[发明专利]直流/直流电压转换器装置

说明书

本发明涉及一种直流‑直流电压转换器(100)，包括隔离电路(120)，隔离电路包含通过第一磁路(111)彼此耦合的电感器(11、21)，第一磁路独立于将电感器(12、22)彼此耦合的第二磁路(112)，且其中：‑电隔离势垒(122)的第一侧包含电支路(A)，电支路包括电感器(11)，电感器耦合到第一磁路(111)且与耦合到第二磁路(112)的电感器(12)串联地电连接；且‑电隔离势垒的第二侧包含耦合到第一磁路(111)的第一电感器(21)和耦合到第二磁路(112)的第二电感器(22)；电隔离势垒的第二侧进一步包括第三电感器(23)和第四电感器(24)，第二侧的第三电感器和第四电感器通过相应磁路(113、114)耦合到位于隔离势垒的第一侧上的至少一个相应电感器(11'、12')。

本发明涉及一种直流/直流电压转换器装置以及包含所述电压转换器装置的电气系统。特定来说，电气系统配置成车载安装在机动车辆上。本发明进一步涉及用于控制根据本发明的电气系统的方法。

在本申请的范围内，高电压用来指高于60伏的电压，例如约100伏或几百伏特的电压；低电压用来指低于60伏的电压，例如约12伏或几十伏特的电压。

包含电绝缘势垒的直流/直流(direct current/direct current；DC/DC)转换器在机动车辆应用中通常设想为用以适配电压电平和确保车辆的高电压网络与低电压网络之间的电绝缘。根据专利US5754413获知隔离直流/直流转换器。转换器包含两个开关，所述两个开关形成臂且在中点的电平处连接到包含串联的两个变压器的支路。转换器以半桥式布置。开关通过变压器控制能量传输，以便将转换器的输入电压转换成输出电压。连接到变压器的次级线圈的二极管使得有可能对输出信号进行整流。通过控制开关的占空比来获得输出电压。通过修改占空比来达到目标输出电压值，调整转换器的增益以达到目标输出电压值。

机动车辆可以进一步包含使得能够从车辆外部的电气网络对高电压电池进行再充电的车载充电器。为了减小车载安装在车辆上的电子装置的大小及其成本，将直流/直流转换器和充电器集成在相同封装中是已知的。但是，电压和充电转换功能仍然通过两个不同电路来执行。然而，合并电压转换器和充电器的功能将使得有可能进一步改良车载电子装置的大小。

因此，寻求解决方案来合并在电压转换和/或充电期间使用的电路，特别是在机动车辆中。

为了解决这个问题，本发明涉及一种直流/直流电压转换器装置，特别是配置成车载安装在车辆上的直流/直流电压转换器装置，包含：

-隔离电路，包括电绝缘势垒；以及电感器，所述电感器通过第一磁路耦合在一起，所述第一磁路独立于将电感器耦合在一起的第二磁路，且其中：

-电绝缘势垒的第一侧包括：至少一个电支路(A、B)，包含电感器，所述电感器耦合到第一磁路且与耦合到第二磁路的电感器电串联；以及指示第一侧开关的开关，配置成将所述电支路连接在装置的第一端子与第二端子之间，所述开关包含形成第一臂的开关，且所述第一端子和第二端子配置成连接到第一电气网络，特别是车辆的第一电气网络；

-电绝缘势垒的第二侧包括：耦合到第一磁路的至少一个第一电感器和耦合到第二磁路的至少一个第二电感器，绝缘势垒的第一第二侧电感器与第二第二侧电感器之间的连接点形成装置的第三端子；以及指示第二侧开关的开关，配置成将第一第二侧电感器和第二第二侧电感器连接在装置的第三端子与第四端子之间，所述第三端子和第四端子配置成连接到第二电气网络，特别是车辆的第二电气网络；

-电绝缘势垒的第二侧进一步包含第三电感器和第四电感器，绝缘势垒的第三第二侧电感器与第四第二侧电感器之间的连接点形成装置的第五端子；以及开关，配置成将第三第二侧电感器和第四第二侧电感器连接在装置的第五端子与第六端子之间，所述第五端子和第六端子配置成连接到第三电气网络，特别是车辆外部的电气网络，

所述第三第二侧电感器和第四第二侧电感器通过相应磁路耦合到至少一个相应电感器，所述至少一个相应电感器定位于绝缘势垒的第一侧上且与所述第一侧开关电连接。