[发明专利]控制三个DC端子之间的功率流的隔离DC/DC变换器

说明书

提供用于控制至少三个电流网络（Q_AC，Q_HV，Q_NV）之间的功率流的变换器（K），所述电流网络具有不同的运行电压（U_A，U_B，U_C）。变换器包括：至少三个端子（A，B，C），所述端子分别被设立用于电接触所述三个电流网络（Q_NV，Q_HV，Q_AC）之一；以及至少两个变换器单元（Z₁，Z₂，…），所述变换器单元分别具有变压器（T），所述变压器具有至少三个变压器线圈（W_1，A，W_1，B，W_1，C，W_2，A，W_2，B，W_2，C，…），其中所述端子（A，B，C）其中至少一个与变换器单元（Z₁，Z₂，…）的串联电路连接，而所述端子（A，B，C）其中至少另一个与变换器单元（Z₁，Z₂，…）的并联电路连接。

背景技术

在此描述的变换器尤其是能够应用到功率电子设备的领域。其尤其涉及实现在三个电分离的直流电压源之间的全方向的功率流的变换器。术语“全方向的”就此而论意味着能够通过该变换器在任意方向上并且在宽的功率范围内控制不同直流电流源之间的功率流。

在当今的电动车辆以及混合动力车辆中通常使用两个不同的车载电网：一方面存在低压电网（NV电网），该低压电网通过蓄电池来缓存，并且对所有低压用电器、例如车载计算机、光单元和娱乐电子设备进行供电。另一方面存在高压电网（HV电网），该高压电网通过高伏特蓄电池来被馈电并且不仅提供用于驱动的能量而且也提供用于低压电网的能量。

为了将能量从HV电网传输到NV电网中，通常使用DC/DC变换器（DC=directcurrent=直流电流），该DC/DC变换器出于安全技术的原因而必须具有电分离。为了电动车辆或混合动力车辆的成功运行，必须能够此外通过供电电网（AC电网）来给蓄电池充电。由此需要附加的AC/DC变换器（AC= alternating current=交变电流），该附加的AC/DC变换器在供电电网侧优选地不仅适合用于以单相交变电流进行的运行而且也适合用于以三相交变电流进行的运行。出于安全技术的原因，在此必须同样地设置电分离。为了实施具有电分离的AC/DC变换器，所述AC/DC变换器典型地以非隔离的AC/DC整流器和带有电分离的下游接通的DC/DC变换器来实施。因此，在当今的电动车辆和混合动力车辆中通常终究存在三个电分离的直流电压系统，即供电电网（AC电网）、HV电网和NV电网，其中能够在该供电电网上连接供电电网。

在这三个直流电压系统之间的功率流如上所述地因此通常以两个独立的电分离的DC/DC变换器来实现。因此，一方面，由AC电网所需要的用于给具有NV蓄电池的NV电网充电的总功率必须根据变换器的接线而定地通过至少两个DC/DC变换器来被引导。另一方面，通过两个独立的电分离的DC/DC变换器的接线而双倍地安置不同的电路部件。所述电路部件例如包括电子的转换开关或变压器。术语“电子的转换开关”在此尤其是意味着以功率半导体来实现的桥分支，其中两个桥分支构成全桥。这不仅导致系统的更差的总效率而且也导致被提高的生产成本并且通过微小的系统集成而导致更低的功率密度。

发明内容

在此应描述的是一种按照权利要求1的特征所述的用于控制功率流的变换器。其涉及用于控制至少三个电流网络之间的功率流的变换器，这些电流网络具有不同的运行电压，该变换器包括：至少三个端子，这些端子分别被设立用于电接触这三个电流网络之一；和至少两个变换器单元，这些变换器单元具有变压器，该变压器具有至少三个变压器线圈，其中这些端子其中至少一个端子与不同的变换器单元的变压器线圈的串联电路连接，而这些端子其中至少另一个端子与不同的变换器单元的变压器线圈的并联电路连接。