[发明专利]多电平转换器和用于操作多电平转换器的控制方法

权利要求书

1.转换器(1)，包括：

有源级(2)，其用于将AC输入处的AC输入电压(u_in)转换成中间DC电压(U_Z)；

DC/DC转换器(3)，其用于将所述中间DC电压(U_Z)变换成DC输出处的输出DC电压(U_out)，其中所述DC/DC转换器(2)具有由谐振电路(32)和变压器(33)构成的谐振变压器(32、33)；

控制单元(5)，其配置成 

    仅基于所述DC/DC转换器(3)的输出DC电压(U_out)、所述转换器(1)的输入电压(u_in)和输入电流有源地操作所述有源级(2)，以及

    在开环模式中操作所述DC/DC转换器(3)。

2.如权利要求1所述的转换器(1)，其中，所述控制单元(5)配置成通过以对应于或低于所述谐振变压器(32、33)的谐振频率的开关频率切换所述有源开关，而在所述开环模式中操作所述DC/DC转换器(3)。

3.如权利要求1或2所述的转换器(1)，其中，所述DC/DC转换器(3)具有第一开关单元(31)和第二开关单元(34)，它们各具有通过续流二极管(D₅ – D₈)各自并联的开关元件(S₅ – S₈)，其中所述谐振变压器(32、33)布置在所述第一开关单元(31)与所述第二开关单元(34)之间，其中所述控制单元(5)配置成以约50 %的占空比和所述开关频率操作所述开关单元(31、34)中的一个。

4.如权利要求3所述的转换器(1)，其中，所述控制单元(5)配置成或者不驱动所述开关单元(31、34)中相应的另一个以使续流二极管(D5 – D₈)充当无源整流器，或者操作所述开关单元(31、34)中相应的另一个以充当有源整流器。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的转换器(1)，其中，所述控制单元(5)具有控制功能，它通过计入所述有源级(2)的所述输入电流(i_in)以及所述输入电压(u_in)和所述DC输出电压(U_out)来反馈控制所述DC输出电压(U_out)和所述输入电流。

6.如权利要求5所述的转换器(1)，其中，所述控制功能是级联控制控制。

7.如权利要求5至6中的任一项所述的转换器(1)，其中，所述有源级(2)具有H桥电路，其中所述H桥电路根据作为所述控制功能的结果的调制指数操作。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的转换器(1)，其中，所述有源级(2)具有串联施加的输入电感器(L_in)。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的转换器(1)，其中，所述谐振变压器(32、33)由谐振电路(32)和变压器(33)构成，其中所述谐振变压器(32)包括谐振电感器(L_r)、谐振电容器(C_r)和并联电感器(L_m)。

10.包括多个如权利要求1至9中的任一项所述的转换器的布置(40)，其中，所述有源级(2)的所述AC输入串联连接并且所述DC/DC转换器(3)的所述DC输出并联连接，其中所述控制单元(5)配置成仅基于所述并联的DC/DC转换器(3)的公共输出DC电压(U_out)、所述布置(40)的输入处的输入电压、以及经过所述布置(40)的输入电流有源地操作所述有源级(2)。

11.权利要求10所述的布置(40)，其中，以与所述串联连接的有源级(2)串联的形式提供公共输入电感器。

12.用于操作转换器的方法(1)，其中，所述转换器(1)包括：

有源级(2)，其用于将AC输入处的AC输入电压(u_in)转换成中间DC电压(U_Z)；

DC/DC转换器(3)，其用于将所述中间DC电压(U_Z)变换成DC输出处的输出DC电压(U_out)，其中所述DC/DC转换器(3)具有具体由谐振电路(32)和变压器(33)构成的谐振变压器(32、33)，

所述方法包括以下步骤：

    仅基于所述DC/DC转换器(3)的输出DC电压(U_out)、所述转换器(1)的输入电压(u_in)和所述有源级(2)的输入电流有源地操作所述有源级(2)，以及

    在开环模式中操作所述DC/DC转换器(3)。