输出整流器以及包括输出整流器的装置的制作方法

文档序号:23590578发布日期:2021-01-08 14:27阅读:132来源:国知局
输出整流器以及包括输出整流器的装置的制作方法

本发明总体上涉及电气系统领域。具体地,本发明涉及一种可电连接在电源与电能储存模块之间的电流路径中的输出整流器,其中,电源被配置为经由输出整流器向电能储存模块供电。本发明还涉及一种包括电源和电能储存模块的装置,该电源和电能储存模块经由输出整流器电互连,该装置可用于产生至少一个电脉冲。



背景技术:

电脉冲可以用于各种各样的应用中,比如例如雷达系统、粒子加速器、杀菌设备、高能激光器、微波系统或医疗设备。在此类和其他应用中,可能期望或需要将一个或多个电脉冲递送或供应给负载。用于产生电脉冲的系统或电路可以被称为功率调制器。功率调制器可以采用脉冲变压器以便获得电脉冲的所需或期望的能量。在一些应用中,可能期望或甚至需要具有向负载或脉冲变压器提供呈现相对稳定电流(例如,随时间推移呈现相对较少的变化)的电脉冲的能力。



技术实现要素:

鉴于以上所述,本发明的关注点在于提供可用于产生电脉冲的装置,这些电脉冲例如可供应给负载或脉冲变压器,并且这些电脉冲还可呈现相对稳定的电流(例如,随时间推移呈现相对较少的变化)。

为了解决这个关注点和其他关注点中的至少一个,提供了根据独立权利要求的装置。优选的实施例由从属权利要求限定。

根据第一方面,提供了一种输出整流器。该输出整流器可电连接或电连接在该电源与该电能储存模块之间的电流路径中,其中,该电源被配置为经由该输出整流器向该电能储存模块供电。该输出整流器包括至少一个二极管,该至少一个二极管至少部分地基于碳化硅。例如,该输出整流器可以包括基于二极管的整流器电路,该整流器电路包括至少部分地基于碳化硅的至少一个二极管。

根据第二方面,提供了一种包括电源和电能储存模块的装置。该电源经由根据该第一方面的输出整流器电连接到该电能储存模块。该电源被配置为经由该输出整流器向该电能储存模块供电。

根据第三方面,提供了一种包括电源、电能储存模块和负载的装置。该电源经由该输出整流器电连接到该电能储存模块,并且该电能储存模块连接到该负载,其中,该输出整流器电连接在该电源与该电能储存模块之间的电流路径中,并且该电能储存模块电连接在该输出整流器与该负载之间的电流路径中。该电源被配置为经由该输出整流器向该电能储存模块供电。该输出整流器包括至少一个二极管,该至少一个二极管至少部分地基于碳化硅。该电能储存模块被配置为使得其能够被充电或放电。该装置可以包括开关单元,该开关单元可在至少导通状态与非导通状态之间可控制地切换,其中,该开关单元分别经由该输出整流器电连接到该电源并电连接到该电能储存模块,使得基于该至少一个开关单元在至少其该导通状态与该非导通状态之间的切换,该电源借助于由该电源供应的充电电流对该电能储存模块进行充电,或者该电能储存模块进行放电从而产生要由该负载接收的电脉冲。

鉴于以上所述,例如根据该第一方面或第二方面的装置可以包括根据该第一方面的输出整流器。

该电能储存模块(例如其可以包括一个电容器或被布置成形成电容器组的若干个电容器)可以选择性地部分或(基本上)完全充电和放电。通过将电源配置为经由该输出整流器向该电能储存模块供电,该电能储存模块可以通过从该电源经由该输出整流器对其供应的电力充电。在该电能储存模块已经被(部分地或完全地)充电之后,该电能储存模块可以被(部分地或完全地)放电,例如以产生至少一个电脉冲,该电脉冲可以经由变压器被递送到负载。在该电能储存模块已经被部分地或完全地放电之后,接着可以通过从该电源经由该输出整流器对其供应的电力而再次地被(部分地或完全地)充电,使得该电能储存模块被反复地(例如,循环地或周期性地)充电和放电,由此可以产生一系列电脉冲。因此,该电源(也可以是该输出整流器)可以被认为是用于该电能储存模块的充电器系统。在该电能储存模块包括一个电容器或例如被布置成形成电容器组的多个电容器的情况下,该电源(也可以是该输出整流器)可以被认为是电容器充电器系统。虽然在下文中可以使用术语电容器充电器系统,但是应当理解,可以使用除电容器之外的另一或其他类型的电能储存模块,例如电感式电能储存模块。

电容器充电器系统常用于期望或需要电脉冲具有相对短持续时间和相对高电流的应用中,如例如在功率调制器、粒子加速器等中。如上所述,该电容器充电器系统可以对(多个)电容器充电,其中,具有相对高电流的电脉冲可以通过随后(多个)电容器的放电(部分或完全)来产生。该电脉冲的电流的稳定性可以直接或间接地取决于由该电容器充电器系统输出的电压。因此,如果由该电容器充电器系统输出相对稳定的电压(例如,随时间推移呈现相对较少的变化),则所产生的电脉冲进而可以呈现相对稳定的电流(例如,随时间推移呈现相对较少的变化)。

(多个)电容器充电的速度和该电容器充电器系统输出的电压可以藉由控制系统来调节。该控制系统的操作的稳定性可以取决于由该电容器充电器系统输出的电压的测量精度。由该电容器充电器系统输出的电压可以例如藉由电阻分压器来测量。由该电容器充电器系统输出的电压可能例如由于在该电容器充电器系统中开关时产生的高电流而失真。这种电流切换事件可能在该电容器充电器系统输出处产生相对于公共地且作为电压变化的电压失真,这些电压失真可以取决于例如从该电容器充电器系统的输出到(多个)电容器的电流路径的电感(例如,电缆电感)。

鉴于前述内容,可能期望或需要能够获得由该电容器充电器系统输出的电压的精确测量值。这可以通过提高该电容器充电器系统输出的电压的稳定性来实现。提高该电容器充电器系统输出的电压的稳定性的一种方式是在该电容器充电器系统的输出处安装一个或多个所谓的滤波电容器。然而,这种具有一个或多个滤波电容器的装置可能将该装置的总尺寸增加到在一些应用中可能不期望甚至不可行的尺寸。此外,在一些应用中(例如,对于一些应用中使用的电路配置),在该电容器充电器系统的输出处具有一个或多个所谓滤波器电容器的装置可能对该电脉冲的产生有负面影响。

如上所述,根据该第一方面,基于二极管的输出整流器可电连接在电源与电能储存模块之间的电流路径中,其中,该电源被配置为经由该输出整流器向该电能储存模块供电。发明人已经认识到,通过在该输出整流器中使用至少部分基于碳化硅的一个或多个二极管,可以实现输入到该电能储存模块的电压具有相对高的稳定性(例如,随时间推移呈现相对较少的变化)。对此,就可能不太需要甚至不需要提供诸如滤波电容器等附加稳压部件来实现。因此,装置(例如根据该第二方面或第三方面的装置)的整体尺寸可以保持相对较小。

碳化硅(sic)是包含硅和碳的化合物半导体材料。例如,与硅相比,碳化硅通常表现出高得多的介电击穿场强和带隙。与基于硅(而不是碳化硅)的功率电子半导体器件相比,基于碳化硅的功率电子半导体器件能够承受更高的击穿电压,能够具有更低的电阻率,并且能够在更高的温度下工作。特别地,与基于硅的二极管相比,基于碳化硅的二极管可以具有较低的反向恢复电流和恢复时间。

通常,为了使二极管从导通状态转换到非导通状态,结电荷分布必须改变,这只能随着二极管中电荷的移动(即电流的流动)而发生。在基于碳化硅的二极管中,在从导通状态转变到非导通状态时的结电荷分布变化可能仅由结电容引起,由此基于碳化硅的二极管可能具有相对低的反向恢复电流。在结电压从正向切换到反向的瞬间,基于硅的二极管(而不是碳化硅)可能表现出相对高的瞬变电流,这可能导致显著的开关损耗和相对高的反向恢复电流。

如果基于硅(而不是碳化硅)的二极管是少数载流子半导体器件,则在结电压从正向切换到反向的瞬间产生的相对高的瞬变电流可能至少部分是由于当施加正向电压时在导通阶段期间少数载流子被存储在漂移层中。正向电流越高,反向恢复时间越长,并且反向恢复电流可能越大。例如,诸如碳化硅肖特基势垒二极管等基于碳化硅的二极管可以是不存储少数载流子并不使用少数载流子进行导电的多数载流子半导体器件。因此,在结电压从正向切换到反向的瞬间,这种二极管中的瞬变电流可能与正向电流无关或基本上无关,因此这些正向电流可能对这种二极管中的反向恢复时间和反向恢复电流没有贡献,或只有很小贡献。

如上所述,基于碳化硅的二极管中的反向恢复电流可能只是由于结电容的放电产生的。由于基于碳化硅的二极管的反向恢复电流可以相对小,因此从反向恢复电流产生的噪声可能相对较少。因此,基于碳化硅的二极管可以能够在结电压从正向切换到反向时实现相对稳定和快速的恢复。因此,通过在该输出整流器中使用至少部分基于碳化硅的一个或多个二极管,可以实现输入到该电能储存模块的电压具有相对高的稳定性(例如,随时间推移呈现相对较少的变化)。

如上所述,该输出整流器包括至少一个二极管,该至少一个二极管至少部分地基于碳化硅。在本申请的上下文中,二极管至少部分地基于碳化硅意指二极管的(多个)半导体部件部分地或(基本上)完全地由碳化硅制成,或者可能由包括碳化硅的一些材料制成。可能地,可以包括在该输出整流器中的任何其他元件的一个或多个半导体部件(例如,开关元件或诸如晶体管等器件)可以至少部分地基于碳化硅。

输出整流器例如可以包括多个电互连的二极管。该多个二极管中的至少一些二极管可以至少部分地基于碳化硅。例如,该多个二极管可以电互连从而形成至少一个桥电路。然而,应当理解,多个二极管的电互连的另一或其他类型的配置也是可能的。

该电能储存模块可以被配置为使得其能够被充电或放电。如上所述,该电能储存模块可以例如包括一个电容器或被布置成形成电容器组的若干个电容器。该电能储存模块可以可能经由变压器电连接或可电连接到负载。该负载可以由变压器构成,该变压器进而可以连接到期望或需要递送(多个)电脉冲的一些其他部件。

该装置可以包括开关单元,该开关单元可以在至少导通状态与非导通状态之间可控地切换。该开关单元例如可以包括一个或多个基于半导体的开关元件或部件,例如一个或多个晶体管,如例如绝缘栅双极型晶体管(igbt)和/或金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet),和/或例如一个或多个栅极关断晶闸管(gto)和/或集成栅极换向晶闸管(igto)。在本申请的上下文中,开关单元的非导通状态意指没有或只有很少的电流传导通过开关单元的状态。因此,该开关单元可以是可切换的,从而(基本上)阻止该开关单元传导电流。

除了前述的开关单元之外,该装置可以包括一个或多个附加开关单元,该(多个)附加开关单元例如可以与负载并联电连接。

该开关单元可以分别电连接到该电源(例如,经由该输出整流器)和该电能储存模块,使得基于该至少一个开关单元在至少其该导通状态与该非导通状态之间的切换,该电源借助于由该电源供应的充电电流对该电能储存模块进行充电(部分地或完全地),或者该电能储存模块进行放电(部分地或完全地)以便产生要由该负载接收的电脉冲。例如,该开关单元可以分别电连接到该电源(例如,经由该输出整流器)和该电能储存模块,使得当该开关单元切换到该非导通状态时,该电源借助于由该电源供应的充电电流对该电能储存模块进行充电(部分地或完全地),并且当该开关单元切换到该导通状态时,该电能储存模块进行放电(部分地或完全地)从而产生要由该负载接收的电脉冲。

该开关单元和该负载可以例如并联电连接。替代性地,该开关单元和该负载可以串联电连接,并且该电能储存模块和该输出整流器可以并联电连接。该开关单元和该输出整流器可以例如并联电连接。

如上所述,为了实现该电能储存模块的反复充电和放电,该开关单元可以选择性地将该电源与该电能储存模块电连接或断开连接。当电能储存模块已经放电从而产生电脉冲并且电脉冲已经终止时,电能储存模块应再次充电为下一电脉冲作准备,在充电时开关单元可以切换到断开或非导通状态。由于当电脉冲终止时电流突然消失,因此该装置的电路中可能产生所谓的反激。在本申请的上下文中,反激意指当电感负载的供应电流(例如,来自电能储存模块的放电)突然减小或中断时,可能在已经被激励的电感负载(例如,对应于连接电能储存模块和负载(例如,变压器)的一个或多个电导体的电感)两端观察到的突然电压尖峰。由于所产生的电脉冲通常为高电压,这种反激可能损坏或甚至毁坏例如开关单元。为此,反激保护单元可以电连接到该开关单元,用于在该开关单元断开或者进入非导通状态时保护其免受反激的影响。因此,该装置可以包括反激保护单元,该反激保护单元可以电连接到该开关单元并且可以被配置为在该开关单元切换到该非导通状态时保护该开关单元免受反激的影响。

该反激保护单元可以形成绕过负载(例如,变压器)的电流路径。反激保护单元可以形成电流路径,当电源对该电能储存模块进行充电时,电流可以通过该电流路径绕过负载(例如,变压器)。该反激保护单元和该开关单元可以例如并联电连接。该反激保护单元和该负载可以并联电连接。

该反激保护单元可以例如由一个二极管或至少一个串联连接二极管构成,或者包括一个二极管或至少一个串联连接二极管。包括在该反激保护单元中或构成该反激保护单元的(多个)二极管可以被称为续流二极管(free-wheelingdiode(s))。可以被包括在反激保护单元中的二极管中的任一个或每一个原则上可以包括例如任何类型的半导体二极管。可能地,反激保护单元可以包括一个或多个齐纳二极管。

例如,可以选择至少一个串联连接二极管中的二极管数量以使得针对充电电流的至少一个串联连接二极管两端的电压降大于针对充电电流的变压器(或负载)两端的电压降。至少一个串联连接二极管可以例如包括串联连接的至少四个二极管。至少一个串联连接二极管可以可能地包括串联连接的至少五个二极管或串联连接的至少六个二极管。可能地,反激保护单元可以包括至少两个串联连接二极管,其中该串联连接二极管中的两个或更多个可以并联电连接。

下面藉由例示性实施例来描述本发明的进一步的目的和优点。应注意的是,本发明涉及权利要求中引用的特征的所有可能组合。当研究所附权利要求和本文中的说明书时,本发明的进一步的特征和优点将变得清楚。本领域技术人员认识到,本发明的不同特征可以组合以创建除了本文描述的实施例之外的实施例。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明的例示性实施例。

图1至图4是根据本发明实施例的装置的示意性电路图。

所有的图都是示意性的,不一定按比例绘制,并且总体上仅示出了为了阐明本发明的实施例所必需的部分,其中其他部分可以省略或仅仅被提出。

具体实施方式

现在将参考附图在下文中描述本发明,附图中示出了本发明的例示性实施例。然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不应被解释为限于本文阐述的本发明的实施例;而是,这些实施例是通过示例方式提供的,使得本公开将本发明的范围传达给本领域技术人员。

图1是根据本发明的实施例的装置100的示意性电路图。装置100包括电源20和电能储存模块30。根据图1所示的本发明的实施例,电能储存模块30例如可以包括一个电容器,或者可以包括若干电容器,这些电容器可以被布置为形成电容器组。在下文中,电能储存模块30可以被称为电容器。然而,应当理解,可以使用除电容器之外的另一或其他类型的电能储存模块。电源20经由输出整流器10电连接到电能储存模块30。电源20被配置为经由输出整流器10向电容器30供电。如图1所示,输出整流器10电连接(或可电连接)在电源20与电容器30之间的电流路径中。同样如图1所示,输出整流器10可以与电容器30串联电连接。

下面将更详细地描述电源20。然而,应当理解,图1中所示的电源20是根据示例的,并且变型是可能的。根据图1所示的本发明的实施例,电源20基于谐振全桥转换器。谐振功率转换器包括:基于开关的对称桥式网络24、25、26、27,内部变压器29以及谐振电路,该谐振电路包括例如采用电容器28(或几个电容器)形式的电容部件。基于开关的对称桥式网络24、25、26、27包括两对可电子控制的半导体开关器件24、25和26、27。半导体开关器件24、25、26、27中的每一个中的任何一个可以例如包括一个或多个igbt、mosfet、gto和/或igto。如图1所示,谐振电路的电容器28可以与内部变压器29的初级绕组串联路径连接。谐振电路可以进一步包括至少一个电感部件(图1中未示出),该电感部件可以连接在电容器28与内部变压器29之间。谐振电路的至少一个电感部件可以附加地或替代性地集成在内部变压器29中。例如,谐振电路的至少一个电感部件可以与内部变压器29的初级绕组相集成。如图1所示,电源20可以经由内部变压器29的次级绕组电连接到输出整流器10。电源20包括二极管电桥21、22,这些二极管电桥包括多个电互连的二极管21、22(在图1中仅用附图标记表示二极管电桥中的一些二极管)。如图1所示,三相交流(ac)输入1(例如,包括母线)连接到二极管电桥21、22。三相ac输入1可以电连接到ac电源(图1中未示出)。

如上所述,应当理解,图1中所示的电源20是根据示例的,并且变型是可能的。例如,虽然所示的电源20包括三相ac输入1,但是根据本发明的一个或多个其他实施例,电源20可以包括单相ac输入或直流(dc)输入。此外,虽然所示的电源20包括全桥电路,但是根据本发明的一个或多个其他实施例,电源20例如可以包括半桥电路。

输出整流器10可以包括基于二极管的整流器电路。输出整流器10包括至少部分基于碳化硅的至少一个二极管。输出整流器10可以包括多个电互连的二极管,例如,如图1所示四个电互连的二极管11、12、13、14。然而,应当理解,输出整流器10可以包括少于或多于四个二极管,并且可以只包括一个二极管。根据图1所示的本发明的实施例,二极管11、12、13、14电互连从而形成桥电路。然而,应当理解,图1中所示的二极管11、12、13、14的电互连的配置是根据示例的,并且变型是可能的。输出整流器10的二极管11、12、13、14中的至少一个、一些或甚至全部可以至少部分地基于碳化硅。这可能意味着二极管11、12、13、14中的至少一个、一些或甚至全部的(多个)半导体部件可以部分地或(基本上)完全地由碳化硅制成,或者可以由包括碳化硅的一些材料制成。根据本发明的实施例,输出整流器10的每个二极管11、12、13、14可以是基于碳化硅的二极管。

装置100包括开关单元31。开关单元31可控制地在至少导通状态与非导通状态之间切换。开关单元31可以例如包括一个或多个基于半导体的开关元件或部件,如例如一个或多个igbt、mosfet、gto和/或igto。电容器30可以被充电或放电。开关单元31分别电连接到电源20(经由输出整流器10)和电容器30,使得当开关单元31切换到非导通状态时,电源20借助于由电源20提供的充电电流对电能储存模块充电,并且当开关单元31切换到导通状态时,电容器30进行放电从而产生电脉冲。电容器30电连接到负载40,使得由电容器30放电产生的(多个)电脉冲被负载40接收。如图1所示,开关单元31和负载40可以并联电连接。如图1进一步所示,开关单元31和输出整流器10可以并联电连接。

根据图1所示的本发明的实施例,当开关单元31切换到非导通状态时,电源20经由输出整流器10供应的充电电流可以经由图1中经由输出整流器10连接到电源20的两个导体中最上面的导体从电源20流出,并且经由图1中经由输出整流器10连接到电源20的两个导体中最下面的导体返回电源30,如图1中的箭头ic所示。上述两个导体可以例如连接到输出整流器10的两个端子,如图1所示。

此外,根据图1所示的本发明的实施例,在开关单元31切换到导通状态后电能储存模块30放电时产生的电脉冲可以在由图1中的箭头ip指示的方向上流动。电脉冲的持续时间可以是例如1ms或约1ms,但不限于此,并且可以更长或更短。

负载40可以包括变压器或由变压器构成,变压器进而可以连接到期望或需要递送(多个)电脉冲的一些其他部件(图1中未示出)。

装置100包括反激保护单元32。反激保护单元32电连接到开关单元31,并且被配置为在开关单元31切换到非导通状态时保护开关单元31免受反激的影响。如图1所示,反激保护单元32和开关单元31可以并联电连接。如图1进一步所示,反激保护单元32和负载40可以并联电连接。

根据图1所示的本发明的实施例,反激保护单元32包括二极管,其可以被称为续流二极管。

根据本发明的一个或多个其他实施例,反激保护单元32可以包括若干二极管,例如布置成至少一个串联连接二极管,也可以布置成若干串联连接二极管,其中这些不同的串联连接彼此并联电连接。

可以包括在反激保护单元32中的任何二极管例如原则上可以包括任何类型的半导体二极管,还可以包括齐纳二极管。

例如,开关单元31可以在电脉冲的递送期间已经切换到导通状态一定的时间,使得开关单元31与负载40之间的电感(未示出)已经被完全激励。可能地,电感可以不是装置100中的单独电气部件,而是可以例如是反激保护电路32与负载40之间的导体的电感。当开关单元31切换到非导通状态时,来自电容器30的放电可能突然减少或中断。这可能引起产生电压浪涌或电压尖峰,进而可能导致开关单元31可能损坏或甚至可能毁坏开关单元31的过电压状态。反激保护单元32可以通过允许电感在连续电路中从其本身汲取电流来防止开关单元31中的这样的过电压状态,直到电感中的能量例如藉由装置100中的导体中的电阻损耗而充分地耗散为止。

反激保护单元32被布置在绕过负载40的电流路径中。这例如可以藉由比如图1所示的电配置来实施。根据图1所示的本发明的实施例,反激保护单元32和开关单元31可以并联电连接,并且反激保护单元32和负载40可以另外地或替代性地并联电连接。

反激保护单元32可以被配置为使得针对充电电流的反激保护单元32两端的电压降与针对充电电流的负载40两端的电压降之间的关系是使得在开关单元31切换到非导通状态时可以由电源20经由输出整流器10供应的充电电流至少在某种程度上经由负载40引导。因此,藉由反激保护单元32的上述配置,充电电流的至少一部分可以经由负载40(其例如可以包括变压器)引导,而不仅仅是经由布置了反激保护单元32的电流路径以及绕过负载40的电流路径。

如上所述,负载40可以由变压器构成或包括变压器,在下文中,变压器将被称为负载变压器(或脉冲变压器)。充电电流或其至少一部分可以经由负载变压器引导,方法是充电电流或其至少一部分通过负载变压器的(多个)绕组传递。在电脉冲之间,例如在电脉冲已经终止之后并且在电容器30进行充电为开始将下一电脉冲递送到负载变压器作准备期间,应当例如通过从负载变压器芯去除所有或基本上所有能量而优选地将负载变压器芯复位到其适当的磁操作点。替代性地,该芯在下一电脉冲开始时可以不去磁,但可以例如复位到其中芯被磁化从而呈现负磁场强度的磁操作点。例如,假如该芯的磁场强度可以在-b1与b1之间变化,其中b1>0,那么该芯可以在下一电脉冲开始之前复位(或“偏置”),使得它具有磁场强度-b1。因此,在负载变压器芯可能发生饱和之前负载变压器的“可用”操作范围可以是2b1。通过在已经递送到负载变压器的每个电脉冲之后使该芯复位,负载变压器的整个或基本上整个操作范围可以用于由负载变压器接收到的下一电脉冲。针对充电电流的反激保护单元32两端的电压降可以决定负载变压器上的电压(例如,负载变压器的至少一个(初级)绕组上的电压),该电压进而可以管理充电电流的经由负载变压器引导的一部分对该芯的复位的贡献程度。

图2是根据本发明另一实施例的装置100的示意性电路图。图2所示的装置100类似于图1所示的装置100,并且图1和图2中相同的附图标记指示具有相同或相似功能的相同或相似部件。

图2所示的装置100与图1所示的装置100的不同之处在于,图1所示的反激保护单元32被替代为开关单元33,该开关单元可以相对于装置100的其他部件位于与反激保护单元32相同或相似的位置(并且类似地电连接到其他部件)。开关单元33可以可控制地在至少导通状态与非导通状态之间切换,并且可以例如包括一个或多个基于半导体的开关元件或部件,例如一个或多个igbt、mosfet、gto和/或igto。如图2所示,开关单元31和33可以例如并联电连接。如图2进一步所示,开关单元33和负载40可以并联电连接。

开关单元33可以提供与图1所示的反激保护单元32的功能类似的功能。例如,在对电容器30充电期间,藉由如上所述的当开关单元31处于非导通状态时由电源20提供的充电电流,通过将开关单元33切换到非导通状态,可以确保充电电流的至少一部分(atleastapartorportion)可以经由负载40(其例如可以包括变压器)引导。

图3是根据本发明另一实施例的装置100的示意性电路图。图3所示的装置100类似于图1所示的装置100,并且图1和图3中相同的附图标记指示具有相同或相似功能的相同或相似部件。

图3所示的装置100与图1所示的装置100的不同之处在于,其不包括图1所示的反激保护单元32。图3所示的装置100与图1所示的装置100的不同之处在于,其包括与输出整流器10并联电连接的电能储存模块35。

根据图3所示的本发明的实施例,电能储存模块35可以例如可以包括一个电容器,或者可以包括若干电容器,这些电容器可以被布置为形成电容器组。在下文中,电能储存模块35可以被称为电容器。然而,应当理解,可以使用除电容器之外的另一或其他类型的电能储存模块。通过将电容器35与输出整流器10并联布置,电容器35可以表现出与滤波电容器类似的功能,并且可以对从输出整流器10输出的电压提供相对高的稳定性。

图3所示的装置100与图1所示的装置100的不同之处在于,其包括与负载40串联电连接的开关单元34。电容器35可以被充电或放电。开关单元34分别电连接到电源20(经由输出整流器10)和电容器35,使得当开关单元34切换到非导通状态时,电源20借助于由电源20提供的充电电流对电容器35进行充电,并且当开关单元34切换到导通状态时,电容器20进行放电从而产生电脉冲。电容器34电连接到负载40,使得由电容器35放电产生的(多个)电脉冲被负载40接收。

图4是根据本发明另一实施例的装置100的示意性电路图。图4所示的装置100类似于图3所示的装置100,并且图3和图4中相同的附图标记指示具有相同或相似功能的相同或相似部件。图4所示的装置100与图3所示的装置100的不同之处在于,开关单元34和负载40的位置有所改变。与图3所示的装置100类似,在图4所示的装置100中,开关单元34分别电连接到电源20(经由输出整流器10)和电容器35,使得当开关单元34切换到非导通状态时,电源20借助于由电源20提供的充电电流对电容器35进行充电,并且当开关单元34切换到导通状态时,电容器20进行放电从而产生电脉冲。电容器34电连接到负载40,使得由电容器35放电产生的(多个)电脉冲被负载40接收。

总之,披露了一种输出整流器,该输出整流器连接或可连接(或者电连接或可电连接)在电源与电能储存模块之间的电流路径中。该输出整流器包括至少一个二极管,该至少一个二极管至少部分地基于碳化硅。还披露了一种包括输出整流器的装置。

从以下枚举的示例实施例(eees)中可以理解本发明的各个方面:

eee1.输出整流器(10),可电连接在电源(20)与电能储存模块(30;35)之间的电流路径中,其中电源被配置为经由输出整流器向电能储存模块供电,输出整流器包括至少部分地基于碳化硅的至少一个二极管(11,12,13,14)。

eee2.根据eee1所述的输出整流器,该输出整流器包括多个电互连的二极管(11,12,13,14),其中,该多个二极管中的至少一些二极管至少部分地基于碳化硅。

eee3.根据eee1或2所述的输出整流器,该输出整流器包括多个二极管(11,12,13,14),该多个二极管电互连以形成至少一个桥电路,其中,该多个二极管中的至少一些二极管至少部分地基于碳化硅。

eee4.一种装置(100),包括:

电源(20);以及

电能储存模块(30;35);

其中,该电源经由根据eees1-3中任一项所述的输出整流器(10)电连接到该电能储存模块,该电源被配置为经由该输出整流器向该电能储存模块供电。

eee5.根据eee4所述的装置,其中,该电能储存模块被配置为使得其能够被充电或放电,并且其中,该电能储存模块电连接到负载(40),其中,该装置进一步包括:

开关单元(31),该开关单元可在至少导通状态与非导通状态之间可控制地切换,其中,该开关单元分别电连接到该电源和该电能储存模块,使得基于该至少一个开关单元在至少其该导通状态与该非导通状态之间的切换,该电源借助于由该电源供应的充电电流对该电能储存模块进行充电,或者该电能储存模块进行放电从而产生要由该负载接收的电脉冲。

eee6.根据eee5所述的装置,其中,该开关单元和该负载并联电连接。

eee7.根据eee5所述的装置,其中,该开关单元和该负载串联电连接,并且其中,该电能储存模块和该输出整流器并联电连接。

eee8.根据eees5-7中任一项所述的装置,其中,该开关单元和该输出整流器并联电连接。

eee9.根据eees5-8中任一项所述的装置,进一步包括:

反激保护单元(32),该反激保护单元电连接到该开关单元并且被配置为在该开关单元切换到该非导通状态时保护该开关单元免受反激的影响。

eee10.根据eee9所述的装置,其中,该反激保护单元包括一个二极管或至少一个串联连接二极管。

eee11.根据eees9-10中任一项所述的装置,其中,该反激保护单元和该开关单元并联电连接。

eee12.根据eees9-11中任一项所述的装置,其中,该反激保护单元和该负载并联电连接。

eee13.根据eees5-12中任一项所述的装置,进一步包括与该负载并联电连接的一个或多个附加开关单元。

虽然已经在附图和前面的描述中对本发明进行了说明,但是这种说明应被认为是说明性的或示例性的而非限制性的;本发明不限于所披露的实施例。从对附图、本披露和所附权利要求的研究中,本领域技术人员在实施所要求保护的本发明时可以理解和实现所披露的实施例的其他变化。在所附权利要求中,词语“包括”不排除其他的要素或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1