之10之内的或者PWM信号的相应的区段的中间处的至少一个电流值。如果检测以下区段的末尾处的电流值，在所述区段中初级线圈经由全桥装置与电压源耦合，那么能够简单地检测线圈中的电流的变化。这例如结合图4详细阐述。适当的扫描时刻也能够根据设定的占空比不同地选择。在一种实施方式中，控制装置被构造用于，通过检测PWM信号的下述区段中的至少一个电流值来检测初级线圈中的电流变化，在所述区段中，初级线圈没有经由全桥装置与电压源耦合。如果检测初级线圈的所谓的空转相中的电流，那么同样能够简单地推断出初级线圈中的电流。空转相在此表示下述时间区段，在所述时间区段中，初级线圈不经由全桥装置与电压源耦合。在一种实施方式中，控制装置被构造用于，通过检测多个电流值来检测初级线圈中的电流变化。多个电流值允许电流变化的近似重建进而也允许初级线圈中的不对称的电流的识别。在一种实施方式中，控制装置被构造用于，检测两个电流值，并且通过两个电流值相减来检测初级线圈中的电流变化的斜率。电流变化的斜率允许推断出初级线圈的改变的线圈电感进而推断出初级线圈中的不对称的电流。在一种实施方式中，控制装置被构造用于，在PWM信号的两个依次的周期中，分别检测电流值，并且基于电流值的差值，检测初级线圈中的电流变化。因为在两个依次的周期中，始终一个周期是正周期并且另一个周期是负周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压转换器（1），具有：初级侧（2），所述初级侧具有全桥装置（3），所述全桥装置被构造用于，从具有第一幅度的电压源（4）接收第一直流电压，并且转发给布置在所述初级侧（2）中的初级线圈（5）；控制装置（6），所述控制装置被构造用于，借助具有相对于彼此移动的相的PWM信号（7）控制所述全桥装置（3）；其中所述控制装置（6）被构造成，基于所述初级线圈（5）中的电流变化，检测输送给所述初级线圈（5）的电流（8）中的不对称性；其中所述控制装置（6）被构造成，通过调整所述PWM信号（7）来平衡所检测的不对称性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.02 DE 102014210325.81.一种电压转换器（1），具有：初级侧（2），所述初级侧具有全桥装置（3），所述全桥装置被构造用于，从具有第一幅度的电压源（4）接收第一直流电压，并且转发给布置在所述初级侧（2）中的初级线圈（5）；控制装置（6），所述控制装置被构造用于，借助具有相对于彼此移动的相的PWM信号（7）控制所述全桥装置（3）；其中所述控制装置（6）被构造成，基于所述初级线圈（5）中的电流变化，检测输送给所述初级线圈（5）的电流（8）中的不对称性；其中所述控制装置（6）被构造成，通过调整所述PWM信号（7）来平衡所检测的不对称性。2.根据权利要求1所述的电压转换器，具有测量变压器（9），所述测量变压器被布置在所述全桥装置（3）的对角线支路（10）中，并且所述测量变压器与所述控制装置（6）耦合，以便为所述控制装置（6）提供所述初级线圈（5）中的电流（8）的值。3.根据上述权利要求中任一项所述的电压转换器，其特征在于，所述控制装置（6）被构造用于，通过分别检测所述PWM信号（7）的下述区段中的至少一个电流值来检测所述初级线圈（5）中的电流变化，在所述区段中，所述初级线圈（5）经由所述全桥装置（3）与所述电压源（4）耦合；其中所述控制装置（6）被构造用于，检测在所述PWM信号（7）的相应的区段的最后百分之30、尤其最后百分之20或最后百分之10之内的、或者在所述PWM信号（7）的相应的区段的中间处的至少一个电流值。4.根据上述权利要求中任一项所述的电压转换器，其特征在于，所述控制装置（6）被构造用于，通过检测PWM信号（7）的下述区段中的至少一个电流值来检测所述初级线圈（5）中的电流变化，在所述区段中，所述初级线圈（5）不经由所述全桥装置（3）与所述电压源（4）耦合。5.根据权利要求3或4所述的电压转换器，其特征在于，所述控制装置（6）被构造用于，通过检测多个电流值来检测所述初级线圈（5）中的电流变化；或者所述控制装置（6）被构造用于，检测两个电流值，并且通过两个电流值相减来检测所述初级线圈（5）中的电流变化的斜率。6.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：R申克，S宾哈克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE