CN102783003B - 可接地dc/dc转换器 - Google Patents
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Abstract
一种DC/DC转换器（1）包括：DC输入电压（UE）的两个输入端子（2，3）；DC输出电压（UA）的两个输出端子（4，5）；用于将DC电压转换成AC电压的逆变器（7）；以及用于在所述输入端子的第一个（3）和所述输出端子的第一个（5）之间将来自逆变器的AC电压转换成DC电压的整流器（10）。在所述逆变器（7）的输出端（8）和所述整流器（10）的输入端（9）之间布置至少一个电隔离元件，并且在所述输出端子（4，5）之间存在起作用的电容。所述逆变器（7）对小于全DC输入电压（UE）的，跨越操作于所述输入端子中的第二个（2）和所述输出端子中的第二个（4）之间的电容（6）下降的部分DC电压进行转换。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年12月23日提交的名为“DC/DC-Wandler”的共同未决欧洲专利申请No.EP 09180557.2的优先权。
技术领域
本发明总体上涉及DC/DC转换器。具体而言，本发明涉及的DC/DC转换器大体包括：两个用于接收DC输入电压的输入端子；两个用于提供DC输出电压的输出端子；用于在其输出端处将DC电压转换成AC电压的逆变器；以及连接至所述逆变器的输出端的整流器。
可以提供这种DC/DC转换器作为用于从光伏发电机向电网内馈送电能的装置的部分。这里，可以将所述DC/DC转换器连接至将来自光伏发电机的电能馈送到AC电网内的逆变器的输入端。然而，本发明并不局限于针对这一专门应用的DC/DC转换器。
背景技术
可以采用DC/DC转换器以及其他装置将DC输入电压转换成更高的DC输出电压和/或将单极输入电压转换成双极输出电压。
在从Yi-Cherng Lin、Der-Cherng Liaw的文献：Parametric study of aresonant switched capacitor DC-DC converter，Electrical and ElectronicTechnology，2001，TENCON.Proceedings of IEEE Region 10InternationalConference，Volume 2，2001，710-716已知的DC/DC转换器中，逆变器半桥将施加在两个输入端子之间的DC输入电压转换成AC电压。通过包括两个二极管的整流器电桥将这一AC电压重新转换成DC电压。将所得到的DC电压施加到两个输入端子之一和两个输出端子之一之间，从而相对于DC输入电压提高DC输出电压。在所述逆变器半桥的输出端和所述整流器电桥的输入端之间形成谐振电路，该电路包括将所述整流器半桥从所述逆变器电桥上电容解耦的电容器，还包括电感器。所述谐振电路具有由其部件界定的谐振频率。出于使所述DC/DC转换器以最低可能损耗工作的目的，使逆变器半桥中的两个开关以这一谐振频率反相开关。还有一种对这一已知DC/DC转换器中的低损耗操作有利的做法是，仅通过所述逆变器电桥、谐振电路和整流器电桥馈送一半的电能，以实现预期的DC输出电压相对于DC输入电压变为二倍。然而，DC输入电压的参考电势仍然保持相同，因为不管哪些是输入端子和输出端子，所述整流器电桥都不提高它们之间的电压，它们总是处于相同的电势上。而且，考虑到由当今的光伏系统生成的非常高的电压，为了降低承载功率的导体上的电流负荷，未必总是存在使电压翻倍的点，例如，就像所述的已知DC/DC转换器执行的翻倍那样。
EP1971018A1公开了一种处于逆变器的输入端处的DC/DC转换器。在这一DC/DC转换器中，对两个电容器充电，从而在两个输出端子之间提供双极电压，其中，所述两个电容器串联，并在它们的中心点接地。出于这一目的，将对所述两个电容器之一充电的升压转换器和对另一电容器充电的反转降压－升压转换器连接至两个输入端子。因而，所述两个电容器两端的DC输出电压相对于输入端子之间的DC输入电压具有基本转换比2。如已经提及的，未必总是存在这一电压升高的点。然而，有用的是，这一已知DC/DC转换器将单极DC输入电压转换成了双极DC输出电压。因此，可以使连接至所述两个电容器的连接点的输入端子之一接地，从而根据预期使所连接的光伏发电机中只具有相对于地的正电势，或者只具有相对于地的负电势。一些光伏发电机需要这样的电势状况来实现最佳性能和使用寿命。然而，这种已知DC/DC转换器的另一缺点在于，所述反转的降压－升压转换器只有在其开关实际断开和闭合时才能执行所述反转。然而，降压和升压转换器基本上只有在使其开关尽可能少地受到致动地情况下才会在最佳频率上工作。
EP 2023475A1公开了一种位于脉冲逆变器的输入端处的DC/DC转换器，所述逆变器用于将接地DC电源，尤其是光伏发电机提供的DC输入电压转换成AC输出电压。所述DC/DC转换器包括谐振逆变器，其将全DC输入电压转换成至少两个双极中间输出电压。将所述双极中间输出电压中的每者通过整流二极管电桥提供给分支（split）DC电压链路的一个部分，所述分支DC电压链路具有接地的中心，并且由所述DC/DC转换器与所述脉冲逆变器共享。因而所述DC电压链路的链路电压具有相对于所述DC输入电压的基本转换比2。
仍然需要一种DC/DC转换器，其能够在未必一定提高DC电压的情况下以最低设备量和最低功率损耗将单极DC输入电压转换成双极DC输出电压。
发明内容
本发明提供了一种DC/DC转换器，其包括：两个用于接收DC输入电压的输入端子；两个用于提供DC输出电压的输出端子；用于在其输出端将DC电压转换成AC电压的逆变器；以及在其输入端连接至所述逆变器的输出端，在其输出端连接于所述输入端子中的第一个和所述两个输出端子中的第一个之间的整流器，所述整流器将施加到其输入端的AC电压转换成所述两个输入端子中的第一个和所述两个输出端子中的第一个之间的DC电压。在所述DC/DC转换器中，在所述逆变器的输出端和所述整流器的输入端之间布置至少一个电隔离元件；在所述两个输入端子之间存在起作用的电容；并且所述逆变器对操作于所述两个输入端子中的第二个和所述两个输出端子中的第二个之间的电容下降的部分DC电压进行转换，所述部分DC电压小于所述全DC输入电压。
对于本领域技术人员而言，在参阅了下述附图和详细说明之后，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。这里旨在包含落在由权利要求界定的本发明的范围内的所有这样的额外特征和优点。
附图说明
参考附图能够更好地理解本发明。附图中的部件未必是按比例绘制的，相反，其重点在于清晰地说明本发明的原理。在附图中，各图均以类似的附图标记表示对应的部分。
图1是所述DC/DC转换器的第一实施例的构造的示意图。
图2是所述DC/DC转换器的电容布局与图1所示的不同的第二实施例的构造的示意图。
图3示出了图1所示的DC/DC转换器的实施例的更多细节。
图4示出了图2所示的DC/DC转换器的实施例的更多细节。
图5示出了一种可能的实现图3或图4所示的DC/DC转换器的起着启动电路的作用的电路的方式。
图6示出了另一种可能的实现所述起着启动电路的作用的电路的方式。
图7示出了又一种可能的实现所述起着启动电路的作用的电路的方式。
图8示出了又一种可能的实现所述起着启动电路的作用的电路的方式。
图9示出了图3所示的DC/DC转换器的修改。
图10是所述新颖DC/DC转换器的另一实施例的示意图。
图11是所述新颖DC/DC转换器的又一实施例的示意图，其与图10所示的实施例相比修改了电容布局。
图12示出了具有变压器的DC/DC转换器的实施例。
图13示出了图10所示的DC/DC转换器的实施例的更多细节。
图14示出了图11所示的DC/DC转换器的实施例的更多细节。
图15示出了图12所示的DC/DC转换器的第一个更为详细的实施例。
图16示出了图12所示的DC/DC转换器的第二个更为详细的实施例。
图17示出了图1所示的DC/DC转换器的另一更为详细的实施例中的一种可能的采用来自起着启动电路的作用的电路中的差分电流变压器的信号的方式。
图18示出了另一种可能的采用来自图3所示的DC/DC转换器中的起着启动电路的作用的电路的差分电流变压器的信号的方式。
图19示出了用于控制图17或图18所示的起着启动电路的作用的电路的一组控制逻辑的控制算法。
具体实施方式
当在下述说明中采用逆变器一词时，除了另行说明，否则其包括本领域技术人员根据这一术语可以理解的所有东西。因而，逆变器一词尤其但非唯一地涵盖这样的逆变器，即其具有处于两条输入线之间的逆变器电桥，所述逆变器电桥具有至少一个由有源切换开关构造的半桥。
当在下述说明中采用整流器一词时，除了另行说明，否则其包括本领域技术人员根据这一术语可以理解的所有东西。因而，整流器一词尤其但非唯一地涵盖这样的整流器，即其具有从两条输出线引出的整流器电桥，所述整流器电桥具有至少一个由整流二极管构造的半桥。
在这一语境下，应当指出，在本发明的范围内，可以采用按照适当方式有源切换的开关，或者按照适当的方式有源切换并且具有内在的或外部的反并联二极管的开关，或者可有源切换的半导体开关的内在二极管代替起着纯粹无源切换的元件的作用的任何二极管，因为这样不会使DC/DC转换器按照根本上存在不同的方式工作。二极管的这种等效电路是本领域技术人员所熟悉的，因此其为下述说明中的二极管一词所涵盖。
当在下述说明中采用电容一词时，除了另行说明，否则其包括本领域技术人员可以认识到的提供电容的所有东西。因而，电容一词尤其但非唯一地涵盖一个或多个电容器的任意组合。
当在下述说明中采用电感一词时，除了另行说明，否则其包括本领域技术人员可以认识到的提供电感的所有东西。因而，电感一词尤其但非唯一地涵盖一个或多个电感器的组合。
在根据本发明的DC/DC转换器中，所述逆变器并非在其输出端处将全DC输入电压转换成AC电压，而是只有一部分DC电压，即所述DC输入电压的部分跨越在所述两个输入端子中的第二个和所述两个输出端子中的第二个之间工作的电容下降，在所述两个第二端子之间未施加所述整流器的输出端处的DC电压。具体而言，这一电容直接连接于所述两个输入端子中的第二个和所述两个输出端子中的第二个之间。由于这一电容和所述逆变器并联于所述两个输入端子中的第二个和所述两个输出端子中的第二个之间，因而所述两个输出端子中的第二个上的相对于所述两个输入端子中的第二个上的电势朝向所述两个输入端子中的第一个偏移。与此同时所述两个输出端子中的第一个上的相对于所述两个输入端子中的第一个的电势背离所述两个输入端子中的第二个偏移。因而，所述输出电压处于所述两个输入端子中的第一个的电势的两侧。不管出于什么原因，如果使所述两个输入端子中的这一第一个输入端子接地，那么单极DC输入电压就会变成双极DC输出电压。因此，尽管电势参考不同，但是DC输出电压的绝对值或幅度基本保持与DC输入电压的相同。
在所述DC/DC转换器中，可以在所述两个输入端子中的第一个和所述两个输出端子中的第一个之间连接另一在整流器的输出端与整流器并联的电容。
所述的连接于所述的两个输入端子中的第一个和所述输出端子中的第一个之间的与所述整流器的输出端并联的另一电容形成了操作于所述DC/DC转换器的输出端子之间的电容的部分，因为还有另一个电容连接于所述输出端子的第二个和所述输入端子的第一个之间与所述另一电容串联。在所述DC/DC转换器中还存在各个电容的多种不同布置。
如果在所述两个输入端子中的第一个和所述两个输出端子中的第一个之间使电容与所述整流器在其输出端处并联，那么可以将所述电容划分成两个部分电容，在这种情况下可以通过电感将所述两个部分电容之间的中心连接至所述整流器的输入端。可以将这一电感用于在零电压上或者至少在接近零的电压上使逆变器的开关发生开关切换（零电压开关（ZVS））。在所述DC/DC转换器中，大体可以使这种电感与处于各逆变器输出端子或各整流器输入端子中的每者和所述输入端子或输出端子之一之间的电容串联。
所述逆变器的输出端与所述整流器的输入端的连接优选是通过谐振电路发生的。所述谐振电路可以包括电容和电感。或者，所述逆变器和整流器之间的耦合可以是通过变压器（transformer）发生的，可以使电容与所述变压器串联，从而借助变压器的杂散电感形成谐振电路。为了避免与杂散电感相关的高容差可能带来的影响，所述电容可以与另一电感串联。如果在所述逆变器和整流器之间存在谐振电路，那么所述逆变器的开关的致动优选是以接近50％的占空比以及接近所述谐振频率的频率发生的。在这种情况下，所述DC/DC转换器的开关状态独立于可以连接在所述DC/DC转换器的下游的任何逆变器的开关状态。所述整流器可以具有并联的开关，从而使双向功率流能够发生和/或使得整流器的损耗降低。
还有可能在逆变器的输出端和整流器的输入端之间形成多个谐振电路，例如，针对所述逆变器的每一个半桥形成一个谐振电路。这些不同的谐振电路优选具有相同的共振频率，并且按照交错切换模式工作。如果将它们中的每者连接至整流器的一个半桥，那么可以使它们在整流器的输入端处电感耦合。
出于实现所述DC/DC转换器的高效率的目的，所述逆变器和整流器之间的衰减应当尽可能低。因此，如果向所述逆变器的输入端并联布置的电容已经充电，而向所述整流器的输出端并联布置的电容尚未充电，那么在所述逆变器的开关第一次进行开关操作时，将流过非常高的电流。此外，所述逆变器的开关将必须对非常高的电压进行开关，这是不利的。为了避免所述DC/DC转换器中的这两个问题，优选使连接于所述两个输入端子中的第二个和所述两个输出端子中的第二个之间的电容与能够降低跨越这一电容的电压的电路并联。在最简单的情况下，这一电路是通过电阻器使这一电容短路的开关。作为一种具体的偏好，所述开关是在逆变器的开关已经开始工作之前一直都不会断开的常导通型开关，这意味着逆变器的开关是以零电压进行初始开关切换的，因为尚未在所述电容两端建立起电压。通过这种方式，将所述电路用作所述DC/DC转换器中的启动电路。如果所述逆变器馈送一个或多个谐振电路，那么即使缓慢地建立起了跨越所述电容的电压，逆变器的开关也可以仍然以零电流或者接近零的电流进行开关切换。
能够降低跨越连接于所述两个输入端子中的第二个和所述两个输出端子中的第二个之间的电容的电压的电路也可以有意地改变所述两个输入端子中的第一个和所述两个输出端子中的第二个之间的电压降，因而通过这种方式可以对所述DC/DC转换器中的分压至少带来一些影响。出于这一目的，所述电路除了具有至少一个开关以外还具有一个电感和至少一个二极管。
特别地，可以通过某种方式对所述电路中的开关致动，从而使所述两个输入端子上的相对于地的电势具有相同的符号，或者这些电势之一至少接近零。在不具备所述电路的情况下，可以将输入端子之一接地，或连接至中性导体，或者连接至借助（例如）分压器定义的电势，由此能够实现对所述新颖DC/DC转换器的输入电势的这种预先设置。这一连接优选是通过电阻器和/或电感以及继电器发生的，在需要的情况下可以采用所述继电器断开所述连接。对两个输入端子的正电势预先设置的一个原因在于可以避免在连接至所述DC/DC转换器的输入端的光伏发电机中出现负电势，因为负电势对于某些太阳能电池可能是不利的。在其他情况下，可以优选避免在所述DC/DC转换器的输入端出现正电势。
或者，所述电路的开关的致动可以是作为来自传感器的信号的函数而发生的，所述传感器感测来自所述DC/DC转换器的输出端子之一的流向地的电流，例如，流向地的漏电流。可以将这一传感器直接布置在所述DC/DC转换器的输出端，但是同样可以将其布置在连接于所述DC/DC转换器的下游的逆变器的输出端。所述传感器可以是对受到监测的线路上的差分电流做出响应的已知差分电流传感器。以在可能的情况下将漏电流降为零为目的执行对所述电路的开关的致动。一种具体的偏好的是通过改变所述电路中的开关的占空比调节流向地的电流。
现在更加详细地参考附图，图1所示的DC/DC转换器1具有两个输入端子2和3以及两个输出端子4和5。输入端子2和3用于施加DC输入电压UE。在当前例子中，输入端子2接收处于输入电压UE的电势DC+上的正极，输入端子3接收处于输入电压UE的电势DC-上的负极。在输出端子4和5上，DC/DC转换器1提供DC输出电压UA。在当前例子中，输出端子4提供处于输出电压UA的电势ZK+上的正极，输出端子5提供处于输出电压UA的电势ZK-上的负极。将电容6连接于输入端子2和输出端子4之间。通过逆变器7将跨越这一电容6的DC电压降转换成AC电压。将逆变器7的输出端8通过耦合电容13连接至整流器10的输入端9，整流器10将所述AC电压转换成施加在输入端子3和输出端子5之间的DC电压。将电容11连接于输入端子3和输出端子5之间并与整流器10并联。将另一电容14连接于所述输入端子和输出端子4之间。因而电容11和14的串联操作于输出端子5和输出端子4之间。可以将所述DC/DC转换器1的工作方式解释为，输入电压UE部分跨越电容6下降，部分跨越电容14下降，利用逆变器7和整流器10将所述电压降的更加远离输入端子3上的电势DC-的部分传送至电容11，因而跨越电容11和14的输出电压UA相对于输入电压UE关于地电势发生偏移。因此，可以将施加至输入端子3的输入电压UE的电势DC-接地，从而将单极正DC输入电压UE转换为双极输出电压UA。
还通过图2所示的DC/DC转换器1执行这一功能，其中，在输入端子2和3之间提供电容15，在输出端子4和5之间提供电容12，而不是图1所示的电容14。这里也可以省略这两个电容12和15中的一个，从而总会留有操作于输出端子4和5之间的电容。如果省略了电容12，那么所讨论的处于输出端子4和5之间的电容由电容6、11和15发挥的作用构成。
图3示出了根据图1的DC/DC转换器的更多细节。此外，将升压转换器16连接至DC/DC转换器1的上游。除了开关17、电感18和二极管19之外，升压转换器16还包括缓冲电容20，其根据需要使输入电压UE′升高到施加至所述DC/DC转换器的输入端子2和3之间的输入电压。逆变器7采取半桥21的形式，其具有反相切换的两个开关22和23。整流器10是由具有半桥的形式24的两个二极管25和26构造而成的。此外，耦合电容13使逆变器7的输出端8与整流器10的输入端9隔离，使耦合电容13与电感27串联，电感27连同耦合电容13一起形成了谐振电路28，开关22和23以所述谐振电路的谐振频率进行开关。电容11连接于输入端子3和输出端子5之间并与整流器10并联，将电容11划分成两个部分电容11′和11″。将电感29连接于这些部分电容11′和11″的连接点和整流器10的输入端9之间。通过这种方式，将电感29通过部分电容11′连接至输出端子5，电感29有助于在谐振电路28中的电压的零交叉上对逆变器7的开关22和23进行开关操作。此外，还示出了电路30，其起着启动电路的作用，将结合图5和图8对其给出更加详细的解释。
图4所示的电路布局与图3所示的区别在于，省略了电容14，并且作为替代，分别将电容12和15连接于输出端子4和5以及输入端子2和3之间（比较图3）。还省略了电容11，相反将电感29通过电容55连接至输出端子5。
图5示出了根据图3和图4的电路30的第一实施例。与图3所示的相反，并未将这一电路30连接至输入端子3的电势DC-。在当前的例子中，电路30具有常通或常导通型开关31，在输入端子4和输出端子5之间，使与电阻器32串联的开关31与电容6（未示出）并联。只要控制逻辑33不使开关31断开，那么开关31就经由电阻器32使电容6短路。因此，不会在电容6两端建立电压。通过这种方式，逆变器7的开关22和23的操作可以在不存在电压的情况下开始。开关22和23的开关操作将直接受益于此。此外，即使处于所述开关两侧的电容尚未到达等载，也能够在开关22和23的操作开始时使从逆变器7的输出8流向整流器10的输入9的电流保持适当低的水平。此外，启动电路30避免了整个输入电压UE都在电容6上下降，而是根据需要仅使一部分输入电压UE在其上产生电压降。
图6示出了图5所示的电路30的变型，其中，开关31为常断型而不是常通或常导通型，因而最初必须通过控制逻辑33以有源的方式使之闭合。图6所示的电路作为启动电路工作的方式与图5所示的电路的工作方式基本相同。
图7所示的电路30还具有电感34和二极管35，但是不具有电阻器32。将电感34连接于输入端子2和输出端子4之间并与开关31串联，而二极管35则连接于输入端子3和输出端子4之间并与电感34串联。通过这种方式，形成了针对输出电势ZK+的升压转换器，通过所述升压转换器能够将输出电势ZK+的电平设置到处于(DC++DC-/2)和DC+之间的范围内。
在图8所示的电路30中，提供了额外的开关36和额外的二极管37，它们一起能够将输出端子4上的输出电势ZK+设置到处于输入电势DC-和DC+之间的范围内。
图9示出了基本与图3相同的布局，只是在该例子中，反转了输入电压UE的极性，即，DC-电势处于输入端子2上，DC+电势处于输入端子3上。因而，输出电势ZK-出现在输出端子4上，输出电势ZK+出现在输出端子5上。这一设置连同使输入端子3接地避免了在光伏发电机38内产生提供输入电压UE′的相对于地的正电势，而前面的实施例在通过这种方式接地时则避免了在所述输入侧出现相对于地的负电势。此外，图9示出了连接至输出端子4和5的逆变器39。使这一逆变器39经由DC+电势接地，这一逆变器39将来自光伏系统38的电能馈送到具有地参考的三相AC网络40内。
在图10所示的逆变器1内，两条线路延伸于整流器7的输出端8和整流器10的输入端9之间。在这些线路的每条内，布置负责隔离的两个耦合电容13′和13″中的一个。图11所示的DC/DC转换器的实施例类似地包括这一特征，其与图10所示的实施例的差别仅在于其具有对应于图2的而不是图1的电容布置。
图12采用图11所示的基本电容布局只是省略了电容12，由此示出了一种替代的利用变压器41将逆变器7的输出端8与整流器10的输入端9隔离的方案。
图13所示的图10所示基本电路的实施例包括采取整个电桥的形式的逆变器7，所述电桥包括分别具有开关22′和23′以及22″和23″的两个半桥21′和21″。在这种情况下，每一半桥21馈送两个谐振电路28′和28″之一当中的功率，每一谐振电路具有电感27′或27″以及耦合电容13′或13″。将这些谐振电路28连接至整流器10的由二极管25′和26′或者25″和26″构造的对应半桥24′和24″。通过电感55将所述两个半桥耦合到所述输入侧上，所述电感所起作用与图3或图4所示的电感29基本相同。通过这种方式，对所述两个谐振电路28′和28″进行电感耦合，从而使它们的由反相切换的开关对22′和23″以及22″和23′引起的反相振荡稳定化。
除了电容布置以及将电感53直接连接于逆变器的输出之间与电容54串联以代替电感56之外，图14所示的DC/DC转换器1的构造对应于图13所示的DC/DC转换器的构造（在图13所示的DC/DC转换器中，耦合电容13′和13″起着位于逆变器的输出之间的电容的作用）。
在图15所示的DC/DC转换器的实施例中，通过具有两个开关22和23的半桥21′和具有两个电容42和43的半桥21′形成整流器7。这些电容42和43连同变压器41的初级绕组44一起形成了由逆变器7馈送的谐振电路。而变压器41的次级绕组45则对整流器10进行馈送，在这种情况下，整流器10具有包括二极管25和26的半桥24以及包括电容46和47的半桥24″。在这种情况下，考虑到电容46和47以及电容15将不需要电容11和12。同样也可以省去作为电容12的替代的电容15。
在图16所示的DC/DC转换器1的实施例中，逆变器7和整流器10的两个半桥21”和24”并非是按照无源的形式分别由电容42和43以及46和47构造的，而是像半桥21′和24′那样分别由开关22″和23″以及二极管25″和26″构造而成。在这种情况下，提供电容13连同变压器41的初级绕组44一起形成谐振电路28。
基本按照图1所示的构造图17所示的DC/DC转换器1，其在输入端连接至光伏发电机38，其在输出端经由逆变器39连接至AC电网40。将一端连接至逆变器7的独一半桥21的中心，并且与图4所示经由电容55连接至输出端子5的电感29类似起着ZVS的作用的电感57的另一端经由电容58连接至输入端子2。图17还示出了DC/DC转换器1的电路30如何考虑来自传感器49的信号48。作为从DC/DC转换器1流向地的未受补偿的电流的测量结果，传感器49采用差分电流换能器50感测流经DC/DC转换器1的输出端子的入地漏电流。启动电路30的控制逻辑将信号48作为输入信号进行处理，并按照适当的方式控制电路30的一个或多个开关，从而将入地电流降为零。
图17所示的差分电流换能器直接感测DC/DC转换器1的输出端的入地漏电流，而图18所示的差分电流换能器50则提供在连接于所述DC/DC转换器的下游的逆变器39的输出端，其同样感测来自DC/DC转换器1的入地电流，但是其还能够按照已知的方式用于其他监测任务。
图19示出了图17或图18所示的电路30的控制逻辑33的实施例，其允许通过传感器49感测入地电流，从而使其降低至零。来自传感器49的信号48起着相对于预置值零的误差信号的作用。控制器51可以是P+R或PI控制器，或者任何其他适当的控制器，其作用于脉冲宽度调制模块52，以设置占空比，即，每一周期内开关31闭合所占的时间比例，从而达到将信号49调节为零的目的。通过这种方式，在所述新颖的DC/DC转换器1中采用电路30作为补偿入地电流的辅助转换器。换言之，即使在DC/DC转换器1的正在进行的操作过程中其也行使功能，而不是仅用于确保DC/DC转换器1安全地开始工作。通过这种方式，甚至有可能做到提供两个相互并联的不同电路30。这两个不同电路30中的一个充当纯粹的启动电路，并且是按照（例如）图5或图6所示构造的，而这两个不同的电路30中的另一个则适用于充当补偿入地电流的辅助转换器的任务，并且其是按照（例如）图5或图6所示构造的。
在基本不背离本发明的精神和原理的情况下，可以对本发明的优选实施例做出很多变化和修改。这里旨在包含落在由下述权利要求界定的本发明的范围内的所有这样的修改和变化。
附图标记列表
1 DC/DC转换器 31 开关
2 输入端子 32 电阻器
3 输入端子 33 控制逻辑
4 输出端子 34 电感
5 输出端子 35 二极管
6 电容 36 开关
7 逆变器 37 二极管
8 输出端 38 光伏发电机
9 输入端 39 逆变器
10 整流器 40 AC网络
11 电容 41 变压器
12 电容 42 电容
13 电容 43 电容
14 电容 44 初级绕组
15 电容 45 次级绕组
16 升压转换器 46 电容
17 开关 47 电容
18 电感 48 信号
19 二极管 49 传感器
20 电容 50 差分电流换能器
21 半桥 51 控制器
22 开关 52 脉冲宽度调制模块
23 开关 53 电感
24 半桥 54 电容
25 二极管 55 电容
26 二极管 56 电感
27 电感 57 电感
28 谐振电路 58 电容
29 电感
30 电路
Claims (15)
1.一种DC/DC转换器(1)，包括：
-两个用于接收DC输入电压(UE)的输入端子(2，3)，
-两个用于提供DC输出电压(UA)的输出端子(4，5)，
-用于将DC电压在其输出端(8)转换成AC电压的第一逆变器(7)，以及
-整流器(10)，在其输入端连接至所述第一逆变器(7)的输出端(8)，并且在其输出端连接于所述输入端子中的第一个(3)和所述两个输出端子中的第一个(5)之间，所述整流器将施加至其输入端(9)的AC电压转换成所述两个输入端子中的第一个(3)与所述两个输出端子中的第一个(5)之间的DC电压，
-布置在所述第一逆变器(7)的所述输出端(8)和所述整流器(10)的所述输入端(9)之间的至少一个电隔离元件，以及
-操作于所述两个输出端子(4，5)之间的电容，
其中，所述第一逆变器(7)转换操作于所述两个输入端子中的第二个(2)和所述两个输出端子中的第二个(4)之间的第一电容(6)上的部分DC电压降，所述部分DC电压小于整个所述DC输入电压(UE)。
2.根据权利要求1所述的DC/DC转换器(1)，其中，所述至少一个电隔离元件为电容器(13)或变压器(41)。
3.根据权利要求2所述的DC/DC转换器(1)，其中，在所述第一逆变器(7)的所述输出端(8)和所述整流器(10)的所述输入端(9)之间形成至少一个谐振电路(28)。
4.根据权利要求3所述的DC/DC转换器，其中，对于所述第一逆变器(7)的每一半桥(21)，在所述第一逆变器(7)的所述输出端(8)和所述整流器(10)的所述输入端(9)之间形成一个谐振电路(28)。
5.根据权利要求4所述的DC/DC转换器(1)，其中，所述第一逆变器(7)的所述输出端(8)和所述整流器(10)的所述输入端(9)之间的所有谐振电路(28)都具有相同的谐振频率。
6.根据前述权利要求中任一项所述的DC/DC转换器(1)，其中，所述第一逆变器的两个逆变器半桥(21)的输出端子经由至少一个电感(56，53)和至少一个第二电容(13，54)彼此连接。
7.根据权利要求1-5中的任一项所述的DC/DC转换器(1)，其中，所述第一逆变器的每一单个输出端子和/或所述整流器的每一单个输入端子经由电感(29，57)和第三电容(55，58)连接至所述输入端子(2，3)或输出端子(4，5)中的一个。
8.根据权利要求1-5中的任一项所述的DC/DC转换器(1)，其中，以处于30％和50％之间的占空比执行所述第一逆变器(7)的开关(22，23)的致动，而不管连接于下游的转换器的开关状态如何。
9.根据权利要求1-5中的任一项所述的DC/DC转换器(1)，其中，操作于所述两个输入端子中的第二个(2)和所述两个输出端子中的第二个(4)之间的所述第一电容(6)与至少一个用于有意改变所述第一电容(6)上的电压降的电路(30)并联。
10.根据权利要求9所述的DC/DC转换器(1)，其中，能够通过所述电路(30)使操作于所述两个输入端子中的第二个(2)和所述两个输出端子中的第二个(4)之间的所述第一电容(6)上的所述电压降朝零下降。
11.根据权利要求10所述的DC/DC转换器(1)，其中，所述电路(30)具有至少一个开关(31，36)。
12.根据权利要求11所述的DC/DC转换器(1)，其中，所述电路(30)具有一个电感(34)和至少一个二极管(35，37)。
13.根据权利要求1-5中的任一项所述的DC/DC转换器(1)，其中，所述两个输入端子(2，3)的相对于地的电势具有相同的符号，或者这些电势之一为零。
14.根据权利要求12所述的DC/DC转换器(1)，其中，在所述电路(30)的一个操作模式中，来自感测对地电流的传感器(49)的信号(48)对所述电路(30)的控制逻辑(33)存在作用。
15.根据权利要求14所述的DC/DC转换器(1)，其中，所述传感器(49)感测正好处于所述DC/DC转换器(1)的所述输出端或者处于连接于所述DC/DC转换器的下游的第二逆变器(39)的输出端的所述对地电流，所述对地电流为来自所述DC/DC转换器(1)的所述输出端子(4，5)之一的漏电流。
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