[发明专利]直流电压变换器

说明书

本发明涉及一种用于在两个电网（BN48、BN14）之间传输能量的直流电压变换器，其具有多个并联的变换器电路（Z1、Zn），其中，串联于每个变换器电路（Z1、Zn）地设置有第一半导体开关（M14、Mn4），所述第一半导体开关依赖于在所述第一半导体开关（M14、Mn4）上的电压降能被操纵，和/或串联于每个变换器电路（Z1、Zn）地设置有第二半导体开关（M15、Mn5），所述第二半导体开关依赖于在所述第二半导体开关（M15、Mn5）上的电压降能被操纵。

技术领域

本发明涉及一种用于在两个电网之间传输能量的直流电压变换器，其具有多个并联的变换器电路。

背景技术

这类具有多个也称为变压器单元的变换器电路的直流电压变换器由现有技术已知。特别是已知多相直流电压变换器，例如由文献DE 11 2008 004 030 T5和文献DE 102009 054 957 A1已知，所述多相直流电压变换器具有多个变换器电路。直流电压变换器例如在机动车中被利用，以便使不同的汽车电网相互耦联。

如果在具有多个变换器电路的直流电压变换器中在其中一个变换器电路中出现故障并且流过短路电流，则其可以通过直流变换器的控制装置检测。在检测出短路电流后，所述控制装置将有故障的变换器电路切断。从出现短路电流的时刻直到切断有故障的变换器电路的时刻可能在已知的直流电压变换器情况下经历足够长的允许通过直流电压变换器的电流的上升的时间。所述电流可能这样高，使得在通过所述直流电压变换器耦联的电网中的电压崩溃并且各电网变得不稳定或所述电网之一变得不稳定。通过所述控制装置对流过变换器电路的电流的监测因此可能过于缓慢，以致于不能阻止电网的崩溃。

发明内容

本发明在此开始。

本发明基于的问题是，在短路的情况中快速切断开头所述类型的直流电压变换器的变换器电路。

该问题按照本发明通过如下方式解决，即，串联于每个变换器电路地设置有一个第一半导体开关，所述第一半导体开关根据在所述第一半导体开关上的电压降能被操纵，和/或串联于每个变换器电路地设置有一个第二半导体开关，所述第二半导体开关根据在所述第二半导体开关上的电压降能被操纵。按照存在第一半导体开关或是存在第二半导体开关，所述第一或第二半导体开关可被用于可靠和快速地切断有故障的变换器电路。如果不仅存在第一半导体开关而且存在第二半导体开关，则两者可以被用于可靠和快速地切断变换器电路。

所述直流电压变换器可以具有用于检测在第一半导体开关上的电压降的器件和/或用于检测在第二半导体开关上的电压降的器件。在变换器电路之一短路时，基于电流上升在第一或第二半导体开关上的电压也强烈升高，因为所述第一或第二半导体开关具有通流电阻，即使只具有小的通流电阻。该电压上升被检测。因此所述第一或第二半导体开关不只用作为开关元件而且也用作为用于检测电流上升或用于检测短路的测量电阻。

用于检测电压降的所述器件可以是门限开关的一部分。利用所述门限开关，在第一或第二半导体开关上的电压可以被检测并且与至少一个开关门限比较。每个门限开关可以具有至少一个输出端。利用所述门限开关可以产生依赖于所述比较结果的输出信号，所述输出信号在门限开关的输出端可被获取。如果例如在半导体开关上的电压高于阈值，则输出信号可以具有对应于逻辑1的电平，而在低于阈值的情况下则产生逻辑0。

优选门限开关的开关门限可以被调节。为此门限开关可以具有用于调节阈值的连接端。所述用于调节门限开关的开关门限的连接端可以与所述控制装置连接。因此可能的是，借助所述控制装置调节和预定开关门限。所述开关门限可以例如通过所述控制装置与改变的参数适配，例如与半导体开关的改变的温度适配。这可能是有意义的，因为半导体开关的通流电阻与温度相关。通过开关门限与改变的导通电阻适配可以保证，在相同的电流通过半导体开关时超过和/或低于开关门限。

门限开关的输出端可以直接与第一或第二半导体开关的控制输入端连接，所述第一或第二半导体开关的电压降利用所述门限开关检测。