在换流器中自动控制整流的电路装置和方法制造方法及图纸

如果由于在换流器的初级侧上的电压改变而引起的电流流经电流互感器，通过电流互感器的一个控制信号截止一个并联于变压器的次级侧布置、用作空载二极管的开关元件。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
为了自动控制地对在一个直流电压/直流电压换流器的一个变压器的次级上的电压进行整流，从参考资料Interlec91,CH2970-2/910000-0495$1.00,1991,496-498页、图7中公开一个电路装置。在这个对在次级上的电压进行整流的电路装置中交叉控制二个开关元件。开关元件的各自控制输入端的激励电压取自变压器的次级布置的线圈的抽头。可是这个已知的电路装置带来这样的缺点，不保持恒定开关元件的激励电压，并且存在于全部的开关周期期间。这个电路装置此外不适合于低电压换流器。在例如2.5或1.8伏电压的情况下在换流器的次级上不再得出对于整流器的足够的激励。太低的激励电压结果是开关元件的不足够的导通。由于不足够的导通，电路的效率变低。本专利技术基于这个任务，给出在低输出电压的换流器中自动控制整流的另外的电路装置和方法，其避免上述的缺点。通过权利要求1和7的特征解决了这个任务。本专利技术带来这样的优点，在低输出电压的DC/DC换流器中安全实现开关元件的导通。本专利技术带来另外的优点，通过一个电流互感器能够特别省事地扩展该电路。在从属权利要求中给出另外的特点。根据图从实施例的下面详细阐述中明了该电路装置和方法。图示附图说明图1一个具有自动控制整流器的流量变换器，图2a-2i脉冲图，图3一个另外的具有自动控制整流器的流量变换器，图4一个另外的具有自动控制整流器的流量变换器，和图5一个具有自动控制整流器的流量变换器的变体。在图1中描述了一个具有自动控制整流器的单端(Eintakt)流量变换器。在单端流量变换器的初级上布置一个第一开关元件T1，例如一个场效应晶体管。通过第一控制单元S控制这个第一开关元件T1。在这个第一控制单元S中布置一个用于控制第一开关元件T1的脉宽调制电路。并联于单端流量变换器的输入侧的抽头布置一个输入电容CE。在变压器TR1的次级线圈的一个抽头和单端流量变换器的第一输出终端之间，在主电流路径中布置一个传感器单元和一个输出扼流圈TR2。一个电流互感器TR3在下面的电路扩展中用作传感器单元。在变压器TR1的次级线圈的一个另外的抽头和单端流量变换器的第二输出终端之间布置一个第二开关元件T2，例如一个带有体二极管的MOS场效应晶体管。一个第三开关元件T3，例如一个带有体二极管的MOS场效应晶体管、以第一引线连接在电流互感器TR3和输出扼流圈TR2之间，并且以第二引线连接在第二开关元件T2的第一引线上。第二开关元件T2的控制输入端与第一驱动电路DR2连接。这个第一驱动电路DR2与第三开关元件T3的第一引线连接。一个与第三开关元件T3的控制输入端连接的第二驱动电路DR3一方面与第三开关元件T3的第一引线连接，另一方面经过一个包括次级负荷电阻RB和电流互感器TR3的次级线圈N2的并联电路与第三开关元件T3的第二引线连接。在流量变换器的输出端上，并联于单端流量变换器的输出端子布置一个终端负载电容CA。在单端流量变换器的次级布置一个用于产生辅助电压UH的单元。通过输出扼流圈TR2、一个二极管D和一个电解电容CH形成这个单元。通过用于一个辅助电压UH的输出扼流圈TR2转换输出电压UA。在这个和其它电路装置中辅助电压UH是恒定的。该辅助电压UH总计大约为10伏。与这个辅助电压一起通过第一驱动电路DR2控制第二开关元件T2、通过第二驱动电路DR3控制第三开关元件T3。下面参阅在图2中的脉冲图反映根据本专利技术的单端流量变换器的开关状态。在第一开关元T1的接通时刻t0、t2、t4的单端流量变换器的开关状态如果通过控制电路S的一个控制信号接通第一开关元件T1，则在变压器TR1的初级上开始电流IT1，电流IT2在变压器TR1的次级上流过。瞬间地在上述时刻之后，在这些时刻中第一开关元件T1的负载电流段已经是低欧姆的，第三开关元件T3还处在空载二极管的功能并有输出电路的空载电流。回路经过被截止的第二开关元件T2的体二极管闭合。在这个阶段第三开关元件T3形成短路。仅仅通过二个回路和变压器TR1的漏电感限制通过第三开关元件T3的陡峭上升的电流IT2。电流IT2与通过输出扼流圈TR2注入的空载电流完全相反在第三开关元件T3中流过(图2b、2f)。在第三开关元件T3的负载电流段上的电压改变得不明显。随着在变压器TR1的次级上的电流IT2的快速增长，根据电流互感器TR3的变换比N1∶N2在次级负荷电阻RB上也产生一个负载电压URB(图2i)。这个处于次级负荷电阻RB上的负载电压URB形成第三开关元件T3的断开标准。第二驱动电路DR3相应被触发并截止第三开关元件T3。如果第三开关元件T3截止，则电压UT3上升到输入电压UE的变换值。通过第一驱动电路DR2控制第二开关元件T2，并且第二开关元件T2的负载电流段变为低欧姆。只要第三开关元件T3截止，就在变压器TR1的次级上结束整流过程，并且第二开关元件T2接纳电流IT2。通过输出扼流圈TR2经过负载和第二开关元件T2的低欧姆负载线路段实现在变压器TR1的次级上电流IT2的通电。在时间间隔t0-t1、t2-t3、…内在第一开关元件的低欧姆控制的负载电流段期间单端流量变换器的开关状态在图2a中描述在第一开关元件T1上的电压UGST1，在图2h中描述激励电压UGST2和在第二开关元件T2的负载电流段上的电压。如果第一开关元件T1的负载电流段是低欧姆的，则在单端流量变换器的次级端上的第二开关元件T2的负载电流段当然也是低欧姆的。在单端流量变换器的初级上注入的电流IT1通过变压器TR1变换为在变压器TR1的次级上的电流IT2。电流IT2流经电流互感器TR3和输出扼流圈TR2。处于第三开关元件T3的负载电流段上的电压UT3用于第一和第二驱动电路DR2、DR3的控制。在考虑变压器TR1的变压比的情况下这个电压UT3与输入电压UE的值成直接比例地改变。电压UT3基本上是一个矩形交流电压。在时刻t1、t3、…单端流量变换器的开关状态，在这个时刻第一开关元件T1的负载电流段是高欧姆的在第一瞬间，在第三开关元件T3的第二和第一引线之间布置的体二极管接受电流流过。可是，因此UT3的电压瓦解。结果是第二开关元件T2断开，第三开关元件T3接通。在第一开关元件T1截止的瞬间，电流IT1和IT2降低到零安培。在第三开关元件T3上的电压从其最大正值跳到略微有点负的值，因为第三开关元件T3的体二极管瞬间接纳了电流互感器TR3注入的电流。由此高欧姆地接通第二开关元件T2的负载电流段。第三开关元件T3用作空载二极管，并接纳通过输出扼流圈TR2注入的空载电流。在时刻t1、t3、…，在第一开关元件T1变为高欧姆期间(图2a)，在第三开关元件T3的负载电流段上的电压UT3有一个低的电压，结合在图1中指出的电压向量(图2c)，其具有一个负值。在这个阶段流经第三开关元件T3的空载电流、由于其从第三开关元件T3的第二引线流到第一引线、在第三开关元件T3的负载电流段上造成一个电压。结合在图1中画的电压矢量这个电压具有一个低的负值。在第三开关元件T3用作空载二极管期间，通过转向零伏的电压UT3使第三开关元件T3完全导通(图2c、图2e)。在时刻t1-t2、t3-t4之间单端流量变换器的开关状态在这些时间周期内，第三开关元件T3用作空载二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
在换流器中自动控制整流的电路装置，具有处于一个变压器（ＴＲ１）初级侧上的交流电压，在变压器（ＴＲ１）的初级侧上具有一个第一开关元件（Ｔ１）并且在变压器（ＴＲ１）的次级侧上具有一个第二和一个第三开关元件（Ｔ２、Ｔ３），其中第三开关元件（Ｔ３）以其负载电流段与变压器（ＴＲ１）的次级线圈并联，并且第二开关元件（Ｔ２）以其负载电流段布置于在次级线圈的一个抽头和第三开关元件（Ｔ３）的负载电流段的一个第一引线之间的主电流路径中，并且第二开关元件（Ｔ２）的控制输入端与第三开关元件（Ｔ３）的第二引线连接，其特征在于，预先规定一个传感器单元（ＴＲ３）用于确定在变压器（ＴＲ１）的初级侧或次级侧上通过的电流，其中一个在电流流过时由传感器单元（ＴＲ３）发出的控制信号如此控制第三开关元件（Ｔ３）的控制输入端，即第三开关元件（Ｔ３）的负载电流段转换为高欧姆。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B布拉库斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]