CN101286705B

CN101286705B - 具有两个磁耦合绕组的单极或双极斩波式变换器

Info

Publication number: CN101286705B
Application number: CN200810005926.4A
Authority: CN
Inventors: 贝特朗·拉孔布
Original assignee: Hispano Suiza SA
Current assignee: Safran Transmission Systems SAS
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: ES2348916T3; MX2008002120A; BRPI0800107A; RU2008105321A; CN101286705A; MA29733B1; IL189478A0; EP1959549A1; FR2912566A1; JP2008199884A; DE602008001733D1; EP1959549B1; CA2620812C; ATE474370T1; ZA200801284B; FR2912566B1; RU2451387C2; US7741819B2; CA2620812A1; US20080192520A1

Abstract

本发明是一种具有两个磁耦合绕组的单极或双极斩波式变换器，为了降低斩波式变换器的成本，该变换器可对负载(Z)端子提供持续电压，根据本发明，提出了一种具有两个绕组(Lp，Ls)和一个磁芯的电路，从而能够使电路的成本降低并减小尺寸。为此，必须在电路上加装两个二极管(D3，D4)，但是这些元件的成本较低，尺寸较小。

Description

具有两个磁耦合绕组的单极或双极斩波式变换器

技术领域

本发明涉及一种单极或双极斩波式变换器(unipolar or bipolar chopping converter)，其在象限(Is＞0；Vs＞0)及(Is＜0；Vs＜0)工作，输出电流或输出电压为零。该变换器具有磁耦合绕组，该绕组可设置为适于电流源或电压源的调节模式。本发明适用于使用这种斩波式变换器的所有类型的地面、海上或空中设备，尤其适合涡轮发动机用调节自动化装置(automatons)的机电执行机构控制器。

背景技术

对带有RL型负载(串联的电阻器和电感)的电气执行机构的控制可以通过在执行机构控制线圈的端子上应用调节电压或通过电流源来实现，后一种解决方案常常优选在恶劣环境下使用，主要是因为它能够对用来控制附件的功率加以限制。

斩波电流源通常可以集中在多个电流源之间，该电流源在斩波运行期间使用负载电感作为储能元件，从而可以对负载端按照斩波频率来选择应用正电压和负电压，这两种状态之间的过渡在理论上被视为瞬时状态，电流源提供持续电流，并从而对负载端提供持续电压，在负载中，斩波用储能元件就位于控制板本身。

使用电感负载作为储能元件的斩波电流源，其优点首先就是控制简单。它的电感元件很少，或者可能就没有电感元件，这在一定程度上缩小了电路的尺寸。但在另一方面，其又具有一定的缺陷。该电流源对负载电感值的依赖很大：即，对电流源开关中瞬时电流的控制能力直接取决于电荷电感值。于是，很难防止在变换器输出端之间或在任一输出端与地之间出现短路。确实，在负载短路的情况下，除增加元件外，对瞬时电流的限制是不可能的。因而在实际应用上，为了限制短路电流就必须在变换器的输出端增加电感；为了限制短路电流的最大值就必须增加保护和快速断开装置，为了在监测到输出端短路后能设法断开设备就必须增加输出电感去磁电路，加大接口的尺寸(输入滤波电容器)，从而使其能够承受短路电流。关于电磁兼容性方面(主要是传导辐射)，如果期望通过高斩波频率来限制变换器无源元件的尺寸，特别是如果在几米长的电缆的端部来控制负载时，这些变换器都很难符合航空航天辐射标准。结果是，斩波频率一般会降到小于10kHz，并需要确定输出滤波器的尺寸(共享模式和差动模式)，因为在装置的稳定性方面，该尺寸起着突出的作用，并且是不可忽视的。这种斩波电流源被限定用于高功率，因为在高功率应用环境下，是不需进行低频斩波的。

关于对负载端提供持续电压的电流源，负载内不再进行斩波，但在斩波式变换器的输出端进行电流(或电压)调节。该斩波式变换器包括电感和电容器，电感储存了传输到负载的至少全部电能，使用电容器可使输出电压平稳。从而使负载端的实际输出电压保持连续。这就不难满足航空航天设备有关传导辐射噪声的标准。在负载短路的情况下，变换器内的电流自然保持在限定状态下。预期会出现超过100kHz的斩波频率，这实际上是由变换器的效能和开关元件的门控制电路的性能来限定的。

图1A为现有技术的变换器电气示意图，所示变换器对负载端提供持续电压。该电路由正电压Vp(如+25V)和对地负电压Vm(如--25V)供电。该变换器包括两个元件T1和T2，每个元件包括两个磁耦合在磁芯周围的绕组。同一元件T1或T2的绕组都是相对缠绕，如图1A中的箭头所示。元件T1的绕组E1的第一端通过二极管D5连接到电压Vp上，该二极管D5相对电压Vp逆向安装，绕组E1的第二端接地。元件T1的绕组E2的第一端连接到开关Q3的第一端，该开关的第二端则接到电压Vp上；绕组E2的第二端连接到电路的输出端S1P上。元件T2的绕组E3的第一端通过二极管D6连接到电压Vm上，该二极管D6相对电压Vm逆向安装，绕组E3的第二端接地。元件T2的绕组E4的第一端连接到开关Q4的第一端，该开关的第二端则接到电压Vm上；绕组E4的第二端接到电路的输出端S1P上。平滑电容器C1接在输出端S1P和地之间。

通过增加输出电流测量装置，以及合适的调节器和调制器，来将变换器转换成电流源。图1B给出了接到变换器输出端的负载，其以串联的电阻器Rc和电感器Lc的形式表示。测量装置1向调节装置(或均衡器)2的第一输入端发送典型信号，从而可以测量输出电流。调节装置2的第二输入端Ec接收给定值信号。调节装置2的输出信号被送到调制器3的输入端，该调制器3从而向开关Q3发出指令信号SQ3并向开关Q4发出指令信号SQ4。

因此，图1A所示的变换器包括四个绕组和两个磁芯，这使该变换器的成本较高，而且电路尺寸也较大。

发明内容

为了降低成本和缩小向负载端提供持续正电压、负电压或零电压的斩波式变换器的尺寸，根据本发明，提出了一种具有两个耦合到单一磁芯的绕组的电路。为此，必须在电路上加装两个二极管，但是这些元件的成本较低，尺寸较小。

本发明的第一个目的是提供由正电压和对地负电压供电的斩波式变换器，该变换器可在第一输出端和第二输出端之间输出电压，它由相对缠绕在磁芯周围的第一绕组和第二绕组组成，第二绕组的匝数大于第一绕组的匝数，第一绕组的第一端连接到的第一支路的中点上，第一支路将正电压接到负电压且包括第一二极管和逆向安装的第二二极管，第一支路的中点位于第一二极管和第二二极管之间，该第一绕组的第二端接地，第二绕组的第一端接到第二支路的中点上；第二支路将正电压接到负电压，将第二支路的中点接到正电压的第二支路的一部分包括串联设置的第一开关构成装置和相对于正电压直接安装的第三二极管，并共同形成了具有直接和逆向截止功能的单向开关，将第二支路的中点接到负电压的第二支路的另一部分包括串联设置的第二开关构成装置和相对于负电压直接安装的第四二极管，并与第二开关构成装置一起形成具有直接和逆向阻断功能的单向开关，该第二绕组的第二端连接到输出端上。

有利的是，将平滑电容器连接在第一输出端和地之间。

另外，在将正电压接到负电压的第二支路内，所述串联设置包括将第一和第二开关构成装置分别设置在正电压或负电压的一侧，并将第三和第四二极管设置在第二支路的中点一侧。

开关构成装置可以在MOS(金属氧化物半导体)晶体管、双极晶体管和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)晶体管或任何其它具有双向导电性能和直接阻断性能的开关中选择。

变换器可以进一步包括变换器输出电压测量装置，所述测量装置向调节装置的第一输入端输出代表输出电压的输出信号，在调节装置中，第二输入端接收给定值信号，调节装置将所述给定值信号发送到调制器的输入端，在调制器中，第一输出端向第一开关构成装置发送指令信号，而第二输出端向第二开关构成装置发送指令信号，从而该变换器配置为电压源。

变换器还可以进一步包括变换器输出电流(is)的测量装置，该测量装置向调节装置第一输入端输出代表变换器输出电流的输出信号，在调节装置内，第二输入端接收给定值信号，调节装置将所述给定值信号发送到调制器的输入端，在调制器中，第一输出端向第一开关构成装置发送指令信号，而第二输出端向第二开关构成装置发送指令信号，从而该变换器配置为电流源。

根据本发明的斩波式变换器可以装备到机电执行机构控制器、调节自动化装置、涡轮机或者地面、海上或航空设备上。

根据本发明的斩波式变换器可以按照如下方法工作。

对于在负载中流过负电流的工作周期而言，第一种方法包括如下步骤：

--第一步，在该周期的第一阶段，第一开关构成装置断开，第四二极管导通，第二开关构成装置闭合，第一、第二和第三二极管截止，变换器以连续模式或不连续模式工作；

--第二步，紧接第一步，在该周期的第二阶段，第一和第二开关构成装置断开，第二二极管导通，第一、第三和第四二极管截止，如果变换器以不连续模式工作，该周期的第二阶段不结束该周期；如果变换器以连续模式工作，则该第二阶段结束该周期；

--第三步，如果变换器以不连续模式工作，这一步紧接第二步，在该周期的第三阶段，第一和第二开关构成装置断开，第一、第二、第三和第四二极管截止，该阶段结束该周期；

对于在负载中流过正电流的工作周期而言，第二种方法包括如下步骤：

--第一步，在该周期的第一阶段，第一开关构成装置闭合，第三二极管导通，第二开关构成装置断开，第一、第二和第四二极管截止，变换器以连续模式或不连续模式工作；

--第二步，紧接第一步，在该周期的第二阶段，第一二极管导通，第一和第二开关构成装置断开，第二、第三和第四二极管截止，如果变换器以不连续模式工作，该周期的第二阶段并不结束该周期；如果变换器以连续模式工作，则该第二阶段结束该周期；

--第三步，如果变换器以不连续模式工作，这一步紧接第二步，在该周期的第三阶段，第一和第二开关构成装置断开，第一、第二、第三和第四二极管截止，该第三阶段结束该周期；

对于在负载中流过负电流的工作周期而言，第三种方法包括如下步骤，变换器以连续模式工作：

--第一步，在周期的第一阶段，第一开关构成装置闭合，第三二极管导通，第二开关构成装置断开，第一和第四二极管截止，如果第一输出端对地电压的绝对值足够低，则第二二极管截止；

--第二步，紧接第一步，在该周期的第二阶段，第一二极管导通，第一和第二开关构成装置断开，第二、第三和第四二极管截止；

--第三步，紧接第二步，在该周期的第三阶段，第二开关构成装置闭合，第四二极管导通，第一开关构成装置断开，第一、第二和第三二极管截止；

--第四步，紧接第三步，在该周期的第四阶段，第二二二极管导通，第一和第二开关构成装置断开，第一、第三和第四二极管截止，该第4阶段结束该周期；

对于在负载中流过正电流的工作周期而言，第四种方法包括如下步骤，变换器以连续模式工作：

--第一步，在该周期的第一阶段，第一开关构成装置闭合，第三二极管导通，第二开关构成装置断开，第一、第二和第四二极管截止；

--第三步，紧接第二步，在该周期的第三阶段，第二开关构成装置闭合，第四二极管导通，第一开关构成装置断开，第二和第三二极管截止；如果第一输出端对地电压的绝对值足够低，第一二极管截止；

--第四步，紧接第三步，在所述周期的第四阶段，第二二极管导通，第一和第二开关构成装置断开，第一、第三和第四二极管截止，该第四阶段结束该周期。

附图说明

下面参照附图，并结合说明，可以更清楚地理解本发明及其它优点和特性，但所述说明仅作为示例，并不限制本发明的范围，附图如下：

--图1A为现有技术斩波式变换器的电气示意图，该变换器对负载端提供连续电压；

--图1B为图1A所示变换器的电气示意图，该变换器通过增加输出电流测量装置以及适合的均衡器和调制器而用作斩波电流源；

--图2为本发明研制的斩波式变换器的电气示意图，该变换器对负载端提供连续电压；

--图3为根据本发明的斩波式变换器的电气示意图，该变换器对负载端提供连续电压；

--图4A至4N示出了本发明的工作模式；

--图5A到5F为与图4A到4N所示不同工作模式所对应的计时图；

--图6A示出了将本发明变换器作为电压源的原理图；

--图6B示出了将本发明变换器作为电流源的原理图。

具体实施模式

图2为本发明研制的对负载端提供连续电压的斩波式变换器的电气示意图。通过增加负载电流(直接或间接)测量装置和适合的均衡器及调制器，该变换器可被转换成斩波电流源，该转换方式与图1A和1B所示变换器的转换方式相同。正如图1A所示，电路提供有正电压Vp(如+25V)和对地负电压Vm(如--25V)。其包括变压器形成元件(transformer forming element)，以及在独特磁芯周围缠绕的三个绕组Lp，Ls1和Ls2。图2中的箭头表示了绕组方向。绕组Ls1和Ls2串联安装构成了变压器形成元件的次级，其共有端(其第一端)接地。绕组Lp构成了变压器形成元件的初级。绕组Ls1的第二端通过二极管D1连接到电压Vp上，二极管D1相对电压Vp逆向安装。绕组Ls2的第二端通过二极管D2连接到电压Vm上，二极管D2相对电压Vm逆向安装。绕组Lp的第一端连接到二极管D3的阴极和二极管D4的阳极上。绕组Lp的第二端连接电路的输出端SP。开关Q1的第一端连接二极管D3的阳极，其第二端连接到电压Vp上。开关Q2的第一端连接二极管D4的阴极，而其第二端接到电压Vm上。平滑电容器Cs连接在输出端SP和地之间。根据用户需要，输出端SM可以直接接机械地(mechanical earth)，或者通过电阻器接地。

开关Q1和Q2可以最好是N--沟道或P--沟道的MOSFET晶体管元件，根据用户需要而定。这些开关也可以用任何其它具有双向导电性和直接截止性能的开关来替代。

Np是绕组Lp的匝数，Ns1是绕组Ls1的匝数，Ns2是绕组Ls2的匝数，Np大于Ns1和Ns2，例如，Ns1＝Ns2＝0.75Np。

图2涉及如下电压：

--vq1为开关Q1的端电压，

--vq2为开关Q2的端电压，

--vd1为二极管D1的端电压，

--vd2为二极管D2的端电压，

--vd3为二极管D3的端电压，

--vd4为二极管D4的端电压，

--vls1为绕组Ls1的端电压，

--vls2为绕组Ls2的端电压，

--vlp为绕组Lp的端电压，以及

--vs为电容器Cs的端电压，即变换器的输出电压。

图2还涉及如下电流：

--ils1为流过绕组Ls1的电流，

--ils2为流过绕组Ls2的电流，

--ilp为流过绕组Lp的电流，

--is为流过变换器的负载Z的电流，即输出电流。

图2的电流源与图1A所示现有技术的电流源相比具有一定的特点。从图2所示装置上进行测量的读数可以看出，意想不到的是，二极管D1的阳极和二极管D2的阴极总是处在相同的电位上。因此，这两点始终都是电连接，其中一个次级绕组被略去了。如图3所示，剩余的次级绕组是Ls，其匝数Ns小于初级绕组Lp的匝数Np。图3示出了连接在变换器输出端的负载Z。

现在参照图4A到4N，根据发送到开关Q1和Q2的指令(闭合，断开)，介绍斩波式变换器的工作原理。在这些图中，流经电路的电流用粗线表示。从图中可看出，根据本发明的变换器是一个二象限变换器：

(vs＞0，is＞0)和(vs＜0，is＜0)。

图4A到4F涉及当输出电流为正(is＞0)或输出电流为负(is＜0)时，单晶体管Q1或Q2(形成开关)导通的工作模式。

图4A到图4C涉及输出电流”is”为负时的工作周期(从t＝0到t＝T)的工作模式。

图4A示出了在瞬时t＝0和t＝t₁(其中t₁＜T)之间的工作周期的第一步。该电路可以连续工作模式或不连续工作模式工作。在该步骤期间，电路的控制如下：

--Q2和D4导通，

--Q1，D1，D2和D3截止。

图4B示出了在瞬时状态t＝t₁和t＝t₂之间的工作周期的第二步。电路可以以连续模式工作(在该情况下t₂＝T)或以不连续模式工作。在该步骤期间，电路的控制如下：

--D2导通；

--Q1，Q2，D1，D3和D4截止。

图4C示出了在t＝t₂和t＝T之间的工作周期的第三步，其特别适用于不连续工作模式。在该步骤期间，电路的控制如下：

--Q1，Q2，D1，D2，D3和D4截止；

--流过负载的电流”is”由电容器Cs储存的能量提供。

图5A示出了与图4A到图4C所示工作模式相对应的用于不连续工作模式的计时图，因此，工作周期由三个步骤组成。

图5B示出了与图4A到图4B所示工作模式相对应的用于连续工作模式的计时图，因此，工作周期由两个步骤组成。

图4D到图4F涉及对工作周期(从t＝0到t＝T)中输出电流“is”为正时的工作模式。

图4D示出了在瞬时t＝0和t＝t₁(其中t₁＜T)之间的工作周期的第一步。电路可以按连续模式或不连续模式工作。在该步骤期间，电路的控制如下：

--Q1和D3导通，

--Q2，D1，D2和D4截止。

图4E示出了在瞬时t＝t₁和t＝t₂之间的工作周期的第二步。电路可以以连续模式工作(在该情况下t₂＝T)或不连续模式下工作。在该步骤期间，电路的控制如下：

--D1导通；

--Q1，Q2，D2，D3和D4截止。

图4F示出了在t＝t₂和t＝T之间的工作周期的第三步，其特别适用于不连续模式。在该步骤期间，电路的控制如下：

--Q1，Q2，D1，D2，D3和D4截止；

--流过负载的电流“is”由电容器Cs储存的能量提供。

图5C示出了与图4D到图4F所示工作模式相对应的用于不连续工作模式的计时图，因此工作周期包括三个步骤。

图5D示出了与图4D到图4E所示工作模式相对应的用于连续工作模式的计时图，因此工作周期包括两个步骤。

图4G到4N涉及当输出电流为负(is＜0)或输出电流为正(is＞0)时，两个晶体管Q1或Q2(形成开关)为导通的工作模式。

图4G到图4J涉及对工作周期(从t＝0到t＝T)中输出电流“is”为负时的工作模式。

图4G示出了在瞬时状态t＝0和t＝t₁之间的工作周期的第一步。在该步骤期间，电路的控制如下：

--Q1和D3导通，

--Q2，D1和D4截止。

--如果输出端SP对地电压的绝对值足够低，D2截止。

图4H示出了在瞬时状态t＝t₁和t＝t₂之间的工作周期的第二步。在该步骤期间，电路的控制如下：

--D1导通；

--Q1，Q2，D2，D3和D4截止。

图4I示出了在瞬态t＝t₂和t＝t₃之间的工作周期的第三步。在该步骤期间，电路的控制如下：

--Q2和D4导通；

--Q1，D1，D2和D3截止；

图4J示出了在瞬时状态t＝t₃和t＝T之间的工作周期的第四步。在该步骤期间，电路的控制如下：

--D2导通；

--Q1，Q2，D1，D3和D4截止；

图4K到图4N涉及对于工作周期(从t＝0到t＝T)中输出电流“is”为正时的工作模式。

图4K示出了在瞬时状态t＝0和t＝t₁之间的工作周期的第一步。在该步骤期间，电路的控制如下：

--Q1和D3导通；

--Q2，D1，D2和D4截止；

图4L示出了在瞬时状态t＝t₁和t＝t₂之间的工作周期的第二步。在该步骤期间，电路的控制如下：

--D1导通；

--Q1，Q2，D2，D3和2D4截止；

图4M示出了在瞬态t＝t₂和t＝t₃之间的工作周期的第三步。在该步骤期间，电路的控制如下：

--Q2和D4导通；

--Q1，D2和D3截止；

--如果输出端SP对地电压的绝对值足够低，D1截止。

图4N示出了在瞬时状态t＝t₃和t＝T之间的工作周期的第四步。在该步骤期间，电路的控制如下：

--D2导通；

--Q1，Q2，D1，D3和D4截止；

图5E示出了与图4G到图4J所示工作模式相对应的计时图，因此，工作周期也由四个步骤组成。

图5F示出了与图4K到图4N所示工作模式相对应的计时图，因此，工作周期也由四个步骤组成。

图6A示出了采用本发明变换器作为电压源的原理，即通过增加用于测量输出电压SP和SM之间的差动电压的测量装置11、用于接收给定值Ec的适合的均衡器12和适合的调制器13。调制器13的输出为晶体管Q1和Q2提供指令电压SQ1和SQ2。

图6B示出了采用本发明变换器作为电流源的原理，即通过增加用于测量变换器的输出电流“is”的测量装置21、用于接收给定值Ec的适合的平衡器22和适合的调制器23。调制器23的输出为晶体管Q1和Q2提供指令电压SQ1和SQ2。

Claims

1.一种斩波式变换器，其由正电压(Vp)和对地负电压(Vm)供电，向第一输出端(SP)和第二输出端(SM)之间输出电压，该第二输出端直接接地，或通过电阻器接地；该变换器包括相对缠绕在磁芯周围的第一绕组(Ls)和第二绕组(Lp)，该第二绕组(Lp)的匝数大于第一绕组(Ls)的匝数，该第一绕组(Ls)的第一端连接到第一支路的中点上，第一支路将正电压(Vp)接到负电压(Vm)，第一支路还包括第一二极管(D1)和阳极连接到负电压(Vm)的第二二极管(D2)，第一支路的中点位于第一二极管(D1)和第二二极管(D2)之间，第一绕组(Ls)的第二端接地，第二绕组(Lp)的第一端连接到第二支路的中点上，第二支路将正电压(Vp)接到负电压(Vm)，连接第二支路的中点到正电压(Vp)上的第二支路的一部分包括串联设置的第一开关构成装置(Q1)和第三二极管(D3)，该第三二极管直接相对于正电压(Vp)安装，并和第一开关构成装置(Q1)共同形成具有直接和逆向阻断性能的单向开关；将第二支路的中点连接到负电压(Vm)上的第二支路的另一部分，包括串联设置的第二开关构成装置(Q2)和第四二极管(D4)，该第四二极管(D4)直接相对于负电压(Vm)安装，并与第二开关构成装置(Q2)一起形成具有直接和逆向阻断性能的单向开关；第二绕组(Lp)的第二端连接第一输出端(SP)。

2.根据权利要求1所述的斩波式变换器，其中：平滑电容器(Cs)连接在变换器的第一输出端(SP)和地之间。

3.根据权利要求1或2所述的斩波式变换器，其中：在将正电压(Vp)接到负电压(Vm)的第二支路上，所述串联设置包括将第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置设在相应的正电压和负电压一侧，并包括将第三(D3)和第四(D4)二极管设在第二支路的中点一侧。

4.根据权利要求1或2所述的斩波式变换器，其中：第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置可从MOS晶体管、双极晶体管或其它任何具有双向导电性能和直接阻断性能的开关中选择。

5.根据权利要求4所述的斩波式变换器，其中：所述双极晶体管是IGBT晶体管。

6.根据权利要求1或2中任何一项所述的斩波式变换器，进一步包括：变换器输出电压测量装置(11)，该测量装置向调节装置(12)的第一输入端输出代表输出电压的输出信号，在调节装置中，第二输入端接收给定值信号，该调节装置(12)发送一个信号，该信号被提供给调制器(13)输入端，在调制器中，第一输出端向第一开关构成装置(Q1)发送第一指令信号(SQ1)，而第二输出端向第二开关构成装置(Q2)发送第二指令信号(SQ2)，该变换器从而配置为电压源。

7.根据权利要求1或2所述的斩波式变换器，进一步包括，变换器输出电流(is)测量装置(21)，该测量装置向调节装置(22)的第一输入端输出代表变换器的输出电流的输出信号，在调节装置内，第二输入端接收给定值信号，该调节装置(22)发送一个信号，该信号被提供给调制器(23)的输入端，在调制器中，第一输出端向第一开关构成装置(Q1)发送第一指令信号(SQ1)，第二输出端向第二开关构成装置(Q2)发送第二指令信号(SQ2)，该变换器从而配置为电流源。

8.一种机电执行机构控制器，包括根据权利要求1到7任何一项所述的斩波式变换器。

9.一种调节自动化装置，包括根据权利要求1到7任何一项所述的斩波式变换器。

10.一种地面、海上或空中设备，包括根据权利要求1到7任何一项所述的斩波式变换器。

11.一种涡轮发动机，包括根据权利要求1到7任何一项所述的斩波式变换器。

12.根据权利要求1到7任何一项所述的斩波式变换器的操作方法，该变换器由正电压(Vp)和对地负电压(Vm)供电，变换器对负载(Z)输出电流(is)，该负载连接在变换器的第一输出端(SP)和第二输出端(SM)之间，对于在负载(Z)中通过负电流的工作周期而言，该方法包括如下步骤：

----第一步，即在该周期的第一阶段，第一开关构成装置(Q1)断开，第四二极管(D4)导通，第二开关构成装置(Q2)闭合，第一(D1)、第二(D2)和第三(D3)二极管截止，该变换器以连续模式或不连续模式工作；

--第二步，紧接第一步，即在该周期的第二阶段，第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置断开，第二二极管(D2)导通，第一(D1)、第三(D3)和第四(D4)二极管截止，如果变换器以不连续模式工作，该周期的第二阶段不结束该周期；如果变换器以连续模式工作，则第二阶段结束该周期；

--第三步，如果变换器以不连续模式工作时，这一步紧接第二步，在该周期的第三阶段，第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置断开，第一(D1)、第二(D2)、第三(D3)和第四(D4)二极管截止，该阶段表示所述周期的结束。

13.根据权利要求1到7任何一项所述的斩波式变换器的操作方法，该变换器由正电压(Vp)和对地负电压(Vm)供电，变换器向负载(Z)输出电流(is)，该负载连接在变换器的第一输出端(SP)和第二输出端(SM)之间，对于在负载(Z)中流过正电流的工作周期而言，该方法包括如下步骤：

--第一步，在该周期的第一阶段，第一开关构成装置(Q1)闭合，第三二极管(D3)导通，第二开关构成装置(Q2)断开，第一(D1)、第二(D2)和第四(D4)二极管截止，该变换器以连续模式或不连续模式工作；

--第二步，紧接第一步，在该周期的第二阶段，第一二极管(D1)导通，第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置断开，第二(D2)、第三(D3)和第四(D4)二极管截止，如果变换器以不连续模式工作，该周期的第二阶段不结束该周期；如果变换器以连续模式工作，则第二阶段结束该周期；

--第三步，如果变换器以不连续模式工作，这一步紧接第二步，在该周期的第三阶段，第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置断开，第一(D1)、第二(D2)、第三(D3)和第四(D4)二极管截止，该阶段结束该周期。

14.根据权利要求1到7任何一项所述的斩波式变换器的操作方法，该变换器由正电压(Vp)和对地负电压(Vm)供电，变换器向负载(Z)输出电流(is)，该负载连接在变换器的第一输出端(SP)和第二输出端(SM)之间，对于在负载(Z)中流过负电流的工作周期而言，该方法包括如下步骤，该变换器以连续模式工作：

--第一步，在该周期的第一阶段，第一开关构成装置(Q1)闭合，第三二极管(D3)导通，第二开关构成装置(Q2)断开，第一(D1)和第四(D4)二极管截止，如果第一输出端(SP)对地电压的绝对值足够低，第二二极管(D2)截止；

--第二步，紧接第一步，在该周期的第二阶段，第一二极管(D1)导通，第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置断开，第二(D2)、第三(D3)和第四(D4)二极管截止；

--第三步，这一步紧接第二步，在该周期的第三阶段，第二开关构成装置(Q2)闭合，第四二极管(D4)导通，第一开关构成装置(Q1)断开，第一(D1)、第二(D2)和第三(D3)二极管截止；

--第四步，这一步紧接第三步，在该周期的第四阶段，第二二极管(D2)导通，第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置断开，第一(D1)、第三(D3)和第四(D4)二极管截止，该阶段结束该周期。

15.根据权利要求1到7任何一种所述的斩波式变换器的操作方法，该变换器由正电压(Vp)和对地负电压(Vm)供电，变换器向负载(Z)输出电流(is)，该负载连接在变换器的第一输出端(SP)和第二输出端(SM)之间，对于在负载(Z)中流过正电流的工作周期而言，该方法包括如下步骤，该变换器以连续模式工作：

--第一步，在该周期的第一阶段，第一开关构成装置(Q1)闭合，第三二极管(D3)导通，第二开关构成装置(Q2)断开，第一(D1)、第二(D2)和第四(D4)二极管截止；

--第三步，紧接第二步，在该周期的第三阶段，第二开关构成装置(Q2)闭合，第四二极管(D4)导通，第一开关构成装置(Q1)断开，第二(D2)和第三(D3)二极管截止，如果第一输出端(SP)对地电压的绝对值足够低，第一(D1)二极管截止；

--第四步，紧接第三步，在该周期的第四阶段，第二二极管(D2)导通，第一(Q1)和第二(Q2)开关构成装置断开，第一(D1)、第三(D3)和第四(D4)二极管截止，该阶段结束该周期。