CN113950790A - 具有次级振荡回路电容器的直流电压变换器，以及用于运行直流电压变换器的方法 - Google Patents

具有次级振荡回路电容器的直流电压变换器，以及用于运行直流电压变换器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113950790A
CN113950790A CN202080022284.8A CN202080022284A CN113950790A CN 113950790 A CN113950790 A CN 113950790A CN 202080022284 A CN202080022284 A CN 202080022284A CN 113950790 A CN113950790 A CN 113950790A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage converter
capacitor
primary
secondary side
primary side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080022284.8A
Other languages
English (en)
Inventor
M·芬肯策勒
M·曼特尔
M·珀贝尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of CN113950790A publication Critical patent/CN113950790A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/4815—Resonant converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

本发明涉及一种直流电压变换器(10)，其具有直流电压变换器(10)的变压器元件(12)的初级侧(14)和变压器元件(12)的次级侧(16)，其中初级侧(14)具有第一整流器电路(18)和初级侧的振荡回路(46)，并且次级侧(16)具有第二整流器电路(20)和次级侧的能量存储器(44)，其中在初级侧(14)和次级侧(16)之间设置用于传递电能的变压器元件(12)，其中次级侧(16)具有次级振荡回路电容器(52)。本发明还涉及一种方法。

Description

具有次级振荡回路电容器的直流电压变换器，以及用于运行 直流电压变换器的方法
技术领域
本发明涉及一种直流电压变换器，其具有直流电压变换器的变压器元件的初级侧和变压器元件的次级侧。在初级侧上构成第一整流器电路和初级侧振荡回路，并且在次级侧上构成第二整流器电路和次级侧的能量存储器。用于传递电能的变压器元件设置在初级侧和次级侧之间。本发明还涉及一种用于运行直流电压变换器的方法。
背景技术
也称为DC-DC变换器的、在全谐振模式下运行的直流电压变换器由振荡回路、变压器元件和激励振荡回路的半桥或全桥电路构成。为了可以在所有相关工作点保持无电压切换、即所谓的ZVS操作(零电压切换)，附加地需要无源的结构元件。然而，现有技术的这些直流电压变换器仅在全谐振模式下构成用于单向运行，即尤其用于将能量从初级侧传递到次级侧。
此外，已知用于双向双有源电桥的许多公开文献。所述直流电压变换器通常以硬开关的方式构造，即具有开关损耗。然而，由于在双有源电桥中必须调节初级侧和次级侧全桥之间的相位角，所以使安置串联谐振元件变难。
EP 2 597 766 A2公开一种具有初级侧和次级侧和将初级侧和次级侧连接的变压器的双向谐振变换器，所述变压器具有初级电感和次级电感。为了确保初级侧和次级侧之间的能量传递安全和低损耗，设有在初级侧的与初级电感连接的或以谐振方式结合初级电感的初级谐振网络和至少一个在次级侧的与至少一个次级电感连接的或以谐振方式结合次级电感的次级谐振网络。
根据US 2015/0381064 A1，双向DC/DC变换器包含第一和第二控制电路以及第一和第二桥电路，所述桥电路分别与第一和第二直流电压源连接。在一种实施变型形式中，当从第一直流电源到第二直流电源供电时，第一控制电路根据基于第二直流电源的电流和电压的控制变量以如下频率执行第一桥电路的PFM控制，所述频率等于或低于LC振荡回路的谐振频率。当沿不同方向进行供电时，第二控制电路利用相移调节等根据基于第一直流电源的电压和电流的控制量执行第二桥电路的固定频率调节。
CN 102 064 707 A公开一种在共同相移角控制下的输入并联和输出并联组合变换器。主电路包括两个以上的采用共同相移角控制的移相电路；每个移相电路由具有漏电感的变压器和两个桥电路构成，所述桥电路通过变压器连接并且所有移相电路的输入端部并联，并且所有移相电路的输出端部并联。
CN 104 184 323 A公开一种双向的DC/DC变换器电路。双向的DC/DC变换器电路包括高频变压器和设置在高频变压器的初级侧和次级侧上的第一方波发生器和第二方波发生器。双向的DC/DC变换器电路还包括接入第一方波发生器和高频变压器的初级绕组之间的第一谐振网络电路，和接入第二方波发生器和第二方波发生器的次级绕组之间的第二谐振网络电路。由第一网络电路提供的谐振频率与由第二网络电路提供的谐振频率相同。
发明内容
本发明的目的是：提供一种直流电压变换器和一种方法，借助其可以提供用于两个传递方向的全谐振直流电压变换器。
所述目的通过根据独立权利要求的直流电压变换器和用于运行直流电压变换器的方法来实现。在从属权利要求中说明有利的实施方式。
本发明的一个方面涉及一种具有直流电压变换器的变压器元件的初级侧和变压器元件的次级侧的直流电压变换器。初级侧具有第一整流器电路和初级侧的振荡回路，并且次级侧具有第二整流器电路和次级侧的能量存储器。变压器元件设置在初级侧和次级侧之间用于传递电能。
提出：次级侧具有次级振荡回路电容器。
通过在变压器元件的次级侧接入附加的电容、即次级振荡回路电容器，也在这该侧上形成全谐振系统，使得对于两个传递方向可以交换电能。因此，可以提供双向的直流电压变换器。
通过使用感应器组合避免：必须将附加电感用于双向运行。通过选择新的绕组配置并结合变压器元件内的大气隙，可以将大的漏电形式的对于拓扑所需的大的串联电感以及对于在接近空载时的ZVS运行较低的并联电感集成在一个结构元件中。特别地，在此是用于直流电压变换器的具有电位分离的感应器组合。
特别地，通过使用感应器组合并且将次级振荡回路电容器附加地接入在变压器元件的次级侧上来构成双向传递系统。
例如，直流电压变换器可用于对作为电能存储器的机动车电池进行双向充电和放电。机动车电池因此形成电能存储器。借助于通过变压器元件的感应，机动车电池可以例如从在初级侧构成的公共电网中充电。如果机动车电池例如仅作为公共电网的暂存器而应再次将电能输出给公共电网，则根据本发明的直流电压变换器既可以用于对机动车辆电池充电，也可以用于放电。例如，在所谓的分散的能量供应系统中，例如用于智能电网的分散的能量供应系统中，机动车电池因此可以用作智能电网的能量存储器。
根据一种有利的设计形式，第二整流器电路构成为电全桥。特别地，第一整流器电路也构成为电全桥。换言之，整流器电路是有源的结构元件。根据功率流方向，输入侧的全桥激励谐振回路、即可变的开关频率设置所需的输出电压，输出侧的全桥作为有源整流器工作。例如，相应的全桥可以具有相应的半导体开关，例如MOSFET。所述半导体开关例如可以借助于电子计算装置操控，使得接通或阻断电能。由此实现：借助有源整流装置在次级侧上构成全谐振双向传递系统。
在另一有利的设计形式中，变压器元件的初级侧的绕组数量与变压器元件的次级侧的绕组数量相同地构成。换言之，在该表现形式中，变压器元件在初级侧具有与在次级侧一样多的绕组。换言之，提供了1:1的传递比。由此实现：可以借助于直流电压变换器实现类似的输入和输出电压范围以及类似的开关频率范围。
还有利的是：在初级侧上设置具有第一电感值的初级漏电感并且在次级侧上设置具有第二电感值的次级漏电感，其中第一电感值和第二电感值相同。换言之，初级侧的漏电感等于次级侧的漏电感。然后，耦合有意义地处于60％到80％的范围内。特别地由此实现：可以借助于直流电压变换器实现相似的输入和输出电压范围以及类似的开关频率范围。
此外已证明有利的是：初级侧的振荡回路的初级振荡回路电容器的第一电容器值等于次级振荡回路电容器的第二电容器值。由此尤其使得可以实现全桥的类似的输入和输出电压范围以及开关频率范围。
在另一有利的设计形式中，变压器元件的初级侧的绕组数量与变压器元件的次级侧的绕组数量不相同。由此使得可以实现全桥的不同的输入和输出电压范围以及开关频率范围。换言之，变压器元件的变换比不等于1:1。如果次级侧DC电压范围与初级侧显着不同，这会尤其有利。
在另一有利的设计形式中，次级振荡回路电容器的第二电容器值构成为振荡回路的第一振荡回路电容器的第一电容器值和初级侧的初级漏电感与次级侧的第二漏电感的商的乘积。于是，为了例如在变压器元件的变换比不相等的情况下获得整流器电路的类似的开关频率范围，选择：
C2sek＝C1prim·Lsigprim/Lsigsek：
在此，C2sek对应于次级振荡回路电容器，C1prim对应于第一振荡回路电容器，Lsigprim对应于初级漏电感，并且Lsigsek对应于第二漏电感。替选地，C2sek的其他值也是可行的。因此，特别地，可以构成两个整流器电路、特别是两个全桥的类似的开关频率范围。
还有利的是：至少次级振荡回路电容器构成为串联电容器。特别地，第一振荡回路电容器也构成为串联电容器。由此，可以简单而可靠地实现直流电压变换器的双向运行。
同样有利的是：至少次级振荡回路电容器构成为并联电容器。特别地，初级振荡回路电容器也可以构成为并联电容器。在此保留谐振变换器的双向操作和特性，所述谐振变换器通过改变输入侧的整流器电路、尤其全桥的开关频率来设置输出电压。因此可以以不同的方式和方法实现直流电压变换器的双向运行。
根据另一有利的设计形式，除了次级振荡回路电容器之外，接入串联电感。由此使得直流电压变换器的双向谐振变换器运行也可以借助经典的变压器元件来实现。于是特别地，除了新引入的次级振荡回路电容器以及尤其还有次级侧全桥之外，接入串联电感、换言之串联扼流圈。因此，在变压器元件串联的情况下、即尤其在不存在感应器组合的情况下也可以实现直流电压变换器的双向运行。
本发明的另一方面涉及一种用于运行直流电压变换器的方法，所述直流电压变换器具有直流电压变换器的变压器元件的初级侧和变压器元件的次级侧。初级侧提供有第一整流器电路和初级侧的振荡回路并且次级侧提供有第二整流器电路和次级侧的能量存储器。在初级侧和次级侧之间传递电能。
提出：借助于次级侧的次级振荡回路电容器将电能双向地从初级侧传递到次级侧或从次级侧传递到所述初级侧。
换言之，在该方法中可以执行直流电压变换器的双向运行。
直流电压变换器的有利的设计形式可视作为方法的有利的设计形式。为此，直流电压变换器具有实体特征，以便能够执行该方法或其有利的设计形式。该方法特别借助于直流电压变换器来执行。
本发明的其他的特征从权利要求、附图和附图说明中得出。上面在说明书中提到的特征和特征的组合以及下面在附图描述中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征的组合不仅可以以各指定的组合使用，而且还可以以不同的组合使用，而不脱离本发明范围。
附图说明
现在根据优选的实施例以及参考附图更详细地解释本发明。
在此，唯一的附图示出直流电压变换器的一种实施方式的示意等效电路图。
具体实施方式
附图示出直流电压变换器10的一种实施方式的示意等效电路图。直流电压变换器10具有变压器元件12。变压器元件12具有初级侧14和次级侧16。在初级侧14上构成第一整流器电路18，其尤其构成为电全桥。在次级侧16上构成第二整流器电路20，其特别地构成为电全桥。在本实施例中，第一整流器电路18具有四个有源的结构元件、特别是四个MOSFET22至28，其中第一整流器电路18通过第一MOSFET 22、第二MOSFET 24、第三MOSFET 26和第四MOSFET 28构成。
第二整流器电路16同样具有四个MOSFET 30至36，其中第二整流器电路16通过第五MOSFET 30、第六MOSFET 32、第七MOSFET 34和第八MOSFET 36构成。
特别地，初级侧14具有中间电路电容38，所述中间电路电容特别地与未示出的能量存储网络耦合。此外，在次级侧示出电池电容40和电池电阻42。整体上，可以借助于电池电容40和电池电阻42提供次级侧的能量存储器44。
初级侧14还具有初级侧的振荡回路46。初级侧的振荡回路46尤其通过初级振荡回路电容器48和初级振荡回路电感50形成。
本发明的一个方面涉及具有变压器元件12的初级侧14和次级侧16的直流电压变换器10。初级侧14具有第一整流器电路18。次级侧16具有第二整流器电路20。此外，次级侧具有次级侧的能量存储器44。变压器元件12设置在初级侧14和次级侧16之间用于传递电能。
提出：次级侧16具有次级振荡回路电容器52。
特别地，由此不再需要根据现有技术的电感。特别地，直流电压变换器10被提供为具有用于直流电压变换器10的电势分离的感应器组合。通过选择在变压器元件12中的新的绕组配置以及结合大的气隙58，可以将对于拓扑所需的呈大的漏电形式的大的串联电感和对于接近空载的ZVS运行低的并联电感集成到一个结构元件中，即感应器组合。通过与次级振荡回路电容器52的组合还在次级侧16上形成用于双向传递电能的全谐振系统。
特别地，在用于运行直流电压变换器10的方法中提供具有第一整流器电路18和初级侧的振荡回路46的初级侧，其中所述直流电压变换器具有变压器元件12的初级侧14和变压器元件12的次级侧16。次级侧16提供有第二整流器电路16和次级侧的能量存储器44。电能在初级侧14和次级侧16之间传递。
提出：借助于次级侧16的次级振荡回路电容器52双向地将电能从初级侧14传递至次级侧16或从次级侧16传递至初级侧14。
尤其提出：第二整流器电路20构成为电全桥。此外，变压器元件12的初级侧的绕组数量54可以与变压器元件12的次级侧的绕组数量56相同地构成。
此外，可以提出：具有第一电感值的初级漏电感60设置在初级侧14上并且具有第二电感值的次级漏电感62设置在次级侧16上，其中第一电感值和第二电感值相同。
此外，可以提出：初级侧振荡回路46的初级振荡回路电容器48的第一电容器值等于次级振荡回路电容器52的第二电容器值。
特别地，在该实施方式中，变压器元件12可以例如在初级侧具有与在次级侧一样多的绕组，即具有1:1的传递比，于是，初级漏电感60特别地等于次级漏电感62。然后，耦合有意义地处于60％到80％的范围内。相应侧的固有频率进而振荡回路电容器48、52的相应的电容器值可以选择相同或不同，以在第一情况下实现全桥的类似的输入和输出电压范围以及开关频率范围，并且在第二情况下实现全桥的不同的输入和输出电压范围以及开关频率范围。
在另一表现形式中，变压器元件12的变换比可以选择不为1:1。有意义的是：次级侧的DC电压范围与初级侧显著不同。换言之，变压器元件12的初级侧的绕组数量54与变压器元件12的次级侧的绕组数量56不同地构成。特别地，于是可以提出：次级振荡回路电容器52的第二电容器值构成为初级侧的振荡回路46的第一振荡回路电容器48的电容器值和初级侧14的初级漏电感60与次级侧16的第二漏电感62的商的乘积。
此外，尤其可以提出：次级振荡回路电容器52构成为串联电容器。这在图中示出。替选地，也可以提出：次级振荡回路电容器52构成为并联电容器。
此外可以提出：初级振荡回路电容器48构成为串联电容器。初级振荡回路电容器48替选地可构成为并联电容器。特别地，由此可以保持谐振变换器的双向运行和特性，所述谐振变换器通过改变输入侧全桥的开关频率来设置输出电压。
此外，可以提出：除了次级振荡回路电容器52之外，接入在本图中未示出的串联电感。由此可行的是：双向谐振变换器、换言之直流电压变换器10构造有经典的变压器。于是，为此，除了新引入的次级振荡回路电容器52之外，还需要串联电感、尤其是串联扼流圈。
总体而言，该图示出一种新颖的结构概念，在变压器元件12的次级侧16上附加地接入次级振荡回路电容器52和在次级侧16上进行有源整流时可形成全谐振的双向传递系统。
附图标记列表
10 直流电压变换器
12 变压器元件
14 初级侧
16 次级侧
18 第一整流器电路
20 第二整流器电路
22 第一MOSFET
24 第二MOSFET
26 第三MOSFET
28 第四MOSFET
30 第五MOSFET
32 第六MOSFET
34 第七MOSFET
36 第八MOSFET
38 中间回路电容
40 电池容量
42 电池电阻
44 次级侧的能量存储器
46 初级侧的振荡回路
48 初级振荡回路电容器
50 初级振荡回路电感
52 次级振荡回路电容器
54 初级侧的绕组数量
56 次级侧的绕组数量
58 气隙
60 初级漏电感
62 次级漏电感

Claims (11)

1.一种直流电压变换器(10)，其具有所述直流电压变换器(10)的变压器元件(12)的初级侧(14)和所述变压器元件(12)的次级侧(16)，其中所述初级侧(14)具有第一整流器电路(18)和初级侧的振荡回路(46)并且所述次级侧(16)具有第二整流器电路(20)和次级侧的能量存储器(44)，并且其中所述变压器元件(12)设置在所述初级侧(14)和所述次级侧(16)之间以传递电能，其中所述次级侧(16)具有次级振荡回路电容器(52)，
其特征在于，
将用于漏电的串联电感和用于空载附近的ZVS运行的并联电感集成在所述变压器元件(12)中，从而构成感应器组合。
2.根据权利要求1所述的直流电压变换器(10)，其特征在于，所述第二整流器电路(20)是电全桥。
3.根据权利要求1或2所述的直流电压变换器(10)，其特征在于，所述变压器元件(12)的初级侧的绕组数量(54)与所述变压器元件(12)的次级侧的绕组数量(56)相同。
4.根据权利要求3所述的直流电压变换器(10)，其特征在于，在所述初级侧(14)上设置具有第一电感值的初级漏电感(60)，并且在所述次级侧(16)上设置具有第二电感值的次级漏电感(62)，其中所述第一电感值和所述第二电感值相同。
5.根据权利要求3和/或4所述的直流电压变换器(10)，其特征在于，所述初级侧的振荡回路(46)的初级振荡回路电容器(48)的第一电容器值等于所述次级振荡回路电容器(52)的第二电容器值。
6.根据权利要求1或2所述的直流电压变换器(10)，其特征在于，所述变压器元件(12)的初级侧的绕组数量(54)与所述变压器元件(12)的次级侧的绕组数量(56)不相同。
7.根据权利要求6的直流电压变换器(10)，其特征在于，所述次级振荡回路电容器(52)的第二电容器值为初级侧的振荡回路(46)的第一振荡回路电容器(48)的第一电容器值和所述初级侧(14)的初级漏电感(60)与所述次级侧(16)的第二漏电感(62)的商的乘积。
8.根据前述权利要求中任一项所述的直流电压变换器(10)，其特征在于，至少所述次级振荡回路电容器(52)为串联电容器。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的直流电压变换器(10)，其特征在于，至少所述次级振荡回路电容器(52)为并联电容器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的直流电压变换器(10)，其特征在于，除了所述次级振荡回路电容器(52)之外，接入串联电感。
11.一种用于运行直流电压变换器(10)的方法，所述直流电压变换器具有所述直流电压变换器(10)的变压器元件(12)的初级侧(14)和所述变压器元件(12)的次级侧(16)，其中所述初级侧(14)提供有第一整流器电路(18)和初级侧的振荡回路(46)并且所述次级侧(16)提供有第二整流器电路(20)和次级侧的能量存储器(44)，并且其中在所述初级侧(14)和所述次级侧(16)之间传递电能，其中借助于所述次级侧(16)的次级振荡回路电容器(52)将电能双向地从所述初级侧(14)传递到所述次级侧(16)或从所述次级侧(16)传递到所述初级侧(14)，
其特征在于，
将用于漏电的串联电感和用于空载附近的ZVS运行的并联电感集成在所述变压器元件(12)中，从而构成感应器组合。
CN202080022284.8A 2019-03-21 2020-02-17 具有次级振荡回路电容器的直流电压变换器，以及用于运行直流电压变换器的方法 Pending CN113950790A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19164288.3 2019-03-21
EP19164288.3A EP3713066A1 (de) 2019-03-21 2019-03-21 Gleichspannungswandler mit einem sekundären schwingkreiskondensator, sowie verfahren zum betreiben eines gleichspannungswandlers
PCT/EP2020/054036 WO2020187513A1 (de) 2019-03-21 2020-02-17 Gleichspannungswandler mit einem sekundären schwingkreiskondensator, sowie verfahren zum betreiben eines gleichspannungswandlers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113950790A true CN113950790A (zh) 2022-01-18

Family

ID=65894926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080022284.8A Pending CN113950790A (zh) 2019-03-21 2020-02-17 具有次级振荡回路电容器的直流电压变换器，以及用于运行直流电压变换器的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220166328A1 (zh)
EP (2) EP3713066A1 (zh)
CN (1) CN113950790A (zh)
WO (1) WO2020187513A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023246059A1 (zh) * 2022-06-20 2023-12-28 Oppo广东移动通信有限公司 充电电路、电子设备、充电系统及充电控制方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3127729A1 (fr) * 2021-10-04 2023-04-07 Vitesco Technologies Système électrique pour véhicule automobile
DE102022202957A1 (de) 2022-03-25 2023-09-28 Siemens Aktiengesellschaft DC/DC-Wandler

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050286270A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Petkov Roumen D Full wave series resonant type DC to DC power converter with integrated magnetics
CN103762846A (zh) * 2014-01-27 2014-04-30 陶顺祝 一种磁集成谐振变换器
CN106057433A (zh) * 2016-06-28 2016-10-26 华为技术有限公司 磁集成器件、n相llc谐振转换电路和电源转换装置
CN106208419A (zh) * 2016-09-14 2016-12-07 中国矿业大学 一种恒流输出型复合谐振网络双向无线电能传输系统及其设计方法
US20170054378A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 Det International Holding Limited Integrated magnetic component
CN106936320A (zh) * 2017-05-11 2017-07-07 辽宁工程技术大学 一种交错并联磁集成双向全桥llc谐振变换器
CN108511148A (zh) * 2017-02-25 2018-09-07 华为技术有限公司 集成电感器及宽范围输出功率转换电路

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064707B (zh) * 2011-01-21 2013-02-27 浙江大学 共同移相角控制下的输入并联输出并联组合变换器
DE102011119355A1 (de) * 2011-11-23 2013-05-23 FuG Elektronik GmbH Bidirektionaler resonanter Wandler
WO2015004989A1 (ja) * 2013-07-11 2015-01-15 富士電機株式会社 双方向ｄｃ／ｄｃコンバータ
CN104184323A (zh) * 2014-01-14 2014-12-03 深圳市中兴昆腾有限公司 一种双向dc/dc变换电路
DE102016202797A1 (de) * 2016-02-24 2017-08-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kombinierter Transformator und LLC Resonanzwandler
EP3577752A4 (en) * 2017-02-04 2020-10-07 ABB Schweiz AG CONTINUOUS-CONTINUOUS CONVERTER AND ORDERING PROCESS

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050286270A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Petkov Roumen D Full wave series resonant type DC to DC power converter with integrated magnetics
CN103762846A (zh) * 2014-01-27 2014-04-30 陶顺祝 一种磁集成谐振变换器
US20170054378A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 Det International Holding Limited Integrated magnetic component
CN106057433A (zh) * 2016-06-28 2016-10-26 华为技术有限公司 磁集成器件、n相llc谐振转换电路和电源转换装置
CN106208419A (zh) * 2016-09-14 2016-12-07 中国矿业大学 一种恒流输出型复合谐振网络双向无线电能传输系统及其设计方法
CN108511148A (zh) * 2017-02-25 2018-09-07 华为技术有限公司 集成电感器及宽范围输出功率转换电路
CN106936320A (zh) * 2017-05-11 2017-07-07 辽宁工程技术大学 一种交错并联磁集成双向全桥llc谐振变换器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘欣和: "10kV MW级电力电子变压器设计方案", 华北电力大学学报, vol. 44, no. 3, pages 1 - 8 *
宋庆国: "LLC谐振变换器磁元件的一种集成方式", 空军预警学院学报, vol. 31, no. 3, pages 93 - 4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023246059A1 (zh) * 2022-06-20 2023-12-28 Oppo广东移动通信有限公司 充电电路、电子设备、充电系统及充电控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3713066A1 (de) 2020-09-23
WO2020187513A1 (de) 2020-09-24
EP3921935A1 (de) 2021-12-15
US20220166328A1 (en) 2022-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110168896B (zh) Dc到dc变流器和控制方法
US6246599B1 (en) Constant frequency resonant inverters with a pair of resonant inductors
CN103339843B (zh) 开关电源装置
Zhang et al. Optimal design of a push-pull-forward half-bridge (PPFHB) bidirectional DC–DC converter with variable input voltage
EP3787169A1 (en) Dcdc converter, vehicle-mounted charger and electric vehicle
KR101923317B1 (ko) 양방향 풀브릿지 컨버터 및 그 구동방법
EP3411946B1 (en) Bidirectional dc-dc resonant converter
CN113950790A (zh) 具有次级振荡回路电容器的直流电压变换器，以及用于运行直流电压变换器的方法
KR102009200B1 (ko) 보조 lc 공진 회로를 갖는 양방향 컨버터 및 그 구동 방법
EP3700074B1 (en) Dc-dc converter
Chen et al. Fully soft-switched bidirectional resonant dc-dc converter with a new CLLC tank
CN102204073B (zh) 变换器电路以及具有这种变换器电路的单元和系统
KR20110029782A (ko) 풀-브릿지 방식의 절연형 ｄｃ/ｄｃ컨버터
KR20130060992A (ko) Ｄｃ-ｄｃ컨버터 및 그 동작 방법
Petersen et al. Design of a highly efficient inductive power transfer (IPT) system for low voltage applications
CN112751474B (zh) 一种三相llc谐振直流变换器
KR102128327B1 (ko) Llc 공진컨버터 및 그 동작 방법
Samanta et al. Concept study and feasibility analysis of current-fed power electronics for wireless power transfer system
EP4040658B1 (en) Non-isolated hybrid resonance circuit
Shao et al. A High-Efficiency Wireless Power Transfer Converter with Integrated Power Stages
CN116155110A (zh) 一种双向dcdc变换器
CN117040281A (zh) 一种基于阵列式磁集成元件的模块化软开关电路结构及设备
CN117879185A (zh) 一种单开关自然恒流恒压输出的无线电能传输系统
CN113938018A (zh) 一种变换电路拓扑
Moses et al. A new isolated bidirectional full bridge buck-boost converter with LCD clamp circuit

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination