[发明专利]DC/DC功率转换器、用于控制DC/DC功率转换器的切换的方法、DC/DC功率转换器布置、以及系统

说明书

一种DC/DC功率转换器(4)用于将输入(IN1、IN2)处的电压(Vin)转换为DC/DC功率转换器(4)的输出处的电压(Vout)，其中，输出电压(Vout)为输入电压(Vin)的倍数。DC/DC功率转换器(4)包括串联电连接的两个开关电路(1、2)、串联电连接的两个电容器单元(C1、C2)、以及包括谐振电容器(Cr)和谐振电感器(Lr)的谐振电路(3)。两个开关电路(1、2)中的第一开关电路(1)电连接到第一电容器单元(C1)的一侧，第一电容器单元(C1)的该侧与第一电容器单元(C1)的另一侧相对，第一电容器单元(C1)的该另一侧连接到两个电容器单元(C1、C2)中的第二电容器单元(C2)。第一开关电路(1)的开关(11、12)是可控半导体开关。第一开关电路(1)包括一个或多个二极管单元(D11)，一个或多个二极管单元(D11)将第一电容器单元(C1)电连接到第一开关电路(1)的两个开关单元(11、12)。

技术领域

本公开涉及一种DC/DC功率转换器、一种用于控制这种DC/DC功率转换器的切换的方法、一种包括多个DC/DC功率转换器的级联的DC/DC功率转换器布置、以及包括这种DC/DC功率转换器或这种DC/DC功率转换器布置的系统。特别地，本公开涉及包括谐振电路的DC/DC功率转换器。

背景技术

DC/DC功率转换器用于将一个DC电压电平转换为另一个DC电压电平。因此，这些DC/DC功率转换器用于将一个DC电压电平连接到另一个DC电压电平。DC/DC功率转换器用于不同的技术领域。例如，DC/DC功率转换器可用于可再生能源装置，例如，用于将一个DC电平转换为另一个电平的光伏装置或风能装置。DC/DC功率转换器还可以用在固定电压传输应用中，例如用于服务器电源或电信设备中使用的电源中的DC/DC转换。

发明内容

本公开的实施例还基于发明人的以下考虑：

图1示出了基于谐振平衡器概念的DC/DC功率转换器，即，该DC/DC功率转换器包括具有谐振电容器Cr和谐振电感器Lr的谐振电路，用于将输入端IN1和IN2处的第一DC电压Vin(输入电压)转换为输出端OUT1和OUT2处的第二DC电压Vout(输出电压)，其中，第二DC电压Vout是第一DC电压Vin的倍数。即，第二DC电压Vout大于第一DC电压Vin。例如，DC/DC功率转换器可以用于将第一DC电压Vin(例如，Vin＝1V)转换为第二DC电压Vout，使得第二DC电压Vout是第一DC电压Vin的两倍(例如，Vout＝2·1V＝2V)。谐振平衡器概念用于产生一个电压电平到另一个电压电平的镜像效应。因为基于谐振平衡器概念的DC/DC功率转换器在几乎没有开关损耗的情况下运行，所以谐振平衡器概念的主要优势是效率高。即，由于使用了谐振平衡器概念，图1的DC/DC功率转换器的开关S01、S02、S03、以及S04的切换在DC/DC功率转换器的运行期间几乎不会造成开关损耗。

如图1所示，绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)形式的四个可控半导体开关S01、S02、S03、以及S04相互串联电连接。术语“连接”在本文中用作术语“电连接”的同义词。谐振电路(也可以称为谐振回路)包括谐振电容器Cr和谐振电感器Lr的串联连接。谐振电容器Cr和谐振电感器Lr的串联连接的一侧连接到四个开关S01、S02、S03、以及S04的串联连接中的最顶部的两个开关S01和S02之间的节点，另一侧连接到四个开关S01、S02、S03、以及S04的串联连接中的最底部的两个开关S03和S04之间的节点。

术语“顶部”和“最高”可用作术语“最顶部”的同义词。即，多个元件的串联连接中的最顶部的元件可称为该串联连接中的顶部的元件或该串联连接中的最高的元件。多个元件的串联连接中的最高/最顶部的元件位于多个元件的串联连接中的最高/最顶部的位置。最顶部的元件是多个元件的串联连接中的第二最顶部的元件的在前元件。多个元件的串联连接中的第二最顶部的元件是最顶部的元件的在后元件和第三最顶部的元件的在前元件。多个元件的串联连接中的第三最顶部的元件是第二最顶部的元件的在后元件和第四最顶部的元件的在前元件，依此类推。