专利名称：用于具有中间电路的变流器的驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于具有中间电路的变流器的驱动电路。
背景技术：
变流器是功率电子电路的部件，这种功率电子电路包含半导体开关 并通常利用该半导体开关接通高的电流和电压。为了控制半导体开关， 变流器包含驱动电路。此外，这种变流器还具有中间电路，即引入直流 电压的电路部件。通常期望获取中间电路电压的大小，也就是直流电压 的大小。
这种驱动电路具有例如处在高压电势的次级端和与该次级端分开的 初级端，该初级端具有驱动器的控制逻辑的电势。在变流器中，次级端
通常具有所谓的BOT电路和TOP电路，这些电路分别分开地控制处于 高(正的)中间电路电势和低(负的)中间电路电势的半导体电路。已 知在初级端执行对中间电路电压的测量。为了保证与次级端的可靠的电 气分离，按照现有技术通过高欧姆的电阻链连接到被施加了中间电路电 压的次级端。由此整个电压测量装置实现为高欧姆的差分放大器；实际 的差分放大器位于初级端。图2示出这种已知的具有初级端10a和次级 端10b的驱动器6，其中次级端10b具有TOP部件14a和BOT部件 14b。中间电路4中仅示出中间电路电容器8，在该中间电路电容器上降 l降测量的中间电路电压Uz。为了测量电压，将电势Po和Pu分别通 过电阻链100a， 100b从电势P0和Pu通过次级端10b引入初级端 10a，并在初级端输入到差分放大器102上，其中在电势Po和Pu之间 施加了电压Uz。因此，初级端10a和次级端10b之间的电气分离(通 过线条12表示)不是真正的电气分离，因为它们被相应的电阻链 100a、 100b桥接。在初级端的差分放大器102中，电压Uz被转换为与电压Uz成正比的或者与该电压Uz相关的模拟信号104，该模拟信号在 差分放大器102的输出端106上提供以用于进一步处理。
通过电阻链形成到次级端的直接连接，也就是说初级端和次级端没 有真正的电气分离。中间电路电压的测量是不准确的，因为由于初级端 和次级端之间的电气分离必须采用电阻链形式的非常高的输入电阻，但 仍然没有达到电气分离。此外，这种驱动器电路耗费大量部件并占用空 间，因为需要很多的电阻，在电阻链的周围区域由于存在很高的电压而 必须保持安全距离。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，在用于具有中间电路的变流器的驱 动器电路中更好地采集中间电路电压。
该技术问题通过一种用于变流器的驱动器电路解决，该变流器具有 中间电路。在中间电路中施加要在驱动器电路运行时测量的中间电路电 压。驱动器电路具有初级端和次级端。次级端包括测量装置，用于输出 与中间电路电压相关的第一模拟信号。次级端还包括用于将第一模拟信 号转换为数字值的A/D转换器。由此该数字值同样代表所测得的中间电 路电压。驱动器电路还包括电气分离的传输元件，其用于将数字值从次 级端传输至初级端。
在本发明的驱动器中，真正的电压测量通过驱动器次级端上的测量 装置进行。通过A/D转换器，在次级端上安全和可靠地将测得的第一模 拟信号转换为数字值。将数字值作为位模式通过信号传输器、也就是传 输元件以电气分离的数据传输的形式进行传输，可以无干扰、无老化并 且可以相应简单和成本低廉地进行。电气可靠分离的数字传输元件以合 适的耐压性提供。
由此与中间电路电压相关的数字值在初级端上准确提供，并可以在 初级端上以任意方式被进一步处理。驱动器电路具有真正的、完全的电 气分离。
目前已知的驱动器电路越来越多地已经用数字的子电路来构成。在
新一代驱动器中更多地传输例如位模式和非离散的接通脉沖。为此已经 在次级端以及初级端具有用于监控功能或系统的数字孩t控制器。这种微
控制器通常也包含额外的、在目前的驱动器结构中未4吏用的A/D转换器 或计算资源等。
因此测量装置和/或A/D转换器可以设置在驱动器的次级端本来 的、也就是不实施本发明的中间电路电压测量原理也采用的控制器中。 因此对于本发明的驱动器电路，实际上不需要部件的多余花费，因为测 量装置和/或A/D转换器到目前为止也没有在这种驱动器电路中使用。
传输元件也已经在这种数字驱动器中提供，因为通过该传输元件或 通过用该传输元件形成的数据路段，已经实现了从次级端到初级端的错 误或状态反馈。
初级端可以包含用于将数字值转换为第二模拟信号的D/A转换器。 然后为了进一步处理，在初级端上以惯常的方式提供与中间电路电压精 确相关的模拟信号。
测量装置可以是与中间电路电压相连接的差分放大器。
如上所述，可以实现用于控制两个串联地与中间电路电压相连接的 功率半导体开关的驱动器电路。由此次级端具有两个部件，即TOP部 件和BOT部件，其中每个部件分别控制一个功率半导体开关。测量装 置、即例如差分放大器由此可以优先设置在BOT部件中。BOT部件是 处于中间电路电压的低电势(图2中的Pu)的部件。测量装置的结 构，例如测量放大器的结构在低电势Pu处或在BOT部件中比在其设置 于TOP部件中时更简单。
由此在这种驱动器电路中，测量装置通过电阻链与TOP部件相连 接。由于BOT部件与中间电路电压的低电势相连接，因此通过电阻链 存在至中间电路电压的高电势的高欧姆连接。
但是还可以与上面的相反，将测量装置设置在TOP部件中，只要 这例如由于安装空间或设计方面的优点是期望的。由此也可以实现通过 电阻链至BOT部件的相应连接。
参照附图的实施例对本发明做进一步的描述。分别以示意原理图示
出
图1是用于具有数字中间电路电压采集装置的变流器的本发明驱动
器，
图2是具有现有技术的电阻链的中间电路电压测量装置。
具体实施例方式
图1示出变流器2的片段，该变流器包括中间电路4和驱动器6。 中间电路4中仅示出中间电路电容器8，在变流器2运行时在该中间电 路电容器8上施加作为直流电压的中间电路电压Uz。
驱动器6具有初级端10a和次级端10b，它们彼此电气分离，并通 过虛线12表示。次级端10b包括TOP部件14a和BOT部件14b。 TOP部件14a在此控制未示出的功率半导体开关，后者处于中间电路4 的高电势P0。 BOT部件14b控制对应的第二功率半导体开关，后者处 于中间电路4的低电势Pu。在电势P0和Pu之间是中间电路电压Uz。
BOT部件14b包括差分放大器16，其测量输入端18a、 18b与电势 Po和Pu相连接。在此测量输入端18a直接导通。在测量输入端18b和 电势Po或TOP部件14b之间具有电阻链20。差分放大器16在其输出 端22上提供模拟信号24，该模拟信号例如与中间电路电压的瞬时值成 正比。
输出端22与控制器28的输入端26相连接，该控制器在驱动器6 中实现不同的、未详细解释的任务，例如控制未示出的半导体开关和与 初级端10a的通信。在控制器28中集成了 A/D转换器30，该转换器与 输入端26相连接，将模拟信号24转换为数字值32，并在控制器28的 输出端34上提供该数字值。数字值32在此例如是以伏特为单位的电压 Uz的数字值。
初级端10a和次级端10b为了进行数字通信而与电气分离的信号传 输器36相连接。为此该信号传输器36与控制器28和控制器38相连 接，控制器38位于初级端10a上。控制器38还执行驱动器6中更多未 详细解释的任务，例如向未示出的半导体开关提供要传送到次级端10b 的开关指令。
在控制器38中集成D/A转换器40,该转换器将信号传输器36传 输的数字值32转换为模拟信号24b，该模拟信号相当于模拟信号24a， 4吏得;漠拟信号24a唯一地与中间电路电压Uz相关。由此在初级端10a 可以相应地以惯常的方式、例如如图2所示进一步处理模拟信号24b。
作为替代，在控制器38中已经可以进一步处理数字值32，该数字 值提供与模拟信号24a、 24b相同的关于中间电路电压Uz的信息。
控制器28和38以及信号传输器36还可以仅专用于测量中间电路 电压Uz，并不实现其它任务。
权利要求
1.一种用于具有中间电路(4)的变流器(2)的驱动器电路(6)，该驱动器电路具有初级端(10a)和次级端(10b)，其中次级端(10b)包括测量装置(16)，用于输出与中间电路电压(UZ)相关的第一模拟信号(24a)，次级端还包括用于将第一模拟信号(24a)转换为数字值(32)的A/D转换器(30)，所述驱动器电路还包括电气分离的传输元件(36)，用于将数字值(32)从次级端(10b)传输至初级端(10a)。
2. 根据权利要求1所述的驱动电路(6)，其中测量装置(16)和/或 A/D转换器(30)被设置在次级端本身的控制器(28)中。
3. 根据权利要求1或2所述的驱动电路(6 )，其中初级端(10a )包 含用于将数字值(32)转换为第二模拟信号(24b)的D/A转换器(40 )。
4. 根据上述权利要求之一所述的驱动电路(6)，其中测量装置 (16)是与中间电路电压(Uz)相连接的差分放大器。
5. 根据上述权利要求之一所述的驱动电路(6)，其中为了控制两个 串联地与中间电路电压(Uz)相连接的功率半导体开关，次级端 (10b)具有分别控制一个功率半导体开关的TOP部件(14a)和BOT部件(14b),其中测量装置(16) ^没置在面向中间电路电压(Uz)的较 小电势(Pu)的BOT部件(14b)中。
6. 根据权利要求5所述的驱动电路(6)，其中测量装置(16)通过 电阻链(20 )与TOP部件(14a )相连接。
7. 根据权利要求1至4中任一项所述的驱动电路(6)，其中为了控 制两个串联地与中间电路电压(Uz)相连接的功率半导体开关，次级端(10b)具有分别控制一个功率半导体开关的TOP部件(14a)和BOT 部件(14b),其中测量装置(16)设置在面向中间电路电压(Uz)的较 大电势(Pu)的TOP部件(14a)中。
8. 根据权利要求7所述的驱动电路(6)，其中测量装置(16)通过 电阻链(20 )与BOT部件(14b )相连接。
全文摘要
一种用于具有中间电路(4)的变流器(2)的驱动器电路(6)，具有初级端(10a)和次级端(10b)，其中次级端(10b)包括测量装置(16)，用于输出与中间电路电压(U<sub>Z</sub>)相关的第一模拟信号(24a)，次级端还包括用于将第一模拟信号(24a)转换为数字值(32)的A/D转换器(30)，所述驱动器电路还包括电气分离的传输元件(36)，用于将数字值(32)从次级端(10b)传输至初级端(10a)。
文档编号H02M5/44GK101359874SQ20081014502
公开日2009年2月4日 申请日期2008年8月1日 优先权日2007年8月3日
发明者D·奥伯恩奥德, G·卡曾伯格, M·霍夫梅尔, R·波德 申请人:塞米克朗电子有限及两合公司