專利名稱：用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器、直流電壓源及電池充電器的制作方法
用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器、直流電壓源及電池充電器本申請要求2009年1月四日提交的申請?zhí)枮镃H-0136/2009的瑞士國家申請的外國優(yōu)先權(quán)，并且也要求2009年1月四日提交的序列號為61/148，377的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)。這兩個在先申請出于所有意圖和目一并在此作為參考，如同在此完整闡述。本發(fā)明涉及用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器，包括并聯(lián)的三條支路以及三個電源側(cè)線圈，每個支路具有串聯(lián)的兩個整流元件，整流元件的流動方向指向遠(yuǎn)離低端的方向，三個電源側(cè)線圈分別連接在每條支路的兩個整流元件之間。對于相對高的功率，現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)允許轉(zhuǎn)換器從交流電壓到直流電壓，反之亦然。到供電網(wǎng)絡(luò)的反饋是有問題的。這種反饋可以發(fā)生在例如瞬變過程中，該瞬變過程例如由開關(guān)過程或非線性用電設(shè)備導(dǎo)致，尤其由功率電子裝置的組件(例如晶體管和閘流管等)導(dǎo)致。換流器例如用于將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓的任何地方，例如，在將太陽能直流饋送至交流電壓電源的情況下。另一方面，當(dāng)裝置(例如電子電路)連接到交流電源但裝置僅適合于直流電壓時，使用整流器。另一使用領(lǐng)域是電池或蓄電池的充電，由于人的移動性的穩(wěn)步增長以及移動電氣和電子設(shè)備的相關(guān)操作，電池或蓄電池的充電變得越來越重要。因?yàn)閼?yīng)當(dāng)在單相電源(通常在家庭中)上和三相電源上(由于較大的功率密度，從而由于較快地充電)都可以充電，所以尤其是電動車輛提出了關(guān)于電池充電器的完全新的需求。此外，應(yīng)以盡可能短的時間將相對高的內(nèi)能(內(nèi)能最終決定車輛的行駛路程)從電源傳遞到電池。為此需要的這種電池充電器的高功率，不幸地，對于傳統(tǒng)器件，電池充電器的高功率頻繁導(dǎo)致相當(dāng)高的電源反饋，在現(xiàn)有技術(shù)中例如借助于合適的濾波器(例如，吸收電路、低通濾波器等等)來減小這種電源反饋。但是，在負(fù)載(例如，電池)上的功率波紋也可以引起問題。例如，DE10151153A1在這個上下文中描述了一種用于為電動車輛的電池充電的裝置，該電動車輛具有用于從單相或多相交流電壓生成直流電壓的受控升壓變壓器，其中所述單相或多相交流電壓低于所述直流電壓。充電器配備有電源濾波器以及使電源反饋保持較低的特定串聯(lián)扼流圈。此外，DE000002624532A1公開了專門在單相電源上的電容器，所述電容器僅與電阻和二極管相關(guān)聯(lián)，而不與一個或多個線圈相關(guān)聯(lián)，也不能可選地在三相電源上。 DE10151153A1公開了在電源輸入處具有非耦合扼流圈的轉(zhuǎn)換器以及轉(zhuǎn)換器后面的非諧振的PWM換流器。未提及電容器切換。EP16436^A2公開了與扼流圈和無源三相整流器相結(jié)合的可切換電容器，但是這些電容器沒有連接在電源側(cè)而連接在扼流圈的“開關(guān)側(cè)”(在二極管的情形下)。EP1971016A2公開了(濾波)扼流圈與電容器耦合在一起作為無源三相諧波濾波器。但是，該電容器是不可切換的，并且電源側(cè)轉(zhuǎn)換器是無源整流器。不希望單相操作，扼流圈在整流器的直流側(cè)。US5200887公開了可切換(直流)電容器與無源整流器并聯(lián)，以(如在400V的情況下)通過平分電源電壓(從400V到200V)獲得相同的中間電路電壓。沒有提及扼流圈。目前本發(fā)明的目的是，針對單相和三相操作，提供一種轉(zhuǎn)換器、一種具有這種轉(zhuǎn)換器的直流電壓源以及一種具有這種直流電壓源的電池充電器，其中，進(jìn)一步減少了電源反饋和/或在單相操作的情況下使功率波紋遠(yuǎn)離負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明，通過具有權(quán)利要求1特征的轉(zhuǎn)換器、根據(jù)權(quán)利要求7和8的特征的直流電壓源、以及具有權(quán)利要求10和11的特征的電池充電器來達(dá)到這個目的。因此，根據(jù)本發(fā)明，一種用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器包括-并聯(lián)的三條支路，每個支路具有串聯(lián)的兩個整流元件，整流元件的流動方向指向遠(yuǎn)離低端的方向；-三個電源側(cè)線圈，分別連接在每條支路的兩個整流元件之間；-與開關(guān)一起提供在電源側(cè)的第一線圈，在三相操作期間，開關(guān)將第一線圈連接到電源，在單相操作期間，開關(guān)通過電容器將第一線圈連接到a)低端或b)另一線圈的電源側(cè)。因此，在根據(jù)本發(fā)明的直流電壓源中-根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器在負(fù)載側(cè)連接到雙極換流器，-換流器連接到變壓器的初級側(cè)，-變壓器的次級側(cè)連接到雙極整流器，以及-整流器用于連接負(fù)載。因此，此外，在根據(jù)本發(fā)明的另一直流電壓源中-根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器在負(fù)載側(cè)連接到兩個雙極換流器，所述兩個雙極換流器并聯(lián)或串聯(lián)，并且每個雙極換流器具有與該雙極換流器并聯(lián)的電容器，-換流器分別連接到兩個變壓器的初級側(cè)，以及-在每種情況下，每個變壓器的次級側(cè)連接到雙極整流器，在每種情況下，雙極整流器具有與該雙極整流器并聯(lián)的電容器，以及-整流器是并聯(lián)或串聯(lián)的，用于連接負(fù)載。因此，此外，在根據(jù)本發(fā)明的電池充電器中，提供上述根據(jù)本發(fā)明的兩個轉(zhuǎn)換器之一，以在負(fù)載側(cè)連接蓄電池。因此，最后，在根據(jù)本發(fā)明的電池充電器中，提供根據(jù)本發(fā)明的直流電壓源，以在負(fù)載側(cè)連接蓄電池。就第一線圈來說，由于在電源側(cè)提供開關(guān)，所以可以在單相模式下和三相模式下操作轉(zhuǎn)換器，而電源反饋不會變得過大。為此，在三相操作的情況下，第一線圈或扼流圈連接到電源，而在單相操作的情況下，第一線圈或扼流圈通過電容器連接到低端或另一線圈的電源側(cè)。禾I傭這種電路的，有效地減少了電源反饋，這將在稍后示出。因此，轉(zhuǎn)換器也尤其適于所述直流電壓源和所述電池充電器。但是，轉(zhuǎn)換器的用途并不是局限于這個領(lǐng)域。由于減少了電源反饋，因此可以實(shí)現(xiàn)特別高效的電池充電器(例如用于電動車輛的電池充電器)，該電池充電器仍然符合供電公司關(guān)于最大電源反饋的規(guī)定。最后，還有效地減小了負(fù)載處的功率波紋(即，例如，電池的功率波紋)。在這一點(diǎn)上應(yīng)指出，在本發(fā)明的上下文中，“轉(zhuǎn)換器”可以理解為整流器、換流器或雙向轉(zhuǎn)換器。此外，“整流元件”可以理解為例如二極管、晶體管、間流管或其它整流元件。 因此，存在無源整流器、有源整流器或有源換流器。最后，“電池”可以理解為可再充電電池、
7蓄電池或其它儲能介質(zhì)。通過從屬權(quán)利要求以及結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的有利配置和其它發(fā)展是明顯的。有利的是，第一線圈包括兩個分線圈，這兩個分線圈在三相操作的情況下并聯(lián)，而在單相操作的情況下串聯(lián)。這樣，對于單相操作可以實(shí)現(xiàn)高電感，而在三相操作中電感相對低。高電感導(dǎo)致較小的電流波紋，并且優(yōu)選地用在電容連接到低端時。尤其有利的是，線圈是以相同方式耦合的。線圈的耦合導(dǎo)致特別低的電流波紋。因此電路具有特別低的電源反饋。還有利的是，在三相操作的情況下，分線圈與其它線圈以相同的方式耦合，在單相操作的情況下，線圈被分為兩個分線圈，一個分線圈和另一個分線圈分別以與其它線圈相同和相反的方式耦合。這引起線圈磁芯的較低磁調(diào)制，使得線圈可以被設(shè)計(jì)得更小。還有利的是，分線圈和其它線圈具有相同的匝數(shù)。這樣，在三相操作期間，可以相對于其他線圈來平分經(jīng)過分線圈的電流，分線圈以與其他兩個線圈相同的方式并聯(lián)，這在三相操作的情況下引起所有三個線圈中的對稱行為。有利的是，分別與每個整流元件反并聯(lián)一個開關(guān)元件。轉(zhuǎn)換器不僅可以以一個方向轉(zhuǎn)換電能，還可以以相反方向轉(zhuǎn)換電能，因此原則上允許雙向操作，即，將交流轉(zhuǎn)換成直流，反之亦然。合適的開關(guān)元件例如是來自功率電子裝置的組件(具體地，晶體管或閘流管)。因此也可以以任意組合的方式來使用上述轉(zhuǎn)換器(即，無源整流器、有源整流器或有源換流器)，即，例如與有源換流器相組合的無源整流器。最后有利的是，在根據(jù)本發(fā)明的直流電壓源的情況下，與換流器的每個開關(guān)元件反并聯(lián)整流元件，與整流器的每個整流元件反并聯(lián)開關(guān)元件。直流電壓源因此也可以用作換流器，從而原則上允許雙向操作，即，將交流轉(zhuǎn)換成直流，反之亦然。這意味著可以最優(yōu)使用這個實(shí)施例，例如，在太陽能電池領(lǐng)域中，由于太陽光和過量的直流，可以首先將電能存儲在電池中，然后可以傳遞到交流電源中。如果隨后出現(xiàn)黑暗，同時需要要求交流電流，則可以首先從電源(如果電源能夠供電)獲得交流，然后可以將來自電池的電流轉(zhuǎn)換成交流電流，從而系統(tǒng)可以起到交流壓電源的作用。此外(不用于駕駛的)電動車輛因此可以以電池作為用于交流電源的能量緩沖器來工作。同樣地，合適的開關(guān)元件是例如來自功率電子裝置的組件(具體地，功率晶體管或閘流管)。在這一點(diǎn)上應(yīng)該清楚，本發(fā)明不涉及用于電池充電器的轉(zhuǎn)換器，而是涉及一般的轉(zhuǎn)換器。而且，電池充電器不僅僅涉及機(jī)動車輛構(gòu)造中的應(yīng)用，而是一般地涉及電池充電器。此處本領(lǐng)域技術(shù)人員將不難發(fā)現(xiàn)本發(fā)明也適合用于其它領(lǐng)域。本發(fā)明的以上配置和其它進(jìn)展可以任何方式結(jié)合。將參考示意性附圖中所示工作例子在下文更詳細(xì)地描述本發(fā)明。

圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)換器的第一變型；圖2示出了第一轉(zhuǎn)換器的所選參數(shù)隨時間的變化；圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)換器的第二變型；圖4示出了第二轉(zhuǎn)換器的所選參數(shù)的向量圖；圖5示出了第二轉(zhuǎn)換器的所選參數(shù)隨時間的變化；圖6示出了第二轉(zhuǎn)換器的另一變型的所選參數(shù)隨時間的變化；
圖7示意性示出了根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)換器的第三變型；圖8示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的電池充電器的第一變型；圖9示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的電池充電器的第二變型；圖10示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的電池充電器的第三變型，所述電池充電器包括下變頻DC/DC轉(zhuǎn)換器；圖11示出了 DC/DC轉(zhuǎn)換器的簡化圖以及不同電壓和電流隨時間的變化；圖12示出了具有電源側(cè)非耦合線圈的簡化整流器；圖13a示出了圖12中所示電路在占空比為25%時的電流和電壓曲線；圖13b示出了圖12中所示電路在占空比為50%時的電流和電壓曲線；圖14示出了具有電源側(cè)耦合線圈的簡化整流器；圖15a示出了圖14中所示電路在占空比為25%時的電流和電壓曲線；圖15b示出了圖14中所示電路在占空比為50%時的電流和電壓曲線。在附圖中，相同和相似部分具有相同的附圖標(biāo)記，功能上相似的元件和特征(除非另外提及)具有相同的附圖標(biāo)記但是不同的下標(biāo)。圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器Ia的變型。轉(zhuǎn)換器Ia包括并聯(lián)的三條支路，每個支路具有串聯(lián)的兩個整流元件，在這種情況下，二極管D的流動方向指向遠(yuǎn)離低端 FP的方向，三個線圈La、Lb、Lc分別連接在每條支路的兩個二極管D之間，并且分別連接至電源連接L3、L2/N、Li。在第一線圈La的情況下，在電源側(cè)提供開關(guān)S，其中，在三相操作的情況下，開關(guān)S將第一線圈La連接到電源接線L3,在單相操作的情況下，開關(guān)S通過電容器C 將第一線圈La連接到低端FP。此外，分別與每個二極管D反并聯(lián)一個開關(guān)元件(在這個情況下是晶體管T)。這有利于實(shí)現(xiàn)基本的本發(fā)明，還使得能夠雙向操作轉(zhuǎn)換器1。圖2示出了圖1中所示轉(zhuǎn)換器Ia的所選參數(shù)隨時間的變化，即，相電流Iu、電容器電流Ie、電容器電壓U。、以及最后在電容器處的視在功率&。選擇曲線，使得在轉(zhuǎn)換器Ia 的輸出處出現(xiàn)恒定功率通量，盡管轉(zhuǎn)換器Ia在輸入處工作在單相模式下，并且相應(yīng)地在輸入處以兩倍的電源頻率(例如100Hz)來用脈沖傳輸功率。顯然，電容器電流Ic、電容器電壓U。、從而視在功率&的振蕩速度是相電流Iu的兩倍。在所示的圖中，相電流Iu在50Hz 處振蕩，因此電容器電流Ic、電容器電壓Uc和視在功率&在IOOHz處振蕩。最小電容器電壓Uc越低，最大電容器充電電流/放電電流Ie越大。計(jì)算/仿真也示出了，對于在最大電容器電壓Uc下使用電容器C中存儲的能量的90%的情況，最小電容器電壓U。(是最高電容器電壓U。的31. 6%)足以完全補(bǔ)償在單相操作中的功率波紋。在所示例子中，最大電容器電壓Uc是600V，最小的電容器電壓Uc是190V (四舍五入為200V)。 電容C是150 μ F。在圖1中所示轉(zhuǎn)換器Ia中，IOOHz電流流經(jīng)第一線圈La，而50Hz電流流經(jīng)其它兩個線圈Lb和L。。因此存在當(dāng)這些電流部分補(bǔ)償?shù)臅r刻但是也存在它們求和的時刻。計(jì)算示出了，通過在稍后的情況下使用耦合的扼流圈La、Lb、L。，公共的磁芯被強(qiáng)烈地驅(qū)動到飽和狀態(tài)。為了抵消這種情況，經(jīng)過第一線圈La的電流也應(yīng)該有利地是50Hz的交流電流?？梢酝ㄟ^圖3中所示以下電路來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。圖3示出了與圖1中所示轉(zhuǎn)換器Ia非常相似的轉(zhuǎn)換器lb。在關(guān)于第二線圈Lb而示出的示例中，開關(guān)S在單相操作中將第一線圈La通過電容器不是連接到低端FP而是連接到另外的線圈Lb、L。。借助于電容器C，從第二相或中性導(dǎo)體L2/N產(chǎn)生“第三相”，“第三相”的電流領(lǐng)先于電源電流45°。這由如下事實(shí)引起在最大幅度處，當(dāng)電源電流In的瞬時值下降到有效值以下時，電源電流In的一部分流入電容器C，并且電容器電流Ic為零。在電源電流In為正弦曲線的情況下，這是在最大值之后45°的情形。圖4示出了向量圖，圖5示出了在圖3中所示轉(zhuǎn)換器Ib的相電壓UU、L、UU和相電流Iu、IL2> Il3隨時間的變化。雖然第三相L3沒有連接在電源側(cè)，但是由于實(shí)質(zhì)上生成的第三相而保留該術(shù)語。從量圖中明顯可以看出，電容器電壓Uc = Ul2-Ul3相對于電容器電流Ic = Il3而滯后90° (注意箭頭方向)。對于第二相電壓，由于與中性導(dǎo)體L2/N的連接，化=0。在所示圖中，電容器電壓Uc具有最大幅度。這是有利的，但不是必須的。在系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)經(jīng)過45°之后，電容器電流Ie最大，但是電容器電壓Ue是零，因此電容器C的功率輸出也是零。在旋轉(zhuǎn)經(jīng)過另一 90°之后(在此期間電容器C拾取功率)，電容器電壓Uc最大，但是電容器電流 Ic是零。在所描述的這兩個操作點(diǎn)，瞬時電源功率對應(yīng)于在正弦周期上平均的電源功率，所以電容器C也不需要補(bǔ)償任何功率。在電源電流的峰值處，由于相移了 45°，電容器C達(dá)到其最大電壓Ucmax和其最大電流Icmax的1/倍。因?yàn)榇藭r從電源獲得兩倍的有效功率ΡΝ，并且電容器必須使用有效功率(即的一半，所以以下成立
權(quán)利要求
1.一種用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器(la. lc)，包括-并聯(lián)的三條支路，每條支路具有串聯(lián)的兩個整流元件(D)，所述整流元件(D)的流動方向指向遠(yuǎn)離低端(FP)的方向；-三個電源側(cè)線圈(La，Lb，L。)，分別連接在每條支路的兩個整流元件(D)之間； 其中，在電源側(cè)提供第一線圈(La)和開關(guān)(S)，在三相操作期間，開關(guān)(S)將第一線圈 (La)連接到電源，在單相操作期間，開關(guān)⑶通過電容器(C)將第一線圈(La)連接到a)低端(FP)或b)另一線圈(Lb，L。)的電源側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器(la.lc)，其中，第一線圈(La)包括兩個分線圈(Lal， La2)，所述兩個分線圈在三相操作期間并聯(lián)，而在單相操作期間串聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換器(la.Ic)，其中，線圈(La，Lal，La2，Lb，Lc)以相同方式華禹合。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)換器(la.Ic)，其中，在三相操作期間，分線圈(Lal，La2)以與其它線圈(Lb，Lc)相同的方式耦合；在單相操作期間，一個分線圈(Lal)以與其它線圈(Lb， Lc)相同的方式耦合，而另一個分線圈(La2)以與其它線圈(Lb，L。)相反的方式耦合。
5.如權(quán)利要求3或4所述的轉(zhuǎn)換器(la.lc)，其中，分線圈(Lal，La2)和其它線圈(Lb， Lc)具有相同的匝數(shù)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器(la.lc)，其中，分別與每個整流元件(D) 反并聯(lián)一個開關(guān)元件(T)。
7.一種直流電壓源，包括轉(zhuǎn)換器，其中-轉(zhuǎn)換器是權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器(la. lc)形式的，并且在負(fù)載側(cè)連接到雙極換流器(2)，-換流器( 連接到變壓器(T)的初級側(cè)， -變壓器(T)的次級側(cè)連接到雙極整流器(3)，以及 -整流器(3)用于連接負(fù)載。
8.一種直流電壓源，包括轉(zhuǎn)換器，其中-轉(zhuǎn)換器是權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器(la. lc)形式的，并且轉(zhuǎn)換器在負(fù)載側(cè)連接到兩個雙極換流器Oa，2b)，所述兩個雙極換流器并聯(lián)或串聯(lián)，并且每個雙極換流器具有與該雙極換流器并聯(lián)的電容器(CnC2)；-換流器( ，2b)分別連接到兩個變壓器(Ta，Tb)中相應(yīng)一個的初級側(cè)； -每個變壓器(Ta，Tb)的次級側(cè)分別連接到雙極整流器(3a，北)，在每種情況下，所述雙極整流器具有與該雙極整流器并聯(lián)的電容器(C3，C4)；以及 -整流器(3a，北)并聯(lián)或串聯(lián)，用于連接負(fù)載。
9.如權(quán)利要求7或8所述的直流電壓源，其中，與換流器(h，2b)的每個開關(guān)元件(T) 反并聯(lián)整流元件(D)，與整流器(3a，北)的每個整流元件(D)反并聯(lián)開關(guān)元件(T)。
10.一種電池充電器(5a. 5c)，包括轉(zhuǎn)換器，其中轉(zhuǎn)換器是權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器(la. lc)形式的，并且用于蓄電池(B)或電池的負(fù)載側(cè)連接。
11. —種電池充電器(5a. 5c)，包括直流電壓源，其中直流電源是權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的直流電壓源形式的，并且用于蓄電池(B)或電池的負(fù)載側(cè)連接。
12.一種用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括 轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器的第一電源支路；所述第一電源支路連接在串聯(lián)的第一組兩個整流二極管之間的連接點(diǎn)處； 在第一電源支路中的第一扼流線圈，所述第一扼流線圈位于第一組兩個整流二極管之間的連接點(diǎn)之前；轉(zhuǎn)換器的第二電源支路；所述第二電源支路連接在串聯(lián)的第二組兩個整流二極管之間的第二連接點(diǎn)處； 在所述第二電源支路中的第二扼流線圈，所述第二扼流線圈位于第二組兩個整流二極管之間的第二連接點(diǎn)之前； 轉(zhuǎn)換器的第三電源支路； 開關(guān)；第三扼流線圈連接到開關(guān)和在第三組兩個整流二極管之間的第三連接點(diǎn)處； 對于三相電流轉(zhuǎn)換，開關(guān)具有第一位置，所述第一位置將第三扼流線圈連接到第三電源支路；以及對于單相電流轉(zhuǎn)換，開關(guān)具有第二位置，所述第二位置將第三扼流線圈連接到電容器， 所述電容器還連接到轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的低端。
13.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 與每個整流二極管反并聯(lián)的相應(yīng)的開關(guān)。
14.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括雙極換流器，連接到轉(zhuǎn)換器的低端和轉(zhuǎn)換器的高端； 變壓器初級側(cè)，連接到換流器；以及變壓器次級側(cè)，所述變壓器次級側(cè)連接到雙極整流器，所述雙極整流器配置用于負(fù)載連接。
15.一種用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括 轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器的第一電源支路；所述第一電源支路連接在串聯(lián)的第一組兩個整流二極管之間的連接點(diǎn)處； 在第一電源支路中的第一扼流線圈，所述第一扼流線圈位于第一組兩個整流二極管之間的連接點(diǎn)之前；轉(zhuǎn)換器的第二電源支路；所述第二電源支路連接在串聯(lián)的第二組兩個整流二極管之間的第二連接點(diǎn)處； 在第二電源支路中的第二扼流線圈，所述第二扼流線圈位于第二組兩個整流二極管之間的第二點(diǎn)連接之前；轉(zhuǎn)換器的第三電源支路； 開關(guān)；第三扼流線圈，連接到開關(guān)和在第三組兩個整流二極管之間的第三連接點(diǎn)處； 對于三相電流轉(zhuǎn)換，開關(guān)具有第一位置，所述第一位置將第三扼流線圈連接到第三電源支路；以及對于單相電流轉(zhuǎn)換，開關(guān)具有第二位置，所述第二位置將第三扼流線圈連接到電容器， 所述電容器還連接到第二電源支路。
16.如權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 與每個整流二極管反并聯(lián)的相應(yīng)的開關(guān)。
17.如權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括雙極換流器，連接到轉(zhuǎn)換器的低端和轉(zhuǎn)換器的高端； 變壓器初級側(cè)，連接到換流器；以及變壓器次級側(cè)，所述變壓器次級側(cè)連接到雙極整流器，所述雙極整流器配置用于負(fù)載連接。
18.一種用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括 轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器的第一電源支路；所述第一電源支路連接在串聯(lián)的第一組兩個整流二極管之間的連接點(diǎn)處； 在所述第一電源支路中的第一扼流線圈，所述第一扼流線圈位于第一組兩個整流二極管之間的連接點(diǎn)之前；轉(zhuǎn)換器的第二電源支路；所述第二電源支路連接在串聯(lián)的第二組兩個整流二極管之間的第二連接點(diǎn)處； 在第二電源支路中的第二扼流線圈，所述第二扼流線圈位于第二組兩個整流二極管之間的第二連接點(diǎn)之前；轉(zhuǎn)換器的第三電源支路； 第三電源支路的兩個分線圈；開關(guān)，用于第三電源支路的兩個分線圈，對于三相轉(zhuǎn)換操作，所述開關(guān)具有第一位置， 所述第一位置將分線圈與第三電源支路并聯(lián)，所述第一位置還將分線圈與第三組兩個串聯(lián)的整流二極管之間的第三連接點(diǎn)并聯(lián)；以及對于單相操作，開關(guān)具有第二位置，所述第二位置將所述兩個分線圈與第三電源支路斷開，并且將所述兩個分線圈串聯(lián)在第三連接點(diǎn)與跟轉(zhuǎn)換器的低端相連的電容器之間，其中所述第三連接點(diǎn)位于第三組二極管之間。
19.如權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 與每個整流二極管反并聯(lián)的相應(yīng)的開關(guān)。
20.如權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中在三相操作期間，所述兩個分線圈與第一和第二扼流線圈以相同的方式耦合，在單相操作期間，一個分線圈以與第一和第二扼流線圈相同的方式耦合，而另一個分線圈以與第一和第二扼流線圈相反的方式耦合。
21.如權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中，所述兩個分線圈的每個與第一和第二扼流線圈具有相同的匝數(shù)。
22.如權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 第一雙極換流器，連接到轉(zhuǎn)換器；第一變壓器的初級側(cè)，連接到第一雙極換流器；第一雙極整流器，所述第一雙極整流器連接到第一變壓器的次級側(cè)；第二雙極換流器，連接到轉(zhuǎn)換器；第二變壓器的初級側(cè)，連接到第二雙極換流器；第二雙極整流器，所述第二雙極整流器連接到第二變壓器的次級側(cè)。
23.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 第一換流器電容器，與第一雙極換流器并聯(lián)；以及第二換流器電容器，與第二雙極換流器并聯(lián)。
24.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 第一整流器電容器，與第一雙極整流器并聯(lián)；以及第二整流器電容器，與第二雙極整流器并聯(lián)。
25.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中 第一和第二雙極換流器與轉(zhuǎn)換器并聯(lián)。
26.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中 第一和第二雙極換流器與轉(zhuǎn)換器串聯(lián)。
27.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中 整流器是串聯(lián)的。
28.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其中 整流器是并聯(lián)的。
29.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 在第一和第二換流器中的多個開關(guān)；以及反并聯(lián)的整流二極管，分別用于所述多個開關(guān)的每個開關(guān)。
30.如權(quán)利要求22所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括在第一和第二整流器中的多個整流器并入式整流二極管；以及反并聯(lián)的開關(guān)，分別用于所述多個整流器并入式整流二極管的每一個。
31.如權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，還包括 第一電容器，與第一組兩個整流二極管并聯(lián)； 第二電容器，與第二組兩個整流二極管并聯(lián)； 第三電容器，與第三組兩個整流二極管并聯(lián)。
全文摘要
描述了一種用于單相和三相操作的轉(zhuǎn)換器(1a.1c)，該轉(zhuǎn)換器包括三相整流器，三個線圈(La，Lb，Lc)連接到所述三相整流器的電源側(cè)。在電源側(cè)上提供第一線圈(La)和開關(guān)(S)，在三相操作期間，開關(guān)(S)將第一線圈(La)連接到電源，在單相操作期間，開關(guān)(S)通過電容器(C)將第一線圈連接到整流器的低端(FP)或連接到另一線圈(Lb，Lc)的電源側(cè)。此外，描述了包括了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器(1a.1c)的一種直流電壓源和一種電池充電器(5a.5c)。
文檔編號H02M7/06GK102301577SQ201080005790
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者阿克塞爾·克勞澤 申請人:布魯薩電子公司