DC到DC转换器制造技术

预调节器(或线路调节器)用于将具有第一特性的电力转换为具有第二特性的电力。例如，预调节器可以将仅需要常规市电电源电平的形成负载的电气设备连接到实用三相电源。这意味着负载的功率部件可能会降级，使得负载电气装备更便宜。这样的电路可以进一步改进。下转换器本身中的部件仍然需要额定以与较高电压接合。提出了一种方法，其中，可以使用两个交错式下转换器(36、38)来供应电压。能量恢复元件(50)连接交错式下转换器的缓冲器，因此实现预调节器电路的一些降级。

DC to DC converter

A preconditioner (or a line regulator) is used to convert electric power with a first characteristic to power with second characteristics. For example, a preconditioner can connect electrical equipment with a load forming load that requires only a conventional power supply level to a practical three-phase power supply. This means that the power components of the load may be degraded, making the load electrical equipment cheaper. Such a circuit can be further improved. The components in the lower converter itself still need to be rated to engage with the higher voltage. A method is proposed, in which two interlaced lower converters (36, 38) can be used to supply the voltage. The energy recovery element (50) connects the buffer of the interlaced lower converter, thus realizing some downgrade of the preconditioner circuit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DC到DC转换器
本专利技术涉及预调节器电路、X射线成像系统和照明系统。
技术介绍
电源或预调节器电路是用于将具有一组特性的电力转换为具有另一组特性的电力以满足指定要求的设备。通常，电源或预调节器电路必须与三相公用事业网络一起使用。这样的网络在相间提供了大约400V的典型电源电压，并且考虑到所有可能的电压变化，供应给预调节器电路(有时称为线路调节器)的输入端的整流电压可以在400和750VDC的范围内。因此，后续应用的功率部件应设计成承受该范围内的最大电压。因此，预调节器的目的是生成修改的输出电压，以用于驱动主应用的负载。然而，即使主应用的部件可能被降级以反映预调节器之后的较低电压，预调节器本身的部件仍必须被设计成以三相电压操作。WO2006/051450讨论了预调节器拓扑结构，其使得预调节器的部件能够被降级。然而，这样的系统可以进一步改进。US2009/0066311A1公开了一种预调节器电路，其包括第一预调节器模块和第二预调节器模块，每个预调节器模块具有输入端和输出端，输出端耦合到相应的负载模块。US5847949A公开了一种升压转换器，其用于将在其输入端处接收的输入电压分别转换为在其第一输出端和第二输出端处提供的第一输出电压和第二输出电压；功率转换的方法；以及采用该升压转换器或该方法的功率转换器。JP2002233151A公开了一种切换电源电路，其中，第一缓冲电容器和第二缓冲电容器的一侧端分别连接到第一初级线圈和第一切换模块之间的接合点，并连接到第二初级线圈和第二切换模块之间的接合点。
技术实现思路
具有用于提供DC-DC电压转换的改进的预调节器电路将是有利的。为此，本专利技术的第一方面提供了一种预调节器电路，其具有：用于接收输入电压的输入端子，其中，预调节器被配置为修改应用到负载的输入电压。预调节器电路包括第一和第二预调节器模块，每个预调节器模块具有用于连接到相应的第一和第二负载模块的输入和输出。第一预调节器模块的输出与第二预调节器模块的输入串联耦合，第二预调节器模块的输出与第一预调节器模块的输入串联耦合。第一和第二预调节器模块分别包括第一和第二缓冲电路。第一和第二缓冲电路通过能量恢复元件互连，以实现第一和第二缓冲电路的规律放电。该放电具有相当大的DC含量。有利地，根据第一方面的预调节器电路提供了用缓冲电路增强的预调节器电路，从而允许预调节器电路在硬切换模式下的操作，同时减少了由于功率开关中的耗散而导致的能量损失。此外，从电路辐射的电磁干扰(EMI)水平降低。另外，预调节器电路的缓冲器的部件可能受到与电源开关相同的降级。根据本专利技术的第二方面，提供了一种包括如上所述的预调节器电路的X射线成像系统，其中，所述负载包括X射线管。使用预调节器电路的X射线系统改善了这种系统的电磁干扰性能。在存在灵敏的医疗设备的环境中降低EMI发射是非常重要的。X射线系统的功率处理部件可能会降级，从而降低部件成本。根据本专利技术的第三方面，提供了一种包括如前所述的预调节器电路的照明系统。使用预调节器电路的照明系统改善了这种照明系统的EMI性能，同时使用降级的功率处理部件，从而降低了部件成本。本申请中的术语“负载模块”是指连接到预调节器的一个或多个应用。负载可以是电阻性的、反应性的或两者的混合物。范例的负载模块可以指X射线管或照明镇流器部件。然而，本专利技术的这些用途仅是示范性的，并且预调节器电路可以用于广泛的应用中，诸如在CT扫描器、C形臂成像器、MRI扫描器、行李箱X射线扫描器、常规数字C射线扫描器。技术人员将会想到许多其他应用。术语“缓冲电路”是指用于抑制经历高电流路径的突然中断的电气系统中的电压和电流瞬变的电路。当存在电感元件时，电流的突然中断导致磁场在非常短的时间内在电感器周围崩塌。先前存储在电感器周围的磁场中的能量表现为跨电感器的端子的电势差。因此，跨电流开关装置的端子感应出高的瞬时电压，引起瞬变。除了成为电磁干扰源之外，如此生成的瞬态甚至可能破坏切换元件。至少在没有其他布置的情况下，有必要提高切换部件的反向耐压容限，从而导致额外的设备成本。简单的缓冲电路通常包括具有缓冲电容器、反向偏置的缓冲二极管和与功率切换器件并联的缓冲电阻器的网络。该网络降低了跨器件的电压斜率，从而引起电磁干扰的降低。通常在功率切换器件中消耗的能量反而被缓冲电容器吸收。为了在随后的切换事件中再次重复该过程，缓冲电容器必须由缓冲电阻器放电。因此，功率消耗在缓冲电阻器中，而不是功率切换器件中。在下面的应用中，术语“能量恢复元件”是指能够在一个点存储电能并且在另一个释放电能的电路部件。具体而言，能量恢复元件的范例是电感器。换言之，本专利技术的方法可以被看作是使用两个交错式转换器单元提供预调节器电路拓扑，其中，转换器单元的各个部件上的电应力通过利用来自拓扑结构的一个单元的部件来从拓扑结构的另一个单元中的缓冲器恢复能量来降低。这是可能的，因为交错式转换器单元的缓冲器与能量恢复元件(例如电感器)互连。在这种拓扑结构中，缓冲器中的一个总是具有比另一个更高的电压，使用(无损耗)元件来使用第二缓冲器的额外电荷来使第一缓冲器放电。每个转换器单元被提供有缓冲电路，其中，能量恢复元件连接两个对应的交错式降压转换器单元的缓冲电路。流过能量恢复元件的电流自动调节到转换器的电流切换方案，使得在发生后续切换事件的时刻正好实现缓冲电容器的放电。参考下文描述的实施例，本专利技术的这些和其他方面将变得显而易见，并且得到阐明。附图说明将参考以下附图描述本专利技术的示范性实施例：图1示出了预调节器电路的概念。图2示出了现有技术的预调节器电路系统图。图3示出了现有技术的预调节器电路的范例示意图。图4示出了具有常规缓冲电路布置的交错式下转换器的单元。图5示出了根据本专利技术的第一方面的预调节器电路。图6示出了根据本专利技术的第一方面的预调节器电路的具体实施方式。图7示出了根据本专利技术的第一方面的预调节器电路的电压曲线。图8示出了根据本专利技术的第一方面的预调节器电路的电压-电流曲线。图9示出了根据本专利技术的第一方面的预调节器电路的另外的结果。图10示出了根据本专利技术的第二方面的包括预调节器电路的X射线成像系统。具体实施方式通常安装预调节器以连接三相公用电源和最终的负载应用。预调节器(或线路调节器)将输入电压调节或限制在其输出处的合理范围内。这意味着，相对于初始的三相线路电压，最终应用(负载)中的部件可能会降级。图1示出了连接到负载12的常规的预调节器电路10。输入电压Vi由常规的整流和平滑布置(例如具有平滑电容器的桥式整流器)供应。预调节器电路10将输入电压Vi调节成电压Vo，电压Vo然后被施加到负载12。因为预调节器电路连接到三相电源输入，所以预调节器电路的部件必须是额定值以适用于高达Vi处存在的最大电压的电压。在负载12中使用的部件仅需要被额定以确保它们能够以预调节器10的最大电压输出(和安全裕度)操作。图2图示了在WO2006/051450中进一步描述的一种预调节器电路。该预调节器具有以交错布置排列的两个下转换器。由Vin指代的DC电源输入被施加在第一预调节器模块14和第二预调节器模块16上，每个预调节器模块分别具有由Vi1和Vi2指代的相应输入端子。预调节器模块14和16的输出端子连接到第一和第二相应负载(主应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有用于接收输入电压的输入端子(A、B)的预调节器电路(30)，其中，所述预调节器电路被配置为修改所述输入电压以用于应用到负载模块(32、34)；其中，所述预调节器电路包括第一预调节器模块(36)和第二预调节器模块(38)，所述第一预调节器模块和所述第二预调节器模块中的每个具有用于连接到相应的第一负载模块和第二负载模块的输入和输出；其中，所述第一预调节器模块的所述输出与所述第二预调节器模块的所述输入串联耦合，并且所述第二预调节器模块的所述输出与所述第一预调节器模块的所述输入串联耦合；其中，所述第一预调节器模块和所述第二预调节器模块分别包括第一缓冲电路和第二缓冲电路；并且其中，所述第一缓冲电路和所述第二缓冲电路通过能量恢复元件(50)互连，以实现所述第一缓冲电路和所述第二缓冲电路的规律放电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.27 EP 15169406.41.一种具有用于接收输入电压的输入端子(A、B)的预调节器电路(30)，其中，所述预调节器电路被配置为修改所述输入电压以用于应用到负载模块(32、34)；其中，所述预调节器电路包括第一预调节器模块(36)和第二预调节器模块(38)，所述第一预调节器模块和所述第二预调节器模块中的每个具有用于连接到相应的第一负载模块和第二负载模块的输入和输出；其中，所述第一预调节器模块的所述输出与所述第二预调节器模块的所述输入串联耦合，并且所述第二预调节器模块的所述输出与所述第一预调节器模块的所述输入串联耦合；其中，所述第一预调节器模块和所述第二预调节器模块分别包括第一缓冲电路和第二缓冲电路；并且其中，所述第一缓冲电路和所述第二缓冲电路通过能量恢复元件(50)互连，以实现所述第一缓冲电路和所述第二缓冲电路的规律放电。2.根据权利要求1所述的预调节器电路(30)，其中，所述第一预调节器模块(36)和所述第二预调节器模块(38)分别包括被配置为交替地被启用和禁用的第一开关(Q1)和第二开关(Q2)，所述预调节器电路还包括控制器，所述控制器用于控制所述第一开关和所述第二开关的占空比。3.根据权利要求2所述的预调节器电路(30)，其中，所述控制电路被布置为相对于所述第二开关以相移模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·吕尔肯斯，A·加西亚托尔莫，B·阿克曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL