[发明专利]与输出功率无关地以临界导电模式工作的多通道直流调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多通道直流调节器，该直流调节器具有多个并联 的电流通道，所述电流通道通过微控制器彼此时间错位地进行控制。

背景技术

德国专利申请DE 10 2004 011 801 A1公开了一种具有四个并联电 流通道的直流调节器，该直流调节器描述为一种纯升压转换器。为控 制该直流调节器需要外部的限时元件。

此外还公开了双向直流调节器。这种直流调节器的基本电路在图 2中示出。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种直流调节器，该直流调节器结构简 单和成本低廉，可以尽可能广泛和高效使用并提供尽可能平整的电流。

该目的根据本发明由此得以实现，即电流通道各具有至少两个半 导体开关，通过这些半导体开关使得所述电流通道由微控制器作为升 压转换器或者作为降压转换器工作，至少一个电流通道具有用于检测 电流过零的装置，微控制器检测该电流通道内电流过零的周期时间， 并且微控制器根据所检测的周期时间使所有电流通道以临界导电模式 工作。

附图说明

附图中示意性示出本发明的实施例并在下面借助附图进行详细说 明。

其中：

图1示出根据本发明的多通道双向直流调节器的基本电路；

图2示出根据现有技术的双向直流调节器的基本电路；

图3至5示出升压转换器的电流分布曲线图；

图6至8示出降压转换器的电流分布曲线图；

图9示出双向直流调节器的应用例；

图10示出根据现有技术的调节回路；

图11示出能以临界导电模式工作的双向直流调节器的基本电路；

图12示出根据图11以升压转换器工作时电路的电流分布曲线图；

图13示出根据图11的电路的调节回路；

图14示出以升压转换器工作时多通道直流调节器的电流分布曲 线图；

图15示出根据图11作为降压转换器的电路的另一电流分布曲线 图；

图16示出调节回路的一部分；

图17示出根据图16的调节回路部分的简图；

图18示出以降压转换器工作时多通道直流调节器的电流分布曲 线图。

具体实施方式

图2示出双向直流调节器的示意性示出的基本电路，借助其介绍 直流调节器的基本工作原理。直流调节器基本上由第一和第二电源 (U1、U2)、蓄能电抗器L1以及优选构造成IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的两个半导体开关T1、T2组成。与半导体开关(T1、T2) 的负载接头并联联接各一个自振荡二极管(D1、D2)。

半导体开关(T1、T2)这样与其他元件联接，在第一半导体开关 T1接通时，使蓄能电抗器L1的接头通过第一半导体开关T1与第一电 源U1连接，而在第二半导体开关T2接通时，使蓄能电抗器L1与第二 半导体开关T2和两个电源(U1、U2)同时串联。

这种直流调节器的工作原理在于，通过接通半导体开关(T1或T2) 中的一个，给蓄能电抗器L1供电，蓄能电抗器L1因此构成磁场。储 存在该磁场内的能量在断开一个半导体开关(T1或T2)后产生感应电 流(输出电流i₂或i₁)，该感应电流通过各自另一半导体开关(T1或 T2)所属的自振荡二极管(D2或D1)和电源(U2、U1)之一流动。

为连续工作，例如需要通过PWM控制(PWM＝脉冲宽度调制) 对半导体开关(T1或T2)之一进行脉冲控制(Taktung)，其可以通 过中央控制装置和特别有利地通过微控制器实现。没有总体上的限制， 这种控制装置下面称为微控制器。为简化在附图中取消了微控制器的 图示。

原则上直流调节器分为两种工作方式，也就是升压转换器工作和 降压转换器工作。

升压转换器工作(图3至5)

以升压转换器工作时，能量从第一电源U1向第二电源U2流动。 为此半导体开关T1利用适当的PWM信号控制。半导体开关T2在这 种工作状态下未激活并因此无电流。为使电路可以工作，第二电源U2 的电压u₂必须大于第一电源U1的电压u₁。