[发明专利]调节器电路以及具有这种调节器电路的系统

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子领域。本发明以根据独立权利要求前序部分所述的调 节器电路以及具有这种调节器电路(Stellerschaltung)的系统为出发点。

背景技术

当今主要在许多工业应用以及牵引应用(例如铁路领域)使用调节器电路。 例如在DE 197 50 041 C1中就阐述了一种将第一直流电压转换成第二直流电 压的调节器电路。其中，这种调节器电路包括一个升压变换器(Hochsetzsteller)、 一个尤其在半桥电路中串联在升压变换器输出侧的变流器(Umrichter)，其中 所述变流器具有一个通过电容储能器构成的直流电压电路，并且在输出侧通过 一个电感线圈与变压器的次级侧相连。此外调节器电路还包括一个整流器，且 整流器在输出侧与变压器次级绕组相连。可对DE 197 50 041 C1所述的升压变 换器和变流器进行控制，使得电容储能器、电感线圈与变压器的漏电感构成一 个谐振电路，也就是升压变换器通过其输入端上的直流电压脉冲，在输出端将 相应的交变电压施加在电容储能器上，使得谐振电路起振。

上述调节器电路的问题在于：尽管具有上述谐振电路，仍然会在变流器的 功率半导体开关中引起开关损耗，所述开关损耗使其承受严重负荷，尤其是热 负荷。功率半导体开关将会因此而迅速老化，且功率半导体开关的故障率会随 着调节器电路的工作时间而增多。然后，调节器电路将不再具有如其例如在牵 引应用中所要求的高可用率。

在US 6,344,979B1中同样也阐述了一种例如附图4所示的调节器电路， 包括一个谐振变换器、一个变压器、一个其输入端与变压器次级绕组相连的整 流器、以及一个与谐振变换器和变压器初级绕组相连的CLL谐振电路，所述 CLL谐振电路具有一个谐振电容、一个第一谐振电感和一个第二谐振电感。

发明内容

因此本发明的任务在于，阐述一种经过改进的调节器电路，其具有很小的 开关损耗，此外还可作为对现有技术的替代解决方案，尤其是对DE 1 97 50 041 C1和US 6,344,979B1的替代解决方案。另一个任务在于：阐述一种具有这些 调节器电路、并且特别易于实现的系统。通过权利要求1或权利要求6所述的 特征，即可解决这些任务。从属权利要求中所述的为本发明的有益改进型式。

本发明所述的调节器电路包括升压变换器、谐振变换器、变压器、在输入 侧与变压器次级绕组相连的整流器，以及与谐振变换器和变压器的初级绕组相 连的CLL谐振电路，该CLL谐振电路具有谐振电容、第一谐振电感和第二谐 振电感。按照本发明所述，谐振电容与第一谐振电感串联，其中第一谐振电感 与变压器的初级绕组的第一连接点相连。此外谐振电容还与谐振变换器相连， 第二谐振电感与该谐振电容和第一谐振电感的连接点相连，其中第二谐振电感 与变压器的初级绕组的第二连接点相连，且变压器的初级绕组的第二连接点与 谐振变换器相连。CLL谐振电路因此被构造为“T”电路。

可通过谐振变换器对CLL谐振电路进行控制，使之以其谐振频率进行振 荡，这样除了能够对谐振变换器的、优选使用的可控双向功率半导体开关进行 零电流接通及关断之外，还能对谐振变换器的可控双向功率半导体开关进行零 电压接通及关断。这样就能进一步减少谐振变换器的可控双向功率半导体开关 的开关损耗，并且能够有利地以低损耗方式将施加在升压变换器输入端上的第 一直流电压转换成施加在整流器输出端上的第二直流电压。由于减小了开关损 耗，因此可以延长可控双向功率半导体开关的使用寿命，并且可将调节器开关 的故障率保持在小的程度，使得调节器电路有利地具有高的可使用率。该调节 器电路因此可作为现有技术的替代解决方案。

本发明所述的系统具有至少两个本发明上述调节器电路，其中这些调节器 电路的升压变换器在输入侧相互并联或者串联。该系统因此具有可理解地简单 的构造，其中可有利地利用升压变换器的输入侧并联电路实现大的输入电流， 因此可以传输更高的电能。升压变换器的输入侧串联电路可以实现高的输入直 流电压，因此同样也能传输高的电能。

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细解释，从中可看出本发 明的任务、优点和特征。

附图说明

其中示出：

图1  本发明所述调节器电路的第一种实施例，

图2  本发明所述调节器电路的第二种实施例，