CN104428983A - 直流变换器电路布置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直流变换器电路布置(1)，它具有多相直流变换器(MW1、...、MWn)，用于在两个网络之间传输能量，所述多相直流变换器包括多个变换器电路(WS1.1、...、WS1.m、WSn.1、...、WSn.m)，其中每个变换器电路(WS1.1、...、WS1.m、WSn.1、...、WSn.m)具有至少一个可控的第一开关元件，并且具有控制装置(S)，用于产生多个驱动信号(TS)，所述驱动信号(TS)具有不同的相，并且利用每个驱动信号(TS)能控制所述多相直流变换器的一个变换器电路的切换操作，其中，所述直流变换器电路布置(1)具有至少一个另外的多相直流变换器(MW1、...、MWn)，用于在两个网络之间传输能量，所述另外的多相直流变换器包括多个变换器电路(WS1.1、...、WS1.m、WSn.1、...、WSn.m)，其中每个变换器电路(WS1.1、...、WS1.m、WSn.1、...、WSn.m)具有至少一个可控的第一开关元件，每个所述另外的多相直流变换器(MW1、...、MWn)的每个变换器电路(WS1.1、...、WS1.m、WSn.1、...、WSn.m)的切换操作能利用能由控制装置产生的驱动信号控制，以及控制装置(S)适于并且设置成允许或禁止通过多相直流变换器(MW1、...、MWn)之一进行的能量传输。

Description

直流变换器电路布置
技术领域
本发明涉及一种直流变换器电路布置，
具有多相直流变换器，所述多相直流变换器包括多个变换器电路，其中，每个变换器电路具有至少一个可控的开关元件，以及
具有控制装置，用于产生多个驱动信号，所述驱动信号具有不同的相并且利用每个驱动信号能控制多相变换器的其中一个变换器电路的切换操作/开关操作。
背景技术
由现有技术已知具有变换器电路和控制装置的直流变换器，其中，控制装置产生用于执行变换器电路的切换操作的驱动信号。通过所述控制装置，变换器电路可以与直流变换器的运行条件、特别是与直流变换器的负荷相适配。这种直流变换器的缺点是，变换器电路在直流变换器只有较小的负荷时效率比较差。
由文献DE 11 2008 004 030 T5已知一种多相直流变换器。这种直流变换器具有多个变换器电路，这些变换器电路相互并联。处于工作中的变换器电路的数量是可以改变的，其中，每个工作的变换器电路执行切换操作。直流变换器具有控制装置，所述控制装置产生多个用于变换器电路的驱动信号，所述驱动信号具有不同的相，以便驱动相应的变换器电路的开关元件，由此控制切换操作过程。给每个变换器电路固定地配设一个相。控制装置根据直流变换器的运行条件确定要运行的变换器电路的数量。因此，根据运行条件关闭直流变换器的变换器电路，就是说不产生具有配设给这些变换器电路的相的驱动信号。
由文献DE 11 2008 004 030 T5已知的多相直流变换器可以与直流变换器的负荷相适配。这有这样的优点，即多相直流变换器的变换器电路在多相直流变换器的不同的负荷下可以充分受载，以便使其以良好的效率运行。但这种多相直流变换器的缺点是，如果不是所有相都激活，即所有转换器电路都工作，则电磁干扰发射增加。输入端滤波器和输出端滤波器必须复杂地按照一个相的时钟频率设计并且在一些情况下还要针对分谐波的干扰设置。
由文献DE 10 2009 054 957 A1已知一种多相直流变换器。所述直流变换器具有多个变换器电路，这些变换器电路相互并联。要工作的变换器电路的数量是可以改变的。该直流变换器具有控制装置，所述控制装置产生多个用于变换器电路的驱动信号，所述驱动信号具有彼此不同的相，以便驱动相应的变换器电路的开关元件，由此控制切换操作过程。控制装置根据直流变换器的运行条件确定要运行的变换器电路的数量，并且当控制装置确定要运行的变换器电路的数量为两个或更多，还确定驱动信号之间的相位差。利用该多相直流变换器能以高效率在大的范围内传输功率。当然，在负荷小时，相的数量降低，这会导致纹波增加。
发明内容
本发明的任务在于，发现多相直流变换器的一种备选方案，所述直流变换器能够满足不同的功率需求并且此外还适于并设置成用于连接多于两个网络。
该任务这样来解决：
所述直流变换器电路布置具有至少一个另外的多相直流变换器，用于在两个网络之间输送能量，所述另外的多相直流变换器包括多个变换器电路，其中，每个变换器电路具有至少一个可控的第一开关元件，
每个另外的多相直流变换器的每个变换器电路的切换操作能够利用能由控制装置产生的驱动信号控制，以及
所述控制装置适于并设置成用于允许或禁止通过所述多相直流变换器之一进行的能量传输。
利用根据本发明可以与直流变换器电路布置的每个多相直流变换器串联地设置至少一个可控的第二开关元件，第二可控开关元件通过用于允许或禁止能量传输的控制装置操控闭合或打开。如果与一个多相直流变换器串联的第二开关元件闭合，则当该多相直流变换器的变换器电路的所述至少一个可控的第一开关元件由控制装置通过驱动信号相应地控制启动时，能利用该多相直流变换器传输能量。如果该多相直流变换器串联的第二开关元件相反与打开，则通过该多相直流变换器的能量传输也被禁止，即使该多相直流变换器的变换器电路的第一开关元件由控制装置通过驱动信号置于切换操作。
根据本发明的直流变换器电路布置可以具有用于与第一网络连接的第一接线端和用于与第二网络连接的第二接线端。由多相直流变换器和可控的第二开关元件组成的串联电路此时可以在第一接线端和第二接线端之间并联。在本发明的该实施例中，可以在第一网络和第二网络之间传输能量。为此可以根据要传输的功率使用一个、多个或所有直流变换器。如果仅要求以小功率进行传输，则例如只有与一个多相直流变换器串联的可控的第二开关元件闭合，以便允许通过该多相直流变换器进行能量传输，而在传输大功率时，使与所有多相直流变换器串联的可控的第二开关元件闭合。
另一个根据本发明的直流变换器电路布置可以具有用于与第一网络连接的第一接线端、用于与第二网络连接的第二接线端和用于与第三网络连接的第三接线端。由多相直流变换器和可控的第二开关元件组成的至少两个串联电路可以在第一接线端和第二接线端之间以及在第二接线端和第三接线端之间并联。在该直流变换器电路布置中，可以在第一和第二网络之间以及在第二和第三网络之间进行能量传输。
一般性地可以这样来描述根据本发明的直流变换器电路布置，即，所述直流变换器具有n个接线端，并且每个接线端与一个网络连接，并且通过至少两个并联的由其中一个多相直流变换器和其中至少一个可控的第二开关元件组成的串联电路与所有其余的接线端或与一些其余的接线端连接。
根据本发明的直流变换器电路布置的变换器电路可以具有共同的接地端。
根据本发明的直流变换器电路布置的多相直流变换器可以具有扼流圈/阻流圈(Drosseln)，通过所述扼流圈多相直流变换器的各变换器电路相互耦合。为此，一个多相直流变换器的扼流圈可以设置在共同的芯部上。
附图说明
下面根据附图来详细说明本发明。其中：
图1示出根据本发明的直流变换器电路布置的简化线路图。
具体实施方式
在图1中示出的直流变换器电路布置1连接车辆的第一车载网络和第二车载网络，为此设有第一接线端BN1和接地端GND1或第二接线端BN2和接地端GND 2。两个接地端GND 1和GND 2位于相同的电势并且相互连接。
在第一接线端BN1和第二接线端BN2之间设有由n个串联电路组成的并联电路。各串联电路分别由两个可控的第二开关元件SW11、SW12、SWn1、SWn2和一个多相直流变换器MW1、MWn组成。串联电路的多相直流变换器MW1、MWn设置在该串联电路的两个可控的第二开关元件SW11、SW12、SWn1、SWn2之间。通过一个串联电路的两个可控的第二开关元件的打开或闭合，使得可以实现或防止通过该串联电路的多相直流环流器的电流。因此，可以通过该串联电路的多相直流变换器允许或禁止能量传输。
每个多相直流变换器MW1、MWn具有m个变换器电路WS1.1、WS1.m、WSn.1、WSn.m。
该直流变换器电路布置1此外还具有控制装置S，所述控制装置控制多相直流变换器MW1、MWn，包括其变换器电路WS1.1、WS1.m、WSn.1、WSn.m，并且还控制与多相直流变换器MW1、MWn串联设置的可控的第二开关元件SW11、SW12、SWn1、SWn2。
为了控制多相直流变换器MW1、MWn或其变换器电路WS1.1、WS1.m、WSn.1、WSn.m，由控制装置产生驱动信号TS，所述驱动信号按已知的方式和形式操控变换器电路WS1.1、WS1.m、WSn.1、WSn.m的第一开关元件。
控制装置通过第二接线端BN2与用于检测电流的传感器元件连接。为此，控制装置具有接线端I(BN2)。此外，还通过一个接线端U(BN2)给控制装置供应第二接线端BN2上的电势。
附图标记列表
1      直流变换器电路布置
MW1    多相直流变换器1
MWn    多相直流变换器n
WS1.1  多相直流变换器1的变换器电路1
WS1.m  多相直流变换器1的变换器电路
WSn.1  多相直流变换器n的变换器电路
WSn.m  多相直流变换器n的变换器电路
SW11   第二开关元件
SW12   第二开关元件
SWn1   第二开关元件
SWn2   第二开关元件
S      控制装置
BN1    到车载网络1的接线端
BN2    到车载网络2的接线端
TS     驱动信号
I(BN2) 控制装置的用于第二车载网络中的电流检测的接线端
U(BN2) 控制装置的用于第二车载网络中的电压检测的接线端

Claims (7)

1.一种直流变换器电路布置(1)，
-具有多相直流变换器(MW1)，用于在两个网络之间传输能量，所述多相直流变换器包括多个变换器电路(WS1.1、…、WS1.m)，其中每个变换器电路(WS1.1、…、WS1.m)具有至少一个可控的第一开关元件，并且
-具有控制装置(S)，用于产生多个驱动信号，所述驱动信号(TS)具有不同的相，并且利用每个驱动信号(TS)能控制所述多相直流变换器(MW1)的其中一个变换器电路(WS1.1、…、WS1.m)的切换操作，
其特征在于，
-所述直流变换器电路布置(1)具有至少一个另外的多相直流变换器(MWn)，用于在两个网络之间传输能量，所述另外的多相直流变换器包括多个变换器电路(WSn.1、…、WSn.m)，其中每个变换器电路(WSn.1、…、WSn.m)具有至少一个可控的第一开关元件，
-每个所述另外的多相直流变换器(MWn)的每个变换器电路(WSn.1、…、WSn.m)的切换操作能利用能由控制装置(S)产生的驱动信号(TS)控制，以及
-控制装置(S)适于并且设置成允许或禁止通过多相直流变换器(MW1、...、MWn)之一进行的能量传输。
2.按照权利要求1所述的直流变换器电路布置(1)，其特征在于，与直流变换器电路布置(1)的每个多相直流变换器(MW1、…、MWn)串联地设置至少一个可控的第二开关元件(SW11、SW12、…、SWn1、SWn2)，所述可控的第二开关元件(SW11、SW12、…、SWn1、SWn2)通过控制装置(S)操控闭合或打开，以允许或禁止能量传输。
3.按照权利要求2所述的直流变换器电路布置(1)，其特征在于，所述直流变换器电路布置(1)具有用于与第一网络连接的第一接线端(BN1)和用于与第二网络连接的第二接线端(BN2)，并且由多相直流变换器(MW1、…、MWn)和可控的第二开关元件(SW11、SW12、…、SWn1、SWn2)组成的各串联电路在第一接线端和第二接线端之间并联。
4.按照权利要求1或2所述的直流变换器电路布置(1)，其特征在于，所述直流变换器电路布置(1)具有用于与第一网络连接的第一接线端(BN1)、用于与第二网络连接的第二接线端(BN2)和用于与第三网络连接的第三接线端，由多相直流变换器(MW1、…、MWn)和可控的第二开关元件(SW11、SW12、…、SWn1、SWn2)组成的至少两个串联电路在第一接线端(BN1)和第二接线端(BN2)之间以及在第二接线端(BN2)和第三接线端之间并联。
5.按照权利要求1或2所述的直流变换器电路布置(1)，其特征在于，所述直流变换器电路布置(1)具有n个接线端，并且每个接线端通过至少两个并联的由其中一个多相直流变换器(MW1、…、MWn)和其中至少一个可控的第二开关元件(SW11、SW12、…、SWn1、SWn2)组成的串联电路与所有其余的接线端或与一些其余的接线端连接。
6.按照权利要求1至5之一所述的直流变换器电路布置(1)，其特征在于，各变换器电路(WS1.1、...、WS1.m、WSn.1、...、WSn.m)具有共同的接地端。
7.按照权利要求1至6之一所述的直流变换器电路布置(1)，其特征在于，各多相直流变换器(MW1、...、MWn)具有扼流圈，多相直流变换器(MW1、...、MWn)的各变换器电路(WS1.1、...、WS1.m、WSn.1、...、WSn.m)通过所述扼流圈相互耦合。
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