[发明专利]包括低功率开关和用来控制开关以生成具有参考值和至少两个控制值的脉冲的设备的高功率转换器

权利要求书

1.一种用来将第一电压转换为第二电压的系统(10)，其包括：

多个换向构件(16)，其串联连接以形成换向构件组，所述多个换向构件构造成将所述第一电压转换为所述第二电压；

控制设备(24)，其用来控制所述多个换向构件(16)，所述控制设备(24)包括用来控制相应换向构件(16)的控制单元(34)和连接到所述控制单元(34)以控制控制单元的管理和供应构件(36)，所述管理和供应构件通过允许从所述管理和供应构件到所述多个换向构件同时传输控制信号和电能的链路(38)连接到所述控制单元，所述管理和供应构件(36)包括生成控制脉冲(80)以控制换向构件的脉冲生成装置(78)，所述控制脉冲(80)具有第一电压控制间隔(82)以允许电流的形成、对应于维持电流的第二电压控制间隔(84)和对应于电流返回到零值的第三过渡电压控制间隔(86)，所述控制脉冲(80)在所述第二电压控制间隔(84)期间具有基本上恒定的第二值(U2)并且不同于与无控制相对应的参考值(U0)，所述控制脉冲(80)在所述第一电压控制间隔(82)期间具有严格地高于所述第二电压控制间隔(84)期间的所述第二值(U2)的第一值(U1)，所述控制脉冲(80)在所述第三过渡电压控制间隔(86)期间的电压先降低到大于负值-U’1的值的最小电压，然后逐渐回升到所述参考值(U0)；以及

电隔离装置(40)，其连接在控制单元中相应的一个与所述管理和供应构件(36)之间，所述电隔离装置包括单个初级绕组(89)，多个磁路(88)和多个次级绕组(87)。

2.根据权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，还包括至少两个输入端子(12)和至少两个输出端子(14)，所述多个换向构件串联连接在所述至少两个输入端子(12)与所述至少两个输出端子(14)之间以形成换向构件组。

3.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其特征在于，所述链路包括单个初级绕组。

4.根据权利要求3所述的系统(10)，其特征在于，每个次级绕组电连接到相应控制单元(34)的输入并且围绕相应磁路(88)缠绕。

5.根据权利要求3所述的系统(10)，其特征在于，所述单个初级绕组(89)穿过所述磁路并且电连接到所述管理和供应构件(36)的输出。

6.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其特征在于，所述控制脉冲在所述第一电压控制间隔(82)期间的第一值(U1)大于所述控制脉冲在所述第二电压控制间隔(84)期间的第二值(U2)至少二倍。

7.根据权利要求6所述的系统(10)，其特征在于，所述控制脉冲在所述第二电压控制间隔(84)期间的第二值U2由以下等式示出：

U2＝(N×Uc)/M，

其中N表示相应换向构件组的换向构件的数量，N为大于或等于2的整数，

Uc为相应控制单元(34)的输入电压；以及

M表示相应次级绕组的匝数。

8.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其特征在于，所述第一电压控制间隔(82)的持续时间在50ns与200ns之间。

9.根据前述权利要求1或2所述的系统(10)，其特征在于，每个控制单元(34)包括并联连接的第一路径(64)和第二路径(66)，每个路径包括串联连接的晶体管和二极管，所述第二路径的晶体管与所述第一路径的晶体管互补，并且所述第二路径的二极管相对于所述第一路径的二极管相反地连接。

10.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其特征在于，所述脉冲生成装置(78)包括用来发出所述控制脉冲的输出端子和连接到所述输出端子的第一路径(94)和第二路径(96)，

每个路径(94，96)包括：晶体管，其连接于参考点与所述输出端子之间；电阻器(106)，其连接于所述参考点(104)与第一电位(U1，-U’1)之间；二极管(108)，其连接于所述参考点(104)与第二电位(U2，-U’2)之间；以及电容器(110)，其连接于所述参考点(104)与电接地(98)之间；所述第二路径(96)的晶体管与所述第一路径(94)的晶体管互补，并且所述第二路径(96)的二极管相对于所述第一路径(94)的二极管相反地连接。