直流电压转换器用的主动缓冲电路的操控设备和操控方法与流程

本发明涉及直流电压转换器用的、尤其是具有同步整流的中点整流器用的主动缓冲电路的操控设备和操控方法。

背景技术：
为了直流电压转换，例如为了对车辆的低压车载网络供电，通常使用同步整流电路。为此所使用的功率半导体开关、例如MOSFET恰好在较高的直流电流情况下具有比二极管小的损耗电压，由此可以提高整流器的效率。基于截止的半导体开关的输出电容，在同步整流器在电流上脱耦情况下可能发生“二次振荡”现象，也即出现电流或电压的不受欢迎的振荡。在此，在具有次级侧电感的变压器的次级侧的漏电感与半导体开关的输出电容之间发生谐振。常规的同步整流器因此具有衰减环节、所谓的“缓冲器环节”，其在超过临界电压极限时将振荡的所出现的振动能量加载到电容上。被动缓冲环节例如可以由电容器与电阻的串联电路组成，所述串联电路可以与半导体开关并联作为RC灭弧组合。而主动缓冲环节除了电容器之外还具有另一半导体开关，在超过电容器上的临界电荷量时可以经由所述另一半导体开关排出过量的电荷，例如排回到次级侧车载网络中。出版物US6,771,521B1公开了具有衰减电容器的同步整流器用的主动缓冲电路，所述衰减电容器可以经由半导体开关以可开关的方式被放电。出版物US5,898,581A公开了具有主动缓冲电路的中点整流电路，其中可以经由电感性元件将在缓冲电容器上所存储的振动电荷馈送回到整流电路中。

技术实现要素：
本发明根据一种实施方式提供一种直流电压转换器，具有带有初级侧绕组和有中间抽头的次级侧绕组的变压器、耦合在中间抽头和直流电压转换器的第一输出端之间的存储扼流圈、分别与次级侧绕组的端侧抽头连接并且被设计用于在直流电压转换器的第二输出端处产生经整流的输出电压的整流电路、被设计用于存储在整流电路中出现的谐振振动能量的经由整流电路所连接的缓冲电路、和操控设备，所述操控设备具有：开关时间确定装置和控制信号发生器，其中所述开关时间确定装置被设计用于根据输出电压、在缓冲电路中所存储的电荷和通过存储扼流圈的电流的由于整流而出现的电流波动来确定时间间隔，所述控制信号发生器被设计用于根据所确定的时间间隔产生用于使缓冲电路放电的操控信号。根据另一方面，本发明提供用于操控本发明直流电压转换器的缓冲电路的方法，具有步骤：确定显示缓冲电路的电荷状态的电压，将所确定的电压与电压阈值进行比较，根据直流电压转换器的输出电压、在缓冲电路中所存储的电荷和通过存储扼流圈的电流的由于整流而出现的电路波动来确定时间间隔，和根据所确定的时间间隔产生用于使缓冲电路放电的操控信号。本发明的优点本发明的构想是，提供直流电压转换器用的缓冲电路的操控设备，利用所述操控设备这样控制其中将在缓冲电路中中间存储的能量放电回到直流电压转换器中的时间段，使得通过放电所产生的电流不仅不增强在直流电压转换器的次级侧上的电流波动，而且在一定部分上甚至能够均衡。从而操控设备提供以下优点：使直流电压转换器的输出电压的电压波动最小化。由此得出附加优点，即直流电压转换器的输出滤波器的电容器必须具有较小的电容用以平滑输出电压，这使直流电压转换器的制造变得更成本低。特别有利地，操控设备可以处于具有缓冲电路的直流电压转换器中，其具有带有两个分别与变压器的次级侧绕组的端侧抽头耦合的二极管和带有与所述两个二极管耦合并且被设计用于作为电荷而存储振动能量的缓冲电容器的电荷收集装置和放电电路，所述放电电路被设计用于选择性地对在缓冲电容器中所存储的电荷进行放电。通过使用主动缓冲电路可以精确地调整放电电路的放电时刻。放电电路有利地可以是降压变换器，所述降压变换器具有电感和放电开关，其中所述电感被设计用于将在缓冲电容器中所存储的电荷馈送回直流电压转换器的第一输出端中，所述放电开关耦合在缓冲电容器和电感之间并且被设计用于根据操控信号将缓冲电容器选择性地与电感连接。通过使用电感性反馈，通过存储扼流圈的电流和缓冲电路的电感可以特别好地彼此协调，使得可以非常有效地均衡电流波动。有利地，直流电压转换器可以包括全桥电路，所述全桥电路与变压器的初级侧绕组耦合。在此，直流电压变换器可以是推挽磁通转换器，并且操控信号在所确定的时间间隔的持续时间期间被激活用于使缓冲电路放电并且在推挽磁通转换器切换到推挽中的时刻被去活。通过协调缓冲电路的放电过程与推挽磁通转换器的初级侧的开关时钟，有利地将反馈干扰抑制在初级侧中是可能的。整流电路根据一种实施方式可以具有同步整流电路。本发明的实施方式的其它特征和优点从参照附图的以下描述中得出。附图说明图1示出根据本发明的一种实施方式的具有缓冲电路的直流电压转换器的示意图；图2示出根据本发明的另一实施方式的直流电压转换器用的缓冲电路的操控设备的示意图；图3示出根据本发明的另一实施方式的直流电压转换器用的缓冲电路的操控方法的示意图；图4示出根据本发明的另一实施方式的直流电压转...