电压转换器制造技术

本发明专利技术涉及电压转换器（1），其在输入端接收可在较大电压范围内变化的直流初级电压（2）、并在输出端提供经调节的第一直流次级电压（3）和未经调节的第二直流次级电压（4），所述电压转换器（1）包括双输出自耦降压转换器（5），其特征在于其还包括：升压转换器（6），其布置在降压转换器（5）的上游，其能够在激活时使初级电压（2）上升；以及电荷泵模块（7），其布置在第二次级电压（4）与第一次级电压（3）之间，其能够在激活时平衡电荷，升压转换器（6）和电荷泵模块（7）的激活是同时的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电压转换器
本专利技术总体上涉及电压转换器的领域。本专利技术特别是针对能够提供至少一个次级电压的直流电压转换器，包括在低初级电压的情况下也能如此。
技术介绍
如图1所示，已知使用自耦（àselfcouplées）降压转换器5来实现这样的电压转换器：其在输入端接收可在较大电压范围内变化的直流初级电压2（如来自电池的电压），并在输出端提供经调节的第一直流次级电压3和未经调节的第二直流次级电压4。众所周知，这样的降压转换器5能够在输出端提供经调节的第一直流次级电压3和未经调节的第二直流次级电压4。直流初级电压2有利地由滤波器模块F进行滤波。还已知，为了减轻初级电压2的下降（例如在电池放电的情况下），将升压转换器（假定是已知的）置于降压转换器5的上游，以维持初级电压2。为了在此配置中确保其功能，在忽略第一次级电压3与第二次级电压4之间的相对电荷分布的情况下，应针对初级电压2的略微降低激活升压转换器，所述略微降低通常是针对初级电压2从标称初级电压（对应于电池的标称电荷）下降20％到25％。对于标称电压为12V的电池，应在初级电压2一降至9至10V以下就激活升压转换器。这会导致有害的频繁激活，这一方面是因为升压转换器的激活会产生显著的电磁干扰，并且另一方面是因为升压转换器的效率低下会加剧初级电压2上的能耗，因此加剧电池放电。此外，对于非常低的初级电压2，如果两个次级输出3、4之间的电荷分布不良，则仅升压转换器无法保证第二次级电压4的值。
技术实现思路
本专利技术的目标是提出一种直流电压转换器，其不具有现有技术的缺陷，并且主要改善了第二次级电压的质量。该目标是藉由一种电压转换器而达成的，所述电压转换器在输入端接收可在较大电压范围内变化的直流初级电压、并在输出端提供经调节的第一直流次级电压和未经调节的第二直流次级电压，所述电压转换器包括：双输出自耦降压转换器；升压转换器，其布置在降压转换器的上游，其能够在激活时使初级电压上升；以及电荷泵模块，其能够在激活时平衡第一次级电压与第二次级电压之间的电荷，升压转换器和电荷泵模块的激活是同时的。这样，该解决方案使得能够达成前述目标，显著改善了现有技术的性能。根据另一特征，升压转换器在激活时由第一控制器来操控，并且电荷泵模块在激活时由第二控制器来操控，第二控制器与第一控制器融为一体（confondu）。根据另一特征，当第二次级电压低于阈值时执行共同激活，所述阈值优选地等于标称的第二次级电压减少10％。根据另一特征，当初级电压低于阈值时执行共同激活，所述阈值优选地等于标称的初级电压的50％。根据另一特征，降压转换器由与第一控制器和/或第二控制器融为一体的第三控制器来操控。根据另一特征，降压转换器由与第一控制器和第二控制器分开的第三控制器来操控。附图说明通过阅读下面的描述，本专利技术的其他特征和创新优点将愈发显现，该描述被提供作为参考而绝非作为限制，并且是参照附图提供的，在附图中：已描述了的图1示出了根据现有技术的包括降压转换器的转换器的示意图。图2示出了根据本专利技术的一个优选实施例的转换器的示意图。图3示出了根据现有技术和根据本专利技术的第二次级电压的对照图。为了更加清楚，在所有图中，相同或相似的元件由相同的附图标记来标示。具体实施方式如图1所示，包括自耦降压转换器5（假定是已知的）的直流电压转换器使得能够从初级电压2产生第一直流次级电压3和第二直流次级电压4，初级电压2例如来自电池（如车辆电池），电池的标称电压为12V，但可在3至42V的较大电压范围内变化。众所周知，第一次级电压3可以由包括控制器8的反馈回路R来调节。该控制器8可以是任何类型的，并且例如为电流模式、电压模式、PWM（来自英语“pulsewidthmodulation（脉宽调制）”，意为幅宽调制）模式、磁滞模式、或任何其他等效模式。第一次级电压3通常较低，以便能够保证调节，包括针对低的初级电压2保证调节，第一次级电压3不能超过初级电压2。这样，有利地保留3.3V的值。这样的值更有利之处在于它使得能够馈送车辆计算机。比如由降压转换器5产生的第二次级电压4是由第一次级电压3通过等于1+N2/N1的增益而得出的，其中N2是次级绕组的匝数，并且N1是初级绕组的匝数。这样，如果匝数相同，即N2=N1，则第二次级电压4是第一次级电压3的两倍，即等于6.6V。然而，由于该第二次级电压3未经调节，因此该第二次级电压3可能因不良电感耦合、或因第一次级输出3与第二次级输出4之间的电荷不平衡而受到干扰。该干扰可能导致第二次级电压4暴跌（effondrement），在初级电压2较低时灵敏度增加。已知通过在降压转换器5的上游布置升压转换器6来弥补该问题，升压转换器6负责维持初级电压2并在初级电压2的值下降到阈值以下时被激活。为了确保使得能够获得第一次级电压3的调节，应针对初级电压2的略微降低激活升压转换器6，所述略微降低通常是针对初级电压2从其标称值下降20％到25％，即对于标称电压为12V的电池，应在初级电压2一降至9至10V以下就激活升压转换器６。这导致频繁的激活，具有前述双重危害。如图2所示，根据本专利技术的一个实施例，转换器1大体上仍采用现有技术的转换器布置。同样的，根据本专利技术的电压转换器1在输入端接收可在较大电压范围内变化的直流初级电压2。根据本专利技术的电压转换器1在输出端提供经调节的第一直流次级电压3和未经调节的第二直流次级电压4。由此，该第二次级电压4取决于电荷、电感比、电感耦合等的特征。同样的，该第二次级电压4可能在极限配置下波动。两个次级电压3、4之间的电感耦合不良以及电荷不平衡可能会引起第二次级输出4暴跌，尤其是当初级电压较低时。为了执行调节，转换器1包括双输出自耦降压转换器5。相对于现有技术，本专利技术增加了升压转换器6。升压转换器6除了其激活方面都与现有技术的升压转换器相似，后文会详述其激活方面。升压转换器6布置在降压转换器5的上游。升压转换器6在激活时能够使初级电压2上升，以帮助降压转换器5提供两个次级电压3、4和进行调节。本专利技术还增加了电荷泵模块7，其布置在第二次级电压4与第一次级电压3之间，并且在激活时能够平衡这两个输出3、4之间的电荷。根据本专利技术的一个特征，升压转换器6和电荷泵模块7的激活有利地是同时的。可以注意到，升压转换器6在没有激活的情况下形成类似于现有技术的滤波器F的无源滤波器。为了操控升压转换器6，已知需要第一控制器8，例如开关（àdécoupage）型控制器。类似地，为了操控电荷泵模块7，已知需要第二控制器8，例如开关型控制器。尽管它们共享共同的激活器9，但是升压转换器6和电荷泵模块7可以具有分开的控制器。然而，根据本专利技术的一个特征，第二控制器和第一控制器有利地融为一体。这使得能够实现高重用率，因此能节约组件。由此，如果不考虑与升压转换器6共用的控制器8，则电荷泵模块7的增加仅需要几个成本低廉且体积不大的无源组件：两个二极管、一个电阻和一个电容。如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电压转换器（1），其在输入端接收可在较大电压范围内变化的直流初级电压（2）、并在输出端提供经调节的第一直流次级电压（3）和未经调节的第二直流次级电压（4），所述电压转换器（1）包括双输出自耦降压转换器（5），其特征在于其还包括：升压转换器（6），其布置在降压转换器（5）的上游，其能够在激活时使初级电压（2）上升；以及电荷泵模块（7），其布置在第二次级电压（4）与第一次级电压（3）之间，其能够在激活时平衡电荷，升压转换器（6）和电荷泵模块（7）的激活是同时的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181206 FR FR18724421.电压转换器（1），其在输入端接收可在较大电压范围内变化的直流初级电压（2）、并在输出端提供经调节的第一直流次级电压（3）和未经调节的第二直流次级电压（4），所述电压转换器（1）包括双输出自耦降压转换器（5），其特征在于其还包括：升压转换器（6），其布置在降压转换器（5）的上游，其能够在激活时使初级电压（2）上升；以及电荷泵模块（7），其布置在第二次级电压（4）与第一次级电压（3）之间，其能够在激活时平衡电荷，升压转换器（6）和电荷泵模块（7）的激活是同时的。


2.根据权利要求1所述的转换器（1），其中，升压转换器（6）在激活时由第一控制器来操控，并且电荷泵模块（7）在激活时由第二控...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·圣马卡里，
申请(专利权)人：法国大陆汽车公司，大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR