转换器电路以及匹配可变DC电压的方法技术

一种转换器电路配置，用于将可变ＤＣ电压匹配到产生驱动信号的驱动电路，有一个三点ＤＣ电压中间电路，三点ＤＣ电压中间电路是由第一电容和与其串联的第二电容构成的，第一电容的一个接头构成了三点ＤＣ电压中间电路的上接头，第一电容在与第二电容的连接点处构成了中点接头，第二电容的一个接头构成了三点ＤＣ电压中间电路的下接头。提供了第一部分转换器系统和第二部分转换器系统，第一部分转换器系统的输入端与产生ＤＣ电压的ＤＣ电压源的第一电极连接，第二部分转换器系统的输入端与ＤＣ电压源的第二电极连接，第一部分转换器系统的第一输出与上接头相连，第二部分转换器系统的第一输出与下接头相连。此外，第一部分转换器系统的第二输出通过中点接头与第二部分转换器系统的第二输出串联。还定义了一种用于匹配可变ＤＣ电压的方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率电子学领域，基于转换器电路配置和用于匹配可变DC电压的方法，如在独立权利要求的特征部分中所要求的。现有技术在输出端具有可变DC电压的两极DC电压源是，例如，从燃料电池应用知名的，燃料电池代表具有可变DC电压的DC电压源。通常由于不同的DC电压电平，这样的DC电压源供电给一个三点DC电压中间电路，该电路是由第一电容和与其串联的第二电容构成的。此外第一电容的一个接头构成了三点DC电压中间电路的上接头，第二电容的一个接头构成了三点DC电压中间电路的下接头。此外，在第一电容和第二电容的连接点处构成了三点DC电压中间电路的中点接头。三点转换器电路有一个驱动电路产生驱动信号，通常是连接到三点DC电压中间电路的上接头、中间接头和下接头，根据驱动信号来驱动三点转换器电路的功率转换。三点转换器电路将DC电压源的电能供给，例如，电AC电压供应网络。类似这样的三点转换器电路的一个问题是三点转换器电路中的功率转换必须设计成将DC电压源宽范围的DC电压转换到这个范围，特别是要根据功率。但是，这导致相当高的成本，在这种情况下设计中必须要考虑提供足够大的电压余量。但是，当时只能由非常昂贵的元件来提供这样的电压余量，和/或只能通过较高级别的电路复杂性来达到这一点。因为DC电压源是直接连接到三点DC电压中间电路，所以中间电路电压与可变DC电压相关，因此只能通过高成本且复杂的驱动电路来驱动三点转换器电路中的功率转换才可能将受控的功率传输到电AC电压供应网络。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目标是确定一种匹配可变DC电压的转换器电路配置，使用该配置可以在三点DC电压中间电路中产生基本恒定的中间电路电压。另一个目标是确定一种匹配可变DC电压的方法，使用该方法以非常简单的方式产生基本恒定的中间电路电压。这些目标是通过权利要求1和9中的特征达到的。在从属权利要求中还详细说明了本专利技术更多的发展。根据本专利技术用于匹配可变DC电压的转换器电路配置有一个产生驱动信号的驱动电路和一个三点DC电压中间电路。三点DC电压中间电路是由第一电容和与其串联的第二电容构成的，第一电容的一个街头构成了三点DC电压中间电路的上接头，第一电容在与第二电容连接点处形成了中点接头。此外，第二电容的一个接头构成了三点DC电压中间电路的下接头。根据本专利技术，提供了一个第一部分转换器系统和一个第二部分转换器系统，第一部分转换器系统的输入端与产生DC电压的DC电压源的第一电极相连，第二部分转换器系统的输入端与DC电压源的第二电极相连。此外，第一部分转换器系统的第一输出与上接头相连，第二部分转换器系统的第一输出与下接头相连。此外，第一部分转换器系统的第二输出通过中点接头与第二部分转换器系统的第二输出串联。根据本专利技术的转换器电路配置有益的是可以在DC电压中间电路中产生基本恒定的中间电路电压，第一部分转换器系统在第一电容两端产生基本恒定的第一中间电路电压，第二部分转换器系统在第二电容两端产生基本恒定的第二中间电路电压。因此三点转换器电路中从三点DC电压中间电路供电的功率电容可以根据基本恒定的中间电路电压来设计，不需要降低来提供大的电压余量，这样可以节省相当大的成本。此外，不需要高成本且复杂的驱动电路来驱动三点转换器电路中的功率转换，使受控的功率传输到电AC电压供应网络。此外，转换器电路配置处理最小数目的元件，可以以低级别的电路复杂性来制造。而且，根据本专利技术的转换器电路配置由于结构简单，元件数量少，所以便于维护和修理。在根据本专利技术、使用如上所述的根据本专利技术的转换器电路配置来匹配可变DC电压的方法中，驱动第一部分转换器系统将第一中间电路电压设置为可以预先定义的中间电路电压额定值，驱动第二部分转换器系统将第二中间电路电压设置为可以预先定义的中间电路电压额定值。这种驱动部分转换器系统的方法有利于以非常简单的方式产生基本恒定的中间电路电压，特别是第一和第二中间电路电压。三点转换器电路通常连接到对应的三点DC电压中间电路，有利的是不需要任何复杂的驱动过程，设计用于可变DC电压，用于三点转换器电路中的功率转换。此外，可以使用根据本专利技术的方法良好的稳定三点DC电压中间电路。通过下面结合附图对本专利技术优选的典型实施方案的详细描述，本专利技术的这些和其它目标、优点和特征将显露出来。附图描述在图形中附图说明图1显示了根据本专利技术的转换器电路配置的第一实施方案，图2显示了根据本专利技术的转换器电路配置的第二实施方案，以及图3显示了根据本专利技术的转换器电路配置驱动电路的实施方案。在参考符号列表中以总结的形式列出了附图中使用的参考符号及它们的含义。原则上，相同的部分使用相同的参考符号和图形。所描述的实施方案说明了本专利技术要点的例子，没有任何限制的作用。具体实施例方式图1显示了根据本专利技术匹配可变DC电压的转换器电路配置1的第一实施方案。转换器电路配置1包括一个驱动电路28，用于产生驱动信号S11，…S1n；S21，…S2n，在图3中举例说明了这样一种驱动电路28的一个实施方案，后面将会描述。此外，转换器电路配置1有一个三点DC电压中间电路2，是由第一电容3和与其串联的第二电容4构成的，第一电容3的一个接头构成了三点DC电压中间电路2的上接头。此外，第一电容3在与第二电容4的连接点处形成了中点接头6。此外，第二电容4的一个接头构成了三点DC电压中间电路2的下接头7。根据本专利技术，转换器电路配置1包括第一部分转换器系统8和第二部分转换器系统9，第一部分转换器系统8的输入端与产生DC电压的DC电压源11的第一电极10相连。根据图1，第二部分转换器系统9的输入端与DC电压源11的第二电极12相连。此外，第一部分转换器系统8的第一输出13与上接头5连接，第二部分转换器系统9的第一输出14与下接头7连接。此外，根据本专利技术，第一部分转换器系统8的第二输出15通过中点接头6与第二部分转换器系统9的第二输出16串联。第一部分转换器系统8有利的是可以将在第一电容3上产生的第一中间电路电压UDC1设置成基本恒定的值，第二部分转换器系统9有利的是可以将在第二电容4上产生的第二中间电路电压UDC2设置成基本恒定的值，这样可以在两个电容3、4两端产生基本恒定的中间电路电压，即使出于清楚的目的在图1中没有显示这一点。因此，举例来说，与三点DC电压中间电路2连接的转换器电路，特别是三点转换器电路，可以进一步处理来自DC电压源11的已匹配的DC电压而不产生任何问题，因此对于这样的三点转换器电路既不需要特殊设计的三点转换器电路，也不需要高成本且复杂的驱动电路。根据本专利技术，转换器电路配置1有一个电容能量存储器17，与第一电极10和第二电极12相连，与DC电压源11并联。这个电容能量存储器17方便的用于临时存储DC电压源11的电能。电容能量存储器17另一个优点是它使谐波反馈减少。此外，如图1所示，各个部分转换器系统8、9是由n个并联的支路对18构成的，其中n＝3，4，5…，根据根据本专利技术的转换器电路配置1的第一实施方案，以及如图1中所示，n＝4。根据本专利技术，每个支路对18是由两个串联的、可以被驱动的功率半导体开关19构成的，每个功率半导体开关19有利的是有一个集成的驱动电极整流的闸流晶体管或一个驱动电极以隔离方式排列的双极晶体管。两个部分转换器系统8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转换器电路配置，用于将可变ＤＣ电压匹配到产生驱动信号（Ｓ↓［１１］，…Ｓ↓［１ｎ］；Ｓ↓［２１］，…Ｓ↓［２ｎ］）的驱动电路（２８），有一个三点ＤＣ电压中间电路（２），是由第一电容（３）和与其串联的第二电容（４）构成的，第一电容（３）的一个接头构成了三点ＤＣ电压中间电路（２）的上接头（５），第一电容（３）在与第二电容（４）的连接点处构成了中点接头（６），第二电容（４）的一个接头构成了三点ＤＣ电压中间电路（２）的下接头（７），其特征在于提供了第一部分转换器系统（８）和第二部分转换器系统（９），第一部分转换器系统（８）的输入端与产生ＤＣ电压的ＤＣ电压源（１１）的第一电极（１０）连接，第二部分转换器系统（９）的输入端与ＤＣ电压源（１１）的第二电极（１２）连接，第一部分转换器系统（８）的第一输出（１３）与上接头 （５）相连，第二部分转换器系统（９）的第一输出（１４）与下接头（７）相连，第一部分转换器系统（８）的第二输出（１５）通过中点接头（６）与第二部分转换器系统（９）的第二输出（１６）串联。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：P戴勒，O高普，
申请(专利权)人：ABB瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]