專利名稱：功率轉(zhuǎn)換器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換器電路，特別地涉及一種帶有AC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/DC轉(zhuǎn)換器或者帶有DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器電路。
背景技術(shù)：
帶有AC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/DC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器電路能夠被配置為接收AC輸入電壓并且向負載提供DC輸出電壓。很多電子裝置，諸如計算機、電視機等或者必須被充電的蓄電池，要求DC電壓作為輸入電壓，而可從電力網(wǎng)獲得的電源電壓是AC電壓。在這些情形中，要求將AC輸入電壓轉(zhuǎn)換成DC輸出電壓的AC/DC轉(zhuǎn)換。特別地在其中負載的功耗高于幾十W的那些情形中，除了功率轉(zhuǎn)換，還要求功率因數(shù)校正。功率因數(shù)校正用于最小化無功功率并且最大化從電網(wǎng)獲取的有功功率。提供功率因數(shù)校正的功率轉(zhuǎn)換器電路包括功率因數(shù)校正器(PFC)和被耦合到PFC的DC/DC轉(zhuǎn)換器。PFC用作AC/DC轉(zhuǎn)換器并且通常是從AC輸入電壓產(chǎn)生高于AC輸入電壓的幅值(峰值)的DC電壓的升壓轉(zhuǎn)換器。DC/DC轉(zhuǎn)換器將由PFC提供的DC電壓轉(zhuǎn)換成被供應到負載電壓的DC輸出電壓。PFC的輸入電壓和輸入電流具有正弦波形。當PFC的功率因數(shù)接近1，諸如在O. 97和I之間時，輸入電壓和輸入電流是幾乎同相的，從而PFC的輸入功率具有引起PFC輸出電壓的紋波的正弦平方(sin2)波形。為了減小那些紋波的幅值，在PFC的輸出端子之間連接了還被稱作DC鏈電容器的電容器。DC鏈電容器可以具有多達幾個mF (毫法)的電容并且通常作為電解電容器實現(xiàn)。然而，電解電容器具有相對短的壽命、具有聞泄漏電流，并且是昂貴的。帶有DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器能夠被配置為從電壓源諸如太陽能電池板、蓄電池等接收DC輸入電壓并且產(chǎn)生可以被供應到電力網(wǎng)的AC輸出電壓。在那些應用中，通常作為產(chǎn)生高于所期AC輸出電壓的峰值電壓的DC輸出電壓的升壓轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)DC/DC轉(zhuǎn)換器。DC/AC轉(zhuǎn)換器(逆變器)將DC/DC轉(zhuǎn)換器的DC輸出電壓轉(zhuǎn)換成AC輸出電壓。DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和輸出電流具有正弦波形。當輸出電壓和輸出電流是同相的時，DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸出功率具有正弦平方(sin2)波形，而在DC/DC轉(zhuǎn)換器的給定輸入功率下，它從DC/DC轉(zhuǎn)換器接收的輸入功率是恒定的。為了減小可以不利地影響DC/DC轉(zhuǎn)換器的功能的、DC/AC轉(zhuǎn)換器的DC輸入電壓的紋波，在DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端子之間連接了電容器。這個電容器可以具有多達幾個mF (毫法)的電容并且通常作為電解電容器實現(xiàn)。然而，電解電容器具有相對短的壽命，具有聞泄漏電流，并且是昂貴的。因此，需要提供一種帶有DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器電路，其中能夠減小在DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端子之間連接的電容器的尺寸而不降低功率轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
第一實施例涉及一種包括帶有DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換電路。DC/DC轉(zhuǎn)換器包括用于接收DC輸入電壓的輸入端子和用于提供DC輸出電壓的輸出端子。DC/AC轉(zhuǎn)換器包括被耦合到DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端子的輸入端子和用于提供AC輸出電壓的輸出端子。DC/DC轉(zhuǎn)換器進一步包括被配置為控制依賴于基準信號的DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流的控制電路，該基準信號具有依賴于AC輸出電壓的頻率的頻率。第二實施例涉及一種功率轉(zhuǎn)換器。該功率轉(zhuǎn)換器包括第一端子、第二端子和第三端子。DC/DC轉(zhuǎn)換器被連接在第一端子和第三端子之間，并且逆變器被連接在第三端子和第二端子之間。第一控制電路被配置為控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的操作，并且第二控制電路被配置為控制逆變器的操作。功率轉(zhuǎn)換器被配置為操作在其中從在第一端子處的DC電壓在第二端子處提供AC電壓的DC/AC模式中或者在其中從在第二端子處的AC電壓在第一端子處提供DC電壓的AC/DC模式中。在DC/AC模式中的第一控制電路被配置為操作DC/DC轉(zhuǎn)換器從而由DC/DC轉(zhuǎn)換器提供給逆變器的電流依賴于基準信號，該基準信號具有依賴于在第二端子處的AC電壓的頻率的頻率。在AC/DC模式中，第一控制電路被配置為操作DC/DC轉(zhuǎn)換器從而由DC/DC轉(zhuǎn)換器從逆變器接收的電流依賴于基準信號，該基準信號具有依賴于在第二端子處的AC電壓的頻率的頻率。


現(xiàn)在將參考附圖解釋本發(fā)明的實施例。應該指出，這些實施例用于示意基本原理，從而僅僅示意了對于理解基本原理而言有必要的那些特征。附圖未按照比例。此外，在全部的附圖中類似的參考字符表示類似的特征。圖I概略地示意包括功率因數(shù)校正器(PFC)和被耦合到PFC的DC/DC轉(zhuǎn)換器的AC/DC轉(zhuǎn)換器的實施例；
圖2示意PFC的實施例；
圖3示意具有降壓轉(zhuǎn)換器拓撲的DC/DC轉(zhuǎn)換器的實施例；
圖4示意圖3的DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中詳細示意了開關(guān)元件的控制電路；
圖5示出示意圖4的控制電路的操作原理的時序 圖6示意具有降壓轉(zhuǎn)換器拓撲的DC/DC轉(zhuǎn)換器的進一步的實施例；
圖7概略地示意包括DC/DC轉(zhuǎn)換器和被耦合到DC/DC轉(zhuǎn)換器的逆變器的DC/AC轉(zhuǎn)換器的實施例；
圖8不意逆變器的實施例；
圖9,包括圖9A和圖9B,不意在逆變器中實現(xiàn)的電子開關(guān)的實施例；
圖10示意具有升壓轉(zhuǎn)換器拓撲的DC/DC轉(zhuǎn)換器的實施例；
圖11示意圖10的DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中詳細示意了開關(guān)元件的控制電路；并且 圖12示意雙向轉(zhuǎn)換器的實施例。
具體實施例方式圖I概略地示意AC/DC轉(zhuǎn)換器的實施例。該轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正器(PFC)20，該功率因數(shù)校正器具有用于接收AC輸入電壓Vinl的輸入端子11、12和用于提供第一輸出電壓Voutl的輸出端子13、14。DC/DC轉(zhuǎn)換器40被耦合到PFC 20從而DC/DC轉(zhuǎn)換器40接收第一輸出電壓Voutl作為輸入電壓。DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入端子對應于PFC的輸出端子13、14。DC/DC轉(zhuǎn)換器40被配置為從PFC 20的第一輸出電壓Voutl產(chǎn)生第二輸出電壓Vout2。第二輸出電壓Vout2是DC電壓并且可在DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸出端子15、16處獲得。第二輸出電壓Vout2可以被用于供應負載Z (在圖I中用虛線示意)。電容性元件30諸如電容器被連接在PFC 20的輸出端子13、14之間。然而，利用DC/DC轉(zhuǎn)換器40的具體操作原理，如與傳統(tǒng)的AC/DC轉(zhuǎn)換器相比，這個電容性元件30的電容能夠是相對小的。根據(jù)一個實施例，PFC 20的輸出電容器30的電容僅僅近似在傳統(tǒng)AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電容器的電容的0.001 (10_3)倍和O. 01 (10_2)倍之間。能夠類似傳統(tǒng)PFC地實現(xiàn)PFC 20。只是為了示意的意圖，在圖2中更加詳細地示意了 PFC 20的實施例。參考圖2，PFC 20可以包括被連接到輸入端子11、12的整流器布置21，諸如橋式整流器。整流器布置21接收輸入電壓Vinl并且被配置為從輸入電壓Vinl產(chǎn)生整流輸入電壓Vinl’。當例如輸入電壓Vinl具有正弦波形時，整流輸入電壓Vinl’具有對應于正弦波的絕對值的波形。PFC 20進一步具有接收整流輸入電壓Vinl’并且產(chǎn)生第一輸出電壓Voutl的升壓轉(zhuǎn)換器級。升壓轉(zhuǎn)換器級包括帶有感應元件22諸如扼流圈和電子開關(guān)23的串聯(lián)電路。這個串聯(lián)電路被耦合到整流器布置21從而可在串聯(lián)電路兩端獲得整 流輸入電壓Vinl’。電子開關(guān)23例如是晶體管，特別地是MOSFET或者IGBT。然而，MOSFET或者IGBT的使用僅僅是一個實例?？梢酝瑯邮褂萌魏纹渌_關(guān)構(gòu)件，諸如BJT (雙極結(jié)晶體管)、JFET (結(jié)型場效應晶體管)或者GTO (柵極可關(guān)斷晶閘管)。這適用于將在下文中解釋的其它電子開關(guān)。PFC 20進一步包括在感應元件22和電子開關(guān)23公共的電路節(jié)點與輸出端子13、14之一 13之間連接的整流器元件24。能夠作為二極管(如在圖2中所示意地)實現(xiàn)整流器元件24。然而，還能夠作為帶有開關(guān)構(gòu)件的同步整流器(SR)實現(xiàn)整流器元件。電子開關(guān)23從PFC控制器25接收脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動信號S23。PFC控制器25能夠是傳統(tǒng)的PFC控制器，其被配置為產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號諸如圖2的PWM驅(qū)動信號S23從而功率因數(shù)接近1，諸如在O. 97和I之間，并且從而輸出電壓諸如在圖2中的第一輸出電壓Voutl至少接近所期電壓，諸如例如400V。PWM驅(qū)動信號S23例如被以依賴于時鐘信號CLKl (在圖2中以虛線示意)的頻率(固定或者可變)產(chǎn)生。這個時鐘信號CLKl可以是由外部時鐘信號發(fā)生器(未示出)產(chǎn)生的外部時鐘信號，或者可以是在PFC控制器中產(chǎn)生的時鐘信號。這種傳統(tǒng)PFC控制器是通常已知的從而在這方面不要求進一步的解釋。再次參考圖1，DC/DC轉(zhuǎn)換器40包括被耦合到PFC 20的輸出端子13、14的開關(guān)單元50、和在開關(guān)單元50和輸出端子15、16之間連接的感應整流器60。開關(guān)單元50包括至少一個電子開關(guān)諸如晶體管，并且被配置為從第一輸出電壓Voutl產(chǎn)生時控電壓(或者方波電壓)Vcl。時控電壓是根據(jù)脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動信號Sd產(chǎn)生的，從而時控電壓的頻率和/或占空比和/或相位分別對應于驅(qū)動信號Sd的頻率和/或占空比和/或相位。驅(qū)動信號Sd由控制電路70以將在下文中進一步詳細解釋的方式產(chǎn)生。感應整流器60包括至少一個感應元件，諸如例如扼流圈和/或變壓器或者不帶電纜地耦合的元件；和至少一個整流器元件，諸如例如雙極二極管、肖特基二極管或者同步整流器。感應整流器60被配置為對時控電壓Vcl整流從而產(chǎn)生是DC電壓的第二輸出電壓Vout20現(xiàn)在將解釋產(chǎn)生該至少一個驅(qū)動信號Sd的控制電路70的操作原理。為了解釋的意圖，將假設(shè)輸入電壓Vinl具有正弦波形從而 Vm = V0 ·sm( t) (I),
其中VO是幅值，并且其中ω=2π · f0輸入電壓Vinl特別地是由電力網(wǎng)提供的電壓。依賴于國家，幅值A(chǔ)O例如是155V (11(^咖3)或者325￥ (230VRMS)。頻率f通常是50Hz或者 60Hz。由這個輸入電壓Vinl產(chǎn)生的輸入電流Iinl是
Ji'nl 二 I0 ■ sm(ctf + (2),
其中IO是輸入電流的幅值并且Φ是在輸入電壓Vinl和輸入電流Iinl之間的相移。為了解釋的意圖，進一步假設(shè)PFC 20的功率因數(shù)接近1，諸如在O. 97和I之間。在此情形中，相移Φ近似為O。然后作為
PM = FM. IM = F0 .10 . sm V)4. K . h . (!-—⑶
給出PFC 20的輸入功率Pin。參考等式(3)，在是輸入電壓Vinl的頻率的兩倍的頻率2ω下，輸入功率Pin在最大輸入功率PinMX (其中PinMX=V0 · 10)和為零的最小輸入功率之間改變。在傳統(tǒng)的AC/DC轉(zhuǎn)換器中，被耦合到PFC的DC/DC轉(zhuǎn)換器具有恒定輸入功率，從而要求PFC的相對大的輸出電容器以便緩沖PFC 20的輸入功率的變化，從而能夠減小PFC 20的輸出電壓的變化。在圖I的AC/DC轉(zhuǎn)換器中，電力電路70被配置為驅(qū)動開關(guān)布置50，從而忽略損耗，DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入功率的瞬時數(shù)值等于PFC 20的瞬時輸入功率。DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入功率Pin4ci等于PFC的輸出功率Pout2tl (Pin40=Pout20)0此夕卜，PFC的輸出功率Pout2tl等于它的輸入功率Pin (Pin=Pout20)0 PFC 20被配置為提供DC輸出電壓Voutl。因此，為了使得DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入功率Pin40等于PFC 20的輸出功率Pout20，DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入電流140應該如下
τΛ^ Pinm Poutm PM Vn ■ Jn . 、 I Vn ^ Λ、、，、
140=-— =-— =-= —~--sm (Φ :)= —■~—■ (I— Cos(Zmi)) (4)。
Pciiiil Voutl Voutl Vouil2 Votdl'因此，控制電路70被配置為驅(qū)動開關(guān)布置50從而DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入電流140的移動平均值具有對應于PFC 20的輸入功率Pin的波形的波形。通常，控制電路70被配置為通過提供該至少一個驅(qū)動信號Sd從而驅(qū)動信號Sd依賴于基準信號Skef而驅(qū)動開關(guān)布置50，其中基準信號Skef具有依賴于AC輸入電壓的頻率的頻率。因此，當輸入電壓Vinl是正弦波電壓時，基準信號Skef是正弦平方信號。根據(jù)一個實施例，從PFC 20的輸入電壓Vinl或者輸入電流Iinl推導基準信號SKEF，從而基準信號Skef的波形與PFC的輸入功率Pin的波形同相。為了控制DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入電流140，控制電路70接收代表輸入電流140的輸入電流信號Sa。能夠通過測量輸入電流140獲得輸入電流信號Sa。在于圖I中示意的實施例中，被耦合到DC/DC轉(zhuǎn)換器40的負載路徑的電流測量單元71提供電流測量信號Sa。然而，測量輸入電流以便獲得輸入電流信號Sa僅僅是一個實例。還能夠從另一個參數(shù)諸如在感應整流器60的各個元件兩端的電壓估計或者推導輸入電流140，將參考圖3解釋其具體實例。根據(jù)一個實施例，電流測量信號Sa與輸入電流140成比例。開關(guān)布置50依賴于PWM驅(qū)動信號Sd而被打開和關(guān)閉，從而根據(jù)一個實施例，方波電壓Vcl具有對應于驅(qū)動信號的占空比Sd的占空比。輸入電流140不是連續(xù)電流，而是依賴于驅(qū)動信號Sdi循環(huán)地打開和關(guān)閉。然而，是驅(qū)動信號Sd的頻率的開關(guān)頻率顯著地高于輸入電流140的所期變化的頻率，從而輸入電流140的平均數(shù)值滿足等式(4)。雖然PFC 20的輸入功率Pin的變化并且因此DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入電流140的所期變化的頻率是輸入電壓Vinl的頻率的兩倍，例如IOOHz或者120Hz，但是驅(qū)動信號Sd的頻率高得多。根據(jù)一個實施例，開關(guān)頻率處于幾千赫(kHz)的范圍中，并且因此比輸入電流140的所期變化快得多。“輸入電流120的平均數(shù)值”是對于一個驅(qū)動循環(huán)或者對于驅(qū)動信號Sdi的某些隨后驅(qū)動循環(huán)但是對于比輸入電流120的一個周期顯著地更短的持續(xù)時間所計算的平均數(shù)值。通過控制DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入電流140從而輸入電流根據(jù)PFC 20的輸入功率Pin的變化而改變，在PFC 20的輸出處不要求能量緩沖器，或者僅僅要求較小的能量緩沖器。因此，能夠省略在PFC 20的輸出處的電容器30，或者這個輸出電容器30的電容能夠顯·著地低于在傳統(tǒng)PFC的輸出處的電容。能夠利用傳統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器拓撲實現(xiàn)DC/DC轉(zhuǎn)換器。圖3示意其中DC/DC轉(zhuǎn)換器40具有降壓轉(zhuǎn)換器拓撲的簡化實施例。在該實施例中，開關(guān)布置50包括一個電子開關(guān)51。電子開關(guān)51具有被連接到輸入端子13、14之一的負載路徑并且具有用于接收驅(qū)動信號Sd的控制端子。在圖3的實施例中，電子開關(guān)51被連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器40的第一輸入端子13。感應整流器60包括帶有感應元件61諸如例如扼流圈和電容性元件63的串聯(lián)電路。帶有感應元件61和電容性元件63的這個串聯(lián)電路被與電子開關(guān)51串聯(lián)連接從而感應元件61被連接在電子開關(guān)51和輸出端子15之一之間，并且從而電容性元件63被連接在輸出端子15、16之間，從而可在電容性元件63兩端獲得輸出電壓Vout2。第二輸入端子14和第二輸出端子16被相互電耦合，其中在圖3的實施例中，僅僅電流測量單元71被連接在這些端子14、16之間。感應整流器60進一步包括與包括感應元件61和電容性元件63的串聯(lián)電路并聯(lián)連接的整流器元件62?，F(xiàn)在將解釋在圖3中示意的DC/DC轉(zhuǎn)換器40的操作原理。電子開關(guān)50被PWM驅(qū)動信號Sd循環(huán)地打開和關(guān)閉。當電子開關(guān)51處于它的打開狀態(tài)中時，是DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入電壓的、PFC (在圖I中的20)的輸出電壓Voutl被施加到感應整流器60。由此，是通過感應元件61的電流的輸入電流140增加，直至電子開關(guān)51關(guān)閉。當電子開關(guān)51關(guān)閉時,整流器元件62用作接納通過感應元件61的電流的續(xù)流元件，其中通過感應元件61的電流在電子開關(guān)51的關(guān)閉狀態(tài)期間降低。通過適當?shù)卣{(diào)節(jié)依賴于電流測量信號Sci和基準信號Skef的驅(qū)動信號Sd的占空比，能夠通過PWM驅(qū)動信號Sd調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電流140，特別地是輸入電流140的平均數(shù)值。在圖4中示意了被配置為產(chǎn)生驅(qū)動信號Sd從而DC/DC轉(zhuǎn)換器40的輸入電流140具有基準信號Skef的波形的控制電路70的實施例?？刂齐娐?0包括提供時鐘信號Smi的振蕩器73。這個時鐘信號Smi限定PWM驅(qū)動信號Sd的頻率。在圖4的控制電路中，在SR觸發(fā)器75的設(shè)定輸入S處接收時鐘信號Sraa?？稍谟|發(fā)器75的非倒相輸出Q處獲得驅(qū)動信號SD?？蛇x地,驅(qū)動器(未被不意)被連接在觸發(fā)器75的輸出Q和電子開關(guān)51的控制端子之間。這個驅(qū)動器將可在觸發(fā)器75的輸出處獲得的邏輯信號放大至適合于驅(qū)動電子開關(guān)51的信號電平。根據(jù)一個實施例，由振蕩器73提供的時鐘信號Smi被與支配在PFC中PWM信號的產(chǎn)生的時鐘信號CLKl同步。為此，振蕩器73可以接收時鐘信號CLK1。在根據(jù)圖4的實施例中，作為MOSFET具體地作為η型MOSFET實現(xiàn)電子開關(guān)51。然而，這僅僅是一個實例，可以同樣地使用任何其它類型的電子開關(guān)，諸如IGBT、BJT或者GTO?？刂齐娐?0進一步包括接收在第一輸入處的基準信號Skefi和在第二輸入處的電流測量信號Sa的比較器74。在圖4的實施例中，第一輸入是比較器74的倒相輸入，并且第二輸入是比較器的非倒相輸入?；鶞市盘朣kefi由基準信號發(fā)生器72提供。根據(jù)一個實施例，基準信號發(fā)生器產(chǎn)生依賴于輸入信號Sini的基準信號Skefi。輸入信號Sini代表PFC的輸入電壓Vinl和輸入電流Iinl之一。根據(jù)一個實施例，輸入信號Sini與輸入電 壓Vinl和輸入電流Iinl之一成比例。根據(jù)一個實施例，基準信號Skef與輸入信號Sin的平方成比例，從而
SEEFrSIN12 (5)。如果輸入信號Sin與輸入電壓Vinl成比例，則參考等式(1)，以下適用
Srefi V。2 · sin2 ( ω t) (6)。在圖4的實施例中，作為分流電阻器71實現(xiàn)電流測量單元71。電流測量信號Sci是在分流電阻器71兩端的電壓V71。在該實施例中，分流電阻器71被連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器40的第二輸入端子14。這個第二輸入端子14例如被耦合到還是控制電路70的基準電勢的基準電勢諸如接地。因此，將分流電阻器71的端子之一耦合到比較器74的第二輸入端子以便接收在比較器74的第二端子處的電壓V71是足夠的。在觸發(fā)器75的復位輸入R處接收可在比較器74的輸出處獲得的比較器信號。在時鐘信號Sma限定驅(qū)動信號Sdi的頻率時，比較器信號74限定驅(qū)動信號Sd的占空比，其中占空比被調(diào)節(jié)從而由電流測量信號Sa代表的輸入電流140的波形遵循基準SKEF1。將參考圖5解釋圖4的控制電路70的操作原理，其中示意了代表輸入電流140的電流測量信號Sa、時鐘信號Smi和驅(qū)動信號Sd的時序圖。應該指出，DC/DC轉(zhuǎn)換器40能夠被以連續(xù)電流模式(CCM)或者被以不連續(xù)電流模式(DCM)操作。在CCM中，當電子開關(guān)51關(guān)閉時，通過感應元件61的電流并不降低到0，從而輸入電流140 (如在圖5中所示意地)具有梯形波形。在DCM中，當電子開關(guān)51處于它的關(guān)閉狀態(tài)中時，通過感應元件61的電流下降到O。在此情形中，輸入電流140具有三角形波形(未示出)。在圖4的控制電路70中，每次時鐘信號Smi的信號脈沖發(fā)生時，驅(qū)動信號Sdi均采取將電子開關(guān)51打開的打開電平。時鐘信號Sraa的頻率fM1因此限定驅(qū)動信號Sd的開關(guān)頻率。時鐘信號Smi的時鐘周期是Traa從而時鐘頻率fM1是1/Τακι。在圖5中，驅(qū)動信號Sd的打開電平是高信號電平或者邏輯“I”電平。然而，這僅僅是一個實例。驅(qū)動信號Sd的打開電平還能夠是低電平。當驅(qū)動信號Sdi采取打開電平時，電子開關(guān)51被打開，從而輸入電流140增加。當輸入電流信號Sa達到基準信號Skefi時，電子開關(guān)51被關(guān)閉?；鶞市盘朣kefi的頻率比驅(qū)動信號Sdi的開關(guān)頻率小得多，并且因為在圖5中示意了驅(qū)動信號Sdi的僅僅幾個驅(qū)動周期，所以圖5僅僅示出基準信號Skef的一個周期的小部分。由控制電路70提供的調(diào)整當基準信號Skefi增加時引起驅(qū)動信號的占空比Sdi增加，并且當基準信號Skefi降低時引起占空比降低，其中當占空比增加時，輸入電流140的移動平均值增加，并且當占空比降低時，輸入電流140的移動平均值降低。移動平均值是輸入電流在一個或者多個驅(qū)動循環(huán)或者驅(qū)動周期T (諸如在I個和10個驅(qū)動循環(huán)之間)上的平均值。因此，輸入電流140的移動平均值的波形遵循基準信號Skefi的波形。控制電路70因此用作控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電流140從而輸入電流140的移動平均值的信號波形對應于基準信號Skef的波形的電流控制器，其中基準信號的波形代表PFC 20的輸入功率Pin的波形。在上述AC/DC轉(zhuǎn)換器中，除了損耗，由PFC 20給付的瞬時能量與在開關(guān)周期期間由DC/DC轉(zhuǎn)換器40接收的瞬時能量相同。在以上解釋的AC/DC轉(zhuǎn)換器中，功率因數(shù)校正器20的輸出電壓和DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電流140受到控制。然而，DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vout2無任何控制。這種AC/DC轉(zhuǎn) 換器能夠例如被用于供應限定輸出電壓Vout2自身的電負載Z，諸如例如所要充電的蓄電器或者蓄電池。AC/DC轉(zhuǎn)換器可以因此被用作蓄電池充電器。圖6示意不僅能夠控制依賴于基準信號Skef的輸入電流140而且還能夠調(diào)整輸出電壓Vout2的控制電路70的實施例。然而，替代輸出電壓Vout2，還能夠調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流或者輸出功率。在該實施例中，控制電路70包括接收輸出信號Stm2和進一步的基準信號SKEF_TOT2的控制器76。輸出信號Sotit2依賴于輸出電壓Vout2。特別地，輸出信號Sram與輸出電壓Vou12成比例。能夠使用例如分壓器(未不出)以傳統(tǒng)的方式從輸出電壓Vout2產(chǎn)生輸出信號Stm2。進一步的基準信號SKEF,T2由基準電壓源77提供。進一步的基準信號Skh^ut2代表輸出電壓Vout2的所期電壓數(shù)值?？刂破?6根據(jù)在輸出信號S_和進一步的基準信號SKEF_OTT2之間的差異提供控制信號SCTKU?？刂破?6例如是積分控制器(I控制器)或者比例積分控制器(PI控制器)。乘法器78接收控制信號Sctku和基準信號Skef并且向比較器74的第一輸入端子提供代表這兩個信號SCTKU、SKEF的乘積的信號。當例如輸出電壓Vout2降至低于所期電壓數(shù)值從而輸出信號Sott2降至低于進一步的基準信號SKEF_OTT2時，控制信號Sctku增加，并且在比較器74的第一輸入處的信號的信號電平基本上增加。這導致驅(qū)動信號Sd的占空比的總體增加。占空比Sd的這個總體增加引起輸入電流140的平均數(shù)值增加，以便抵消輸出電壓Vout2的降低。在這方面應該指出，控制器76被實現(xiàn)為使得控制信號Sctku的變化具有比驅(qū)動信號Sd的開關(guān)頻率低得多的頻率。當輸出電壓Vout2升至高于所期電壓數(shù)值時，輸出信號S_升高，從而控制信號Sctku降低并且在比較器74的第一輸入處的輸入信號基本上降低。因此驅(qū)動信號Sdi的占空比基本上降低并且輸入電流140的平均數(shù)值降低。圖6的控制電路70具有兩個控制環(huán)。第一控制環(huán)控制輸入電流140具有對應于基準信號Skefi的波形的波形。第二控制環(huán)放大基準信號Skefi并且被配置為基本上增加或者降低驅(qū)動信號Sdi的占空比以便控制輸出電壓Vout2。替代輸出電壓Vout2，能夠通過產(chǎn)生依賴于輸出電流Iz或者輸出功率的控制信號Sctku而調(diào)整輸出電流Iz或者輸出功率。輸出功率是輸出電壓Vout2和輸出電流Iz的乘積。應該指出，使用具有降壓轉(zhuǎn)換器拓撲的DC/DC轉(zhuǎn)換器40僅僅是一個實例。同樣可以使用任何其它的DC/DC轉(zhuǎn)換器拓撲。包括控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入功率從而它對應于AC/DC轉(zhuǎn)換器諸如PFC的輸出功率的、在上文中解釋的基本原理可等效地應用于包括DC/DC轉(zhuǎn)換器和被連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器的DC/AC轉(zhuǎn)換器的DC/AC轉(zhuǎn)換器。這在下面得以解釋。圖7概略地示意DC/AC轉(zhuǎn)換器的實施例。該轉(zhuǎn)換器包括DC/DC轉(zhuǎn)換器140，該DC/DC轉(zhuǎn)換器具有用于接收DC輸入電壓Vin2的輸入端子111、112和用于提供第一輸出電壓Vout3的輸出端子113、114。DC/AC轉(zhuǎn)換器(逆變器)120被耦合到DC/DC轉(zhuǎn)換器140從而DC/DC轉(zhuǎn)換器140作為輸入電壓接收第一輸出電壓Vout3。逆變器120的輸入端子對應于DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端子113、114。逆變器120被配置為從DC/DC轉(zhuǎn)換器140的第一輸出電壓Vout3產(chǎn)生第二輸出電壓Vout4。第二輸出電壓Vout4是AC電壓并且可在逆變器120的輸出端子115、116處獲得。第二輸出電壓Vout4可以被與電力網(wǎng)Z2的電源電壓同步并且可以向電力網(wǎng)提供能量。然而，DC/AC轉(zhuǎn)換器還能夠被配置為提供獨立于電力網(wǎng)電壓的AC輸出電壓。可以由 傳統(tǒng)的DC電源諸如蓄電池、光伏(太陽能)模塊等供應DC輸入電壓。電容性元件130諸如電容器被連接在DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出端子113、114之間。這個電容器用作DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電容器并且用作逆變器的輸入電容器。然而,利用DC/DC轉(zhuǎn)換器的具體操作原理，如與傳統(tǒng)DC/AC轉(zhuǎn)換器相比，這個電容性元件130的電容能夠是相對小的。根據(jù)一個實施例，輸出電容器130的電容僅僅近似在傳統(tǒng)逆變器的輸入電容的電容的0.001 (10_3)倍和O. 01 (10_2)倍之間。能夠類似傳統(tǒng)逆變器地實現(xiàn)逆變器120。只是為了示意的意圖，在圖8中更加詳細地示意了逆變器120的實施例。在圖8中示意的DC/DC轉(zhuǎn)換器140是帶有兩個半橋電路的全橋(H4)轉(zhuǎn)換器，每一個半橋電路均被連接在輸入端子113、114之間。這些半橋電路中的每一個均包括每一個均具有負載路徑和控制端子的兩個開關(guān)。一個半橋電路的該兩個開關(guān)的負載路徑被串聯(lián)連接在輸入端子113、114之間，其中第一開關(guān)Ul1和第二開關(guān)1212形成第一半橋，并且第三開關(guān)1213和第四開關(guān)1214形成第二半橋。半橋中的每一個均包括輸出，其中第一半橋的輸出由第一和第二開關(guān)121pl212的負載路徑公共的電路節(jié)點形成。第二半橋的輸出由第三和第四開關(guān)1213、1214的負載路徑公共的電路節(jié)點形成。第一半橋的輸出經(jīng)由第一感應元件122!諸如扼流圈而被耦合到逆變器120的第一輸出端子115。第二半橋的輸出端子經(jīng)由第二感應元件12 諸如扼流圈而被耦合到逆變器120的第二輸出端子116。根據(jù)進一步的實施例(未被示意)，僅僅采用第一和第二感應元件122pl222之一。開關(guān)121ρ1212、1213、1214中的每一個均在它的控制端子處接收控制信號S121^S1212、S1213、S1214。這些控制信號SUl1 - S1214由依賴于基準信號Sac的驅(qū)動電路123提供?；鶞市盘柺窍薅ˋC輸出電壓Vout4的頻率的交流信號。根據(jù)一個實施例，從逆變器的輸出電壓向其提供能量的電力網(wǎng)Z2的AC電壓獲得基準信號。驅(qū)動信號S121rS1214是被配置為打開和關(guān)閉相應的開關(guān)121廠1214的脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動信號。應該指出，PWM信號SUl1-SUl4的開關(guān)頻率顯著地高于交流基準信號Sac的頻率。根據(jù)在其中實現(xiàn)電力網(wǎng)的國家，基準信號Sac可以是具有50Hz或者60Hz的頻率的正弦信號，而各個開關(guān)121「1214的開關(guān)頻率可以在幾kHz多達幾十kHz或者甚至多達幾百kHz的范圍中。驅(qū)動電路123被配置為各自地調(diào)節(jié)驅(qū)動信號SUl1-SUl4中的每一個的頻率和占空比以便使得輸出電壓Vout4的波形遵循基準信號Sac的波形。占空比可以在O和I之間改變。當一個驅(qū)動信號的占空比為O時，相應的開關(guān)被永久地關(guān)閉，并且當一個驅(qū)動信號的占空比為I時，相應的開關(guān)被永久地打開。驅(qū)動信號的占空比由在驅(qū)動信號打開相應的開關(guān)所在的時間周期相對于一個開關(guān)循環(huán)的持續(xù)時間之間的關(guān)系限定。一個開關(guān)循環(huán)的持續(xù)時間是開關(guān)頻率的倒數(shù)。輸出電壓Vout4是帶有其中輸出電壓Vout4為正的正半循環(huán)和其中輸出電壓Vout4為負的負半循環(huán)的AC電壓。輸出電壓Vout4的時間行為依賴于基準信號SAC。在下面簡要地解釋了逆變器120的兩種可能的操作原理。首先，假設(shè)將從DC輸入電壓Vout3產(chǎn)生輸出電壓Vout4的正半循環(huán)。根據(jù)被稱作雙極開關(guān)或者2級開關(guān)的第一操作原理，第一和第四開關(guān)121pl214被同步地打開和關(guān)閉，而第二和第三開關(guān)1212、1213被永久地關(guān)閉。在第一和第四開關(guān)121pl214的打開階段期間，強制依賴于在輸入電容130兩端 的輸入電壓Vout3和輸出電壓Vout4之間的電壓差的輸出電流Iz2通過扼流圈(一個或者 多個)1221、1222，其中輸出電壓￥0此4由電力網(wǎng)電壓限定。開關(guān)121^1214每一個均包括還在圖8中示意的續(xù)流元件諸如二極管。當?shù)谝缓偷谒拈_關(guān)121pl214關(guān)閉時，第二和第三開關(guān)1212、1213的續(xù)流元件取得通過扼流圈(一個或者多個)122pl222流動的電流。在這種方法中，能夠通過第一和第四開關(guān)121pl214的同步開關(guān)操作的占空比調(diào)節(jié)逆變器的輸出電流Iz2的幅值。在負半循環(huán)期間，第二和第三開關(guān)1212、1213被同步地打開和關(guān)閉，而第一和第四開關(guān)121pl214永久地關(guān)閉。根據(jù)被稱作相位截斷或者3級開關(guān)的第二操作原理，在輸出電壓v2的正半循環(huán)期間，第一開關(guān)Ul1被永久地打開，第二和第三開關(guān)1212、1213永久地關(guān)閉，并且第四開關(guān)1214被以時控方式打開和關(guān)閉。在第一和第四開關(guān)12^、1214的打開階段期間，強制依賴于在輸入電容130兩端的輸入電壓Vout3和輸出電壓Vout4之間的電壓差的輸出電流Iz2通過扼流圈(一個或者多個)122p 12 ，其中輸出電壓Vout4由電力網(wǎng)電壓限定。在第四開關(guān)1214的關(guān)閉階段期間，續(xù)流路徑由開關(guān)1213的續(xù)流元件提供并且被打開的第一開關(guān)Ul1因此使得能夠在輸出扼流圈1221、1222兩端實現(xiàn)零伏特狀態(tài)。在這種方法中，能夠通過第一和第四開關(guān)121pl214的開關(guān)操作的占空比調(diào)節(jié)輸出電流Iz2的幅值。在負半循環(huán)期間，第一和第四開關(guān)121pl214被永久地關(guān)閉，第二開關(guān)1212被永久地打開并且第三開關(guān)1213被以時控方式打開和關(guān)閉?？梢宰鳛閭鹘y(tǒng)的電子開關(guān)實現(xiàn)開關(guān)121r1214。參考示意用于實現(xiàn)開關(guān)的第一實施例的圖9A，可以作為MOSFET具體地作為η型MOSFET實現(xiàn)開關(guān)。在圖9Α中的電子開關(guān)121代表開關(guān)121廠1214中的任意一個。在圖9A中示意的MOSFET諸如η型MOSFET具有還在圖9Α中示意的集成二極管。這個二極管被稱作體二極管并且可以用作續(xù)流元件。是在漏極端子和源極端子之間的路徑的漏極-源極路徑形成MOSFET的負載路徑，并且柵極端子形成控制端子。參考圖9Β，還能夠作為IGBT實現(xiàn)開關(guān)121r1214，其中另外可以在IGBT的集電極和發(fā)射極端子之間連接二極管。這個二極管用作續(xù)流元件。在IGBT中，負載路徑在發(fā)射極和集電極端子之間延伸，并且柵極端子形成控制端子。應該指出，作為MOSFET或者IGBT實現(xiàn)開關(guān)Ul1-Ul4僅僅是一個實例。同樣可以使用任何其它類型的電子開關(guān)，諸如GTO (柵極可關(guān)斷晶閘管)。再次參考圖7，DC/DC轉(zhuǎn)換器140包括被耦合到輸入端子111、112和輸出端子113、114的升壓單元150。升壓單元150包括至少一個電子開關(guān)諸如晶體管、至少一個感應元件諸如例如扼流圈和/或變壓器、和至少一個整流器元件諸如例如雙極二極管、肖特基二極管或者同步整流器。該至少一個開關(guān)接收以將在下文中進一步詳細解釋的方式由控制電路170產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動信號SD2?，F(xiàn)在將解釋產(chǎn)生該至少一個驅(qū)動信號Sd的控制電路170的操作原理。為了解釋的意圖，假設(shè)逆變器120的輸出電壓Vout4具有正弦波形從而
Vout4 =V0 -sm(￡rt) (7), 其中VO是幅值，并且其中ω=2π *f0這個電壓Vout4特別地適合于被提供給電力網(wǎng)。依賴于國家，幅值A(chǔ)O例如是155V (11(^咖3)或者325￥ (230VRMS)。頻率f通常是50Hz或者 60Hz。輸出電流Iz2是
Izl^ I0- smfotf +爐)(8)，
其中IO是輸出電流Iz2的幅值并且中是在輸出電壓Vout4和輸出電流Iz2之間的相移。為了解釋的意圖，進一步假設(shè)逆變器120產(chǎn)生要與輸出電壓Vout4同相的輸出電流Iz2。在此情形中，相移近似為O。逆變器120的輸出功率Pout然后由
Poui = VouiA - Izl = F0 . J0. sin2 (otf) =I--Va-10 . (l - cos(2ei)) (9 )
全A屮
口 CD ο參考等式(9)，在是輸出電壓Vout4的頻率的兩倍的頻率2 ω下，輸出功率Pout在最大輸入功率PoutMX (其中PoutMX=V0 ·Ι0)和最小輸入功率PoutMIN (其中PoutMIN=0)之間改變。逆變器的輸出功率的這個變化對應于它的輸入功率的變化。在包括DC/DC轉(zhuǎn)換器和逆變器的傳統(tǒng)的DC/AC轉(zhuǎn)換器中，被耦合到DC/AC轉(zhuǎn)換器的DC/DC轉(zhuǎn)換器具有恒定輸出功率，從而要求逆變器的相對大的輸入電容器以便緩沖逆變器的輸入功率的變化，從而能夠減小逆變器的輸入電壓的變化。否則，這些變化可以不利地影響逆變器的行為。在圖7的DC/AC轉(zhuǎn)換器中，控制電路170被配置為驅(qū)動升壓單元150，從而忽略損耗，DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出功率的瞬時數(shù)值等于DC/AC轉(zhuǎn)換器的瞬時輸出功率。DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出功率Pout14ci等于逆變器的輸入功率Pin12tl (Pout140=Pin120)0此外，逆變器的輸出功率Pout等于它的輸入功率Pin (Pout120=Pin120)0 DC/DC轉(zhuǎn)換器140被配置為提供DC輸出電壓Vout3。因此，為了使得DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出功率Pout14ci等于逆變器的輸出功率Pout120, DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出電流1140應該如下
Pmtiun Pinvm PoutA Fn ■ In . 2 ,· , I Vfl^
1140=-— =-— =-= —-■ Sm {ω￡}= —■——-. (I- Cos(Zmtj)
Voui3 Fou￡3 Fou￡3 ￥ou￡3 、' 2 Fou￡3'
(10)。
因此，控制電路170被配置為驅(qū)動升壓單元150從而DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出電流1140的移動平均值具有對應于逆變器120的輸出功率Pout的波形的波形。通常，控制電路170被配置為通過提供該至少一個驅(qū)動信號Sd2從而驅(qū)動信號Sd2依賴于基準信號Skef2而驅(qū)動升壓單元150，其中基準信號Skef2具有依賴于AC輸出電壓的頻率的頻率。因此，當輸出電壓Vout4是正弦波電壓時，基準信號Skef2是正弦平方信號。根據(jù)一個實施例，從逆變器的輸出電壓Vout4或者輸出電流Iz2推導基準信號SKEF2，從而基準信號Skef2的波形與逆變器的輸出功率Pout的波形同相。為了控制DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出電流1140，控制電路170接收代表輸出電流1140的輸出電流信號Sc2。能夠通過測量輸出電流1140獲得輸出電流信號Sc2。在于圖7中示意的實施例中，被耦合到DC/DC轉(zhuǎn)換器140的負載路徑的電流測量單元171提供電流測量信號S?！比欢?，測量輸出電流以便獲得輸入電流信號Sa僅僅是一個實例。還能夠從在升壓單元中發(fā)生的其它參數(shù)估計或者推導輸出電流1140。根據(jù)一個實施例，電流測量信號Sc2與輸出電流1140成比例。
通過控制DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出電流1140從而輸出電流根據(jù)逆變器120的輸出功率Pout的變化而改變，在逆變器120的輸入處不要求能量緩沖器，或者僅僅要求比在傳統(tǒng)DC/AC轉(zhuǎn)換器中更小的能量緩沖器。因此，能夠省略在逆變器120的輸入處的電容器130，或者這個電容器130的電容能夠顯著地低于在傳統(tǒng)逆變器的輸入處的電容。能夠利用傳統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器拓撲實現(xiàn)DC/DC轉(zhuǎn)換器。圖10示意其中DC/DC轉(zhuǎn)換器140具有升壓轉(zhuǎn)換器拓撲的簡化實施例。在該實施例中，升壓單元150包括帶有感應元件152諸如扼流圈和在輸入端子之間連接的電子開關(guān)151的串聯(lián)電路，其中感應元件152被耦合到第一輸入端子111，而電子開關(guān)151被連接到第二輸入端子112。電子開關(guān)151具有被與感應元件152串聯(lián)連接的負載路徑并且具有用于接收驅(qū)動信號Sd2的控制端子。在根據(jù)圖10的實施例中，作為MOSFET具體地作為η型MOSFET實現(xiàn)電子開關(guān)151。然而，這僅僅是一個實例，同樣可以使用任何其它類型的電子開關(guān)。參考圖10，感應元件152和電子開關(guān)151公共的電路節(jié)點經(jīng)由整流器元件諸如二極管(如所示意地)或者同步整流器(未被示意)而被連接到第一輸出端子113。第二輸出端子114被連接到第二輸入端子112?，F(xiàn)在將解釋在圖3中示意的DC/DC轉(zhuǎn)換器140的操作原理。電子開關(guān)151被PWM驅(qū)動信號Sd2循環(huán)地打開和關(guān)閉。當電子開關(guān)151處于它的打開狀態(tài)中時，輸入電壓Vin2被施加到感應元件152，從而能量被磁存儲在感應元件152中并且輸入電流Iinl增加，直至電子開關(guān)151被關(guān)閉。此時輸出電流1140為零。當電子開關(guān)151被關(guān)閉時，感應元件驅(qū)動輸出電流1140通過整流器元件153。剛好在關(guān)閉電子開關(guān)151之后，輸出電流1140對應于剛好在關(guān)閉電子開關(guān)151之前的輸入電流Iinl，其中輸出電流在電子開關(guān)的關(guān)閉時間期間降低。整流器元件153有助于防止當電子開關(guān)151被打開時電容130被放電。通過適當?shù)卣{(diào)節(jié)依賴于電流測量信號Sc2和基準信號Skef2的驅(qū)動信號Sd2的占空比，能夠通過PWM驅(qū)動信號Sd2調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流1140，特別地是輸入電流1140的平均數(shù)值。電子開關(guān)151依賴于PWM驅(qū)動信號Sd2而被打開和關(guān)閉。輸出電流1140不是連續(xù)電流，而是依賴于驅(qū)動信號Sd2被循環(huán)地打開和關(guān)閉。然而，是驅(qū)動信號Sd2的頻率的開關(guān)頻率顯著地高于輸出電流1140的所期變化的頻率，從而輸出電流140的平均數(shù)值滿足等式(10)。雖然逆變器的輸出功率Pout的變化以及因此DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出電流1140的所期變化的頻率是輸出電壓Vout4的頻率的兩倍例如IOOHz或者120Hz，但是驅(qū)動信號Sd2的頻率高得多。根據(jù)一個實施例，開關(guān)頻率處于幾千赫(kHz)的范圍中并且因此比輸出電流1140的所期變化快得多?！拜敵鲭娏鞯钠骄鶖?shù)值”是對于一個驅(qū)動循環(huán)或者對于驅(qū)動信號Sd2的某些隨后驅(qū)動循環(huán)但是對于比輸入電流1140的一個周期顯著地更短的持續(xù)時間所計算的平均數(shù)值。示意了被配置為產(chǎn)生驅(qū)動信號Sd2從而DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出電流1140具有基準信號Skef2的波形的控制電路170的實施例?？刂齐娐?70包括提供時鐘信號Sm2的振蕩器173。這個時鐘信號Sm2限定PWM驅(qū)動 信號Sd2的頻率。在圖11的控制電路中，在SR觸發(fā)器175的設(shè)定輸入S處接收時鐘信號SM2?？稍谟|發(fā)器175的非倒相輸出Q處獲得驅(qū)動信號SD2?？蛇x地,驅(qū)動器(未被不意)被連接在觸發(fā)器175的輸出Q和電子開關(guān)151的控制端子之間。這個驅(qū)動器將可在觸發(fā)器175的輸出處獲得的邏輯信號放大為適合于驅(qū)動電子開關(guān)151的信號電平。根據(jù)一個實施例，由振蕩器173提供的時鐘信號Sm2被與支配在逆變器120中驅(qū)動信號S121rS1214的產(chǎn)生的時鐘信號CLK2同步。為此，振蕩器173可以接收時鐘信號CLK2。控制電路170進一步包括接收在第一輸入處的基準信號Skef2和在第二輸入處的電流測量信號Sk的比較器174。在圖11的實施例中，第一輸入是比較器174的倒相輸入，并且第二輸入是比較器的非倒相輸入?；鶞市盘朣kef2由基準信號發(fā)生器172提供。根據(jù)一個實施例，基準信號發(fā)生器產(chǎn)生依賴于輸出信號Sott4的基準信號SKEF2。輸出信號S_代表逆變器120的輸出電壓Vout4和輸出電流Iz2之一。根據(jù)一個實施例，輸出信號Sotjt4與輸出電壓Vout4和輸出電流Iz2之一成比例。根據(jù)一個實施例，基準信號Skef2與輸出信號Sotit4的平方成比例，從而
S S 2MO
°REF2 °0UT4 V 丄丄乂 ο如果輸出信號3_與輸出電壓Vout4成比例，則參考等式(7)，以下適用
Seef2^V02 · sin2 ( cot) (12)。能夠類似傳統(tǒng)的電流測量單元地實現(xiàn)電流測量單元171。那些電流測量單元是通常已知的，從而在這方面不要求進一步的解釋。在觸發(fā)器175的復位輸入R處接收可在比較器174的輸出處獲得的比較器信號。在時鐘信號Sm2限定驅(qū)動信號Sd2的頻率時，比較器信號174限定驅(qū)動信號Sd2的占空比，其中占空比得以調(diào)節(jié)從而由電流測量信號Sc2代表的輸出電流1140的波形遵循基準SKEF2。DC/DC轉(zhuǎn)換器140可以被以連續(xù)電流模式(CCM)操作，從而當電子開關(guān)151關(guān)閉時通過感應元件152的電流并不降低為O。因此，輸出電流1140具有梯形波形。然而，以不連續(xù)電流模式(DCM)操作DC/DC轉(zhuǎn)換器也是可能的。在DCM中，當電子開關(guān)151處于它的關(guān)閉狀態(tài)中時，通過感應元件152的電流下降為O。在此情形中，輸入電流1140具有三角形波形(未示出)。在圖11的控制電路170中，驅(qū)動信號Sd2采取打開電平，每次時鐘信號Sm2的信號脈沖發(fā)生時，所述打開電平均打開電子開關(guān)151。時鐘信號Sm2的頻率fM2因此限定驅(qū)動信號Sd2的開關(guān)頻率。時鐘信號Sm2的時鐘周期是Tm2從而時鐘頻率是1/Τακ2。這個頻率可以是固定頻率或者可以是可變頻率。
當驅(qū)動信號Sd2米取打開電平時，電子開關(guān)151被打開，從而輸入電流Iinl增加。當輸入電流信號Se2達到基準信號Skef2時，電子開關(guān)151被關(guān)閉。基準信號Skef2的頻率比驅(qū)動信號Sd2的開關(guān)頻率小得多。由控制電路170提供的調(diào)整當基準信號Skef2增加時引起驅(qū)動信號的占空比Sd2增加，并且當基準信號Skef2降低時引起占空比降低。因此當占空比增加時，輸出電流1140的(移動)平均值增加，并且當占空比降低時，輸出電流1140的(移動)平均值降低。移動平均值是輸出電流1140在一個或者多個驅(qū)動循環(huán)或者驅(qū)動周期T (諸如在I個和10個驅(qū)動循環(huán)之間)上的平均值。因此，輸出電流1140的移動平均值的波形遵循基準信號Skef2的波形?？刂齐娐?70因此用作控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流1140從而輸出電流1140的移動平均值的信號波形對應于基準信號Skef2的波形的電流控制器，其中基準信號Skef2的波形代表逆變器120的輸出功率Pout的波形。在上述AC/DC轉(zhuǎn)換器中，除了損耗，由DC/DC轉(zhuǎn)換器140給付的瞬時能量與在輸出端子115、116處由逆變器120提供的瞬時能量相同。在以上解釋的DC/AC轉(zhuǎn)換器中，逆變器的輸出電壓可以由表現(xiàn)像巨型電壓源的電力網(wǎng)Z2的電壓限定。然而，DC/AC轉(zhuǎn)換器向(獨立)負載提供AC電源電壓也是可能的。圖11的控制電路170不僅能夠控制依賴于基準信號Skef2的輸出電流1140，而且還能夠調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸出電壓Vout3。為此，控制電路170包括接收輸出信號Squt3和進一步的基準信號SKEF,T3的控制器176。輸出信號Stot2依賴于輸出電壓Vout3。特別地，輸出信號Sotjt3與輸出電壓Vout2成比例。能夠使用例如分壓器(未不出)以傳統(tǒng)的方式從輸出電壓Vout2產(chǎn)生輸出信號Squt3。進一步的基準信號SKEF_QUT3由基準電壓源177提供。進一步的基準信號SKEF,T3代表輸出電壓Vout3的所期電壓數(shù)值?？刂破?76根據(jù)在輸出信號S_和進一步的基準信號SKEF_TOT3之間的差異提供控制信號SCT&2。控制器176例如是積分控制器(I控制器)或者比例積分控制器(PI控制器)。乘法器178接收控制信號Sctim和基準信號Skef2并且向比較器174的第一輸入端子提供代表這兩個信號SCTm、SKEF2的乘積的信號。當例如輸出電壓Vout3降至低于所期電壓數(shù)值從而輸出信號Sott3降至低于進一步·的基準信號Skef-Out3時,控制信號Sctkce增加，并且在比較器174的第一輸入處的信號的信號電平基本上增加。這導致驅(qū)動信號Sd2的占空比的總體增力卩。占空比Sd2的這個總體增加引起輸出電流1140的平均數(shù)值增加，以便抵消輸出電壓Vout3的降低。在這方面應該指出，控制器176被實現(xiàn)為使得控制信號SCTm的變化具有比驅(qū)動信號Sd2的開關(guān)頻率低得多的頻率。當輸出電壓Vout3升至高于所期電壓數(shù)值時，輸出信號Stot3升高，從而控制信號Sem2降低并且在比較器74的第一輸入處的輸入信號基本上降低。因此驅(qū)動信號Sd2的占空比基本上降低并且輸入電流1140的平均數(shù)值降低。圖11的控制電路170具有兩個控制環(huán)。第一控制環(huán)控制輸出電流1140具有對應于基準信號Skef2的波形的波形。第二控制環(huán)通過放大基準信號Skef2被配置為基本上增加或者降低驅(qū)動信號Sd2的占空比以便控制輸出電壓Vout3。圖12示意帶有如在圖10中所示意的DC/DC轉(zhuǎn)換器140和如在圖8中所示意的逆變器120的轉(zhuǎn)換器，其中在DC/DC轉(zhuǎn)換器140中，作為可選地具有續(xù)流元件(諸如被并聯(lián)連接于此的二極管)的電子開關(guān)153實現(xiàn)整流器元件。續(xù)流元件被連接為使得即使當電子開關(guān)153處于關(guān)閉狀態(tài)中時，它也提供從感應元件152到第一輸出端子113的續(xù)流路徑。在以下中電子開關(guān)153將被稱作第二開關(guān)，而電子開關(guān)151將被稱作第一開關(guān)。根據(jù)一個實施例，作為帶有集成體二極管的MOSFET (未示出)實現(xiàn)整流器元件153。當作為η型MOSFET實現(xiàn)MOSFET時，MOSFET的源極端子被連接到感應元件152，而漏極端子被連接到輸出113。電子開關(guān)151也可以具有被并聯(lián)連接于此的續(xù)流元件諸如二極管。即使當電子開關(guān)151處于關(guān)閉狀態(tài)中時，續(xù)流元件也在第二和第一輸入端子112、111之間為感應元件152提供續(xù)流路徑?？梢宰鳛閹в屑审w二極管的MOSFET實現(xiàn)電子151，其中體二極管用作續(xù)流元件。應該指出，替代M0SFET，帶有內(nèi)部或者外部二極管的IGBT可以同樣地被用于帶有并聯(lián)續(xù)流元件的電子開關(guān)151、153。在某些實施例中，能夠作為同步整流器實現(xiàn)開關(guān)151、153。在于圖12中示意的實施例方面，DC/DC轉(zhuǎn)換器的端子111、112將被稱作轉(zhuǎn)換器的第一端子111、112，逆變器120的端子115、116將被稱作轉(zhuǎn)換器的第二端子，并且DC/DC轉(zhuǎn)換器140和逆變器120公共的端子113、114將被稱作第三端子。
在詳細地描述圖12的轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)和操作原理之前，簡要地總結(jié)了所述實現(xiàn)和操作原理。功率轉(zhuǎn)換器包括第一端子111、112、第二端子115、116和第三端子113、114。DC/DC轉(zhuǎn)換器140被連接在第一端子111、112和第三端子113、114之間，并且逆變器120被連接在第三端子113、114和第二端子115、116之間。第一控制電路270被配置為控制DC/DC轉(zhuǎn)換器140的操作，并且第二控制電路223被配置為控制逆變器120的操作。功率轉(zhuǎn)換器能夠被以DC/AC模式或者被以AC/DC模式操作，在DC/AC模式中從在第一端子111、112處的DC電壓Vl在第二端子115、116處提供AC電壓V2，在AC/DC模式中從在第二端子115、116處的AC電壓V2在第一端子111、112處提供DC電壓VI。在DC/AC模式中的第一控制電路270被配置為操作DC/DC轉(zhuǎn)換器140從而由DC/DC轉(zhuǎn)換器140提供給逆變器120的電流13依賴于基準信號Skef2，基準信號Skef2具有依賴于在第二端子115、116處的AC電壓V2的頻率的頻率。在AC/DC模式中，第一控制電路被配置為操作DC/DC轉(zhuǎn)換器140從而由DC/DC轉(zhuǎn)換器140從逆變器120接收的電流13依賴于基準信號Skef2，基準信號Skef2具有依賴于在第二端子115、116處的AC電壓V2的頻率的頻率。當圖12的轉(zhuǎn)換器作為DC/AC轉(zhuǎn)換器操作時，第一端子111、112是作為輸入電壓接收DC電壓Vl的輸入端子，并且第二端子115、116是作為輸出電壓提供AC電壓V2的輸出端子。在此情形中，在第一端子處的電流Il是輸入電流并且在第二端子115、116處的電流12是輸出電流。當作為DC/AC轉(zhuǎn)換器操作時圖12的轉(zhuǎn)換器的操作原理對應于在圖7中示意的轉(zhuǎn)換器的操作。根據(jù)這個操作原理，DC/DC轉(zhuǎn)換器作為升壓轉(zhuǎn)換器操作并且控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流13以具有由基準信號Skef2限定的信號波形，其中這個基準信號依賴于輸出電壓V2的信號波形。此外，DC/DC轉(zhuǎn)換器140控制它的是在第三端子113、114之間的電壓的輸出電壓以對應于給定的設(shè)定數(shù)值。DC/DC轉(zhuǎn)換器140的操作由控制電路270支配，該控制電路270包括兩個控制單元，即當轉(zhuǎn)換器作為DC/AC轉(zhuǎn)換器操作時控制DC/DC轉(zhuǎn)換器140的第一控制單元27(^和當轉(zhuǎn)換器作為AC/DC轉(zhuǎn)換器操作時控制DC/DC轉(zhuǎn)換器140的第二控制單元2702。例如，類似在圖11中示意的控制電路170地實現(xiàn)第一控制單元27(^。第一控制單元170接收代表用于控制輸出電流13的(平均)輸出電流的輸出電流信號Se2和代表用于控制這個電壓米取設(shè)定數(shù)值的、在第三端子113、114處的電壓V3的輸出電壓信號SV3。限定輸出電流13的信號波形的基準信號Skef2能夠如結(jié)合圖11解釋地在第一控制單元270i中產(chǎn)生，或者能夠被從外部基準信號產(chǎn)生電路(在圖12中未被示意)提供給第一控制單元27(^作為DC/AC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器操作將被稱作在DC/AC模式中的操作，而作為AC/DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器操作將被稱作在AC/DC模式中的操作。當轉(zhuǎn)換器處于DC/AC模式中時，DC/DC轉(zhuǎn)換器作為升壓轉(zhuǎn)換器操作。在這個操作模式中，第一開關(guān)151由第一控制單兀27(^提供的PWM驅(qū)動信號Sd2驅(qū)動。這個驅(qū)動信號Ske的占空比依賴于電流信號Sc2、基準信號Skef2和輸出電壓信號Sv3從而輸出電流13的波形對應于由基準信號Skef2限定的波形并且從而輸出電壓V3對應于給定的設(shè)定數(shù)值。在DC/AC模式中，第二開關(guān)用作每次第一開關(guān)151被關(guān)閉并且只要電流13從感應元件152流動到電容器130便在打開狀態(tài)中被驅(qū)動的整流器。例如，從在以下中將被稱作第一驅(qū)動信號的第一電子開關(guān)151的驅(qū)動信號Sd2推導第二開關(guān)153的驅(qū)動信號SD3。能夠如結(jié)合圖11解釋地產(chǎn)生第一驅(qū)動信號Sd2。根據(jù)一個實施例，每次第一驅(qū)動信號Sd2采取關(guān)閉第一開關(guān)的關(guān)閉電平，第二驅(qū)動信號Sd3均采取打開第二開關(guān)153的打開電平，而只要存在從感應元件152到電容器130的 正電流，第二驅(qū)動信號Sd3便保持打開電平。當DC/DC轉(zhuǎn)換器在CCM中操作從而當?shù)谝婚_關(guān)被關(guān)閉時電流13并不降低為零時，第二開關(guān)153被打開，直至第一開關(guān)151被再次打開。在此情形中，第二開關(guān)153被與第一開關(guān)互補地驅(qū)動。然而，當DC/DC轉(zhuǎn)換器在DCM中操作時，當?shù)谝婚_關(guān)151被關(guān)閉時，電流13降低為零。在此情形中，一旦電流已經(jīng)降低為零，第二開關(guān)153便被關(guān)閉以便防止電容器130被放電。根據(jù)一個實施例,在第一和第二開關(guān)151、153之一的關(guān)閉與第一和第二開關(guān)151、153之另一個的打開之間存在停滯時間。當轉(zhuǎn)換器作為DC/AC轉(zhuǎn)換器操作時。逆變器120如參考圖8解釋地操作并且從在第三端子113、114處的電壓V3產(chǎn)生AC輸出電壓V2。輸出電壓V2的信號波形由AC基準信
號SA。限定。逆變器120的操作由控制電路223支配，該控制電路223包括兩個控制單元，即當轉(zhuǎn)換器作為DC/AC轉(zhuǎn)換器操作時控制逆變器120的第一控制單元223i和當轉(zhuǎn)換器作為AC/DC轉(zhuǎn)換器操作時控制逆變器120的第二控制單元2232。例如，類似在圖11中示意的控制電路123地實現(xiàn)第一轉(zhuǎn)換器單元223p這個第一控制單元223i接收AC基準信號SAC。當圖12的轉(zhuǎn)換器作為AC/DC轉(zhuǎn)換器操作時，第一端子111、112是作為輸出電壓提供DC電壓Vl的輸出端子，并且第二端子115、116是作為輸入電壓接收AC電壓V2的輸入端子。在DC/DC轉(zhuǎn)換器140和逆變器120之間流動的電流13是DC/DC轉(zhuǎn)換器140的輸入電流，其中當轉(zhuǎn)換器作為AC/DC轉(zhuǎn)換器操作時，這個電流沿著與在圖12中指示的方向相反的方向流動。在AC/DC中，在第一端子111、112處的電流Il是沿著與在圖12中指示的方向相反的方向流動的轉(zhuǎn)換器的輸出電流。當在DC/AC模式中操作時圖12的轉(zhuǎn)換器的操作原理對應于在圖I中示意的轉(zhuǎn)換器的操作，其中逆變器120作為PFC操作并且DC/DC轉(zhuǎn)換器140作為降壓轉(zhuǎn)換器操作。根據(jù)這個操作原理，DC/DC轉(zhuǎn)換器140作為升壓轉(zhuǎn)換器操作并且控制DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電流13以具有由基準信號Skef2限定的信號波形，其中這個基準信號依賴于輸入電壓V2的信號波形?？蛇x地，DC/DC轉(zhuǎn)換器140控制它的是在第一端子111、112之間的電壓的輸出電壓Vl以對應于給定的設(shè)定數(shù)值。在AC/DC模式中的DC/DC轉(zhuǎn)換器140的操作由接收代表輸入電流13的輸入電流信號Sc^基準信號Skef2和可選地代表在第一端子111、112處的電壓Vl的輸出電流信號的第二控制單元2702支配。當DC/DC轉(zhuǎn)換器作為降壓轉(zhuǎn)換器操作時，第二開關(guān)153由第二控制單元2702提供的第二驅(qū)動信號Sd3以PWM方式驅(qū)動。這個第二驅(qū)動信號Sd3的占空比依賴于電流信號SC2、基準信號Skef2和輸出電壓信號Sv3從而輸入電流13的波形對應于由基準信號Skef2限定的波形，并且可選地從而輸出電壓Vl對應于給定的設(shè)定數(shù)值。能夠類似參考圖4和6解釋的驅(qū)動信號Sd地產(chǎn)生第二驅(qū)動信號SD3，從而第二控制單元2702可以基本上對應于參考這些圖4和6解釋的控制電路70。在AC/DC模式中，第一開關(guān)151用作每次第二開關(guān)153被關(guān)閉并且只要(正)輸出電流Il從感應元件152流動到輸出(由第一端子111、112代表)便在打開狀態(tài)中被驅(qū)動的續(xù)流元件。例如，從第二開關(guān)153的第二驅(qū)動信號Sd3推導第一開關(guān)151的第一驅(qū)動信號Sd2。 根據(jù)一個實施例，每次第二驅(qū)動信號Sd3采取關(guān)閉第二開關(guān)153的關(guān)閉電平，第一驅(qū)動信號Sd2均采取打開第一開關(guān)151的打開電平，而只要存在從感應元件152到輸出130的正電流II，第一驅(qū)動信號Sd2便保持打開電平。當DC/DC轉(zhuǎn)換器在CCM中操作從而當?shù)诙_關(guān)153被關(guān)閉時電流Il并不降低為零時，第一開關(guān)151被打開，直至第二開關(guān)153被再次打開。在此情形中，第一開關(guān)151被與第二開關(guān)153互補地驅(qū)動。然而，當DC/DC轉(zhuǎn)換器在DCM中操作時，當?shù)诙_關(guān)153被關(guān)閉時，電流Il降低為零。在此情形中，一旦電流已經(jīng)降低為零，第一開關(guān)151便被關(guān)閉。根據(jù)一個實施例，在第一和第二開關(guān)151、153之一的關(guān)閉與第一和第二開關(guān)151、153之另一個的打開之間存在停滯時間?？蛇x地，電容器141被連接在當轉(zhuǎn)換器在DC/AC模式中操作時用作輸入電容器并且當轉(zhuǎn)換器在AC/DC模式中操作時用作輸出電容器的第一端子111、112之間。在以下中解釋了當轉(zhuǎn)換器處于AC/DC模式中時逆變器120的操作原理。如從當轉(zhuǎn)換器處于AC/DC模式中時是輸入端子的第二端子115、116看到地，逆變器具有兩個升壓轉(zhuǎn)換器拓撲，即帶有第一扼流圈122i和第一半橋121pl212的第一升壓轉(zhuǎn)換器拓撲以及帶有第二扼流圈12 和第二半橋1213、1214的第二升壓轉(zhuǎn)換器拓撲。該逆變器的第二控制電路223i被配置為在輸入電壓V2的正半循環(huán)期間激活第一升壓轉(zhuǎn)換器拓撲，這意味著激活第一半橋121pl212，并且在輸入電壓的負半循環(huán)期間激活第二升壓轉(zhuǎn)換器拓撲，這意味著激活第二半橋121^121^第二控制單元2232可以包括兩個傳統(tǒng)的PFC控制電路22321、22322，其中一個PFC控制電路22321在第二拓撲停用時輸入電壓的正半循環(huán)期間控制第一升壓轉(zhuǎn)換器拓撲，而另一個PFC控制電路22322在第一拓撲停用時輸入電壓V2的負半循環(huán)期間控制第二升壓轉(zhuǎn)換器拓撲。當半橋或者升壓轉(zhuǎn)換器拓撲被激活時，半橋開關(guān)被以PWM方式打開和關(guān)閉，而當半橋或者升壓轉(zhuǎn)換器拓撲被停用時，半橋開關(guān)被關(guān)閉。將參考第一升壓轉(zhuǎn)換器拓撲的操作解釋作為PFC的逆變器120的操作。在這個拓撲中，半橋的第二開關(guān)1212由第一 PFC控制電路22321提供的PWM驅(qū)動信號S1212驅(qū)動從而輸入電流12與輸入電壓V2同相并且在第三端子113、114之間的電壓V3等于給定的設(shè)定數(shù)值。半橋的第一開關(guān)Ul1用作當?shù)诙_關(guān)1212關(guān)閉時并且只要電流流向電容器130便被打開的整流器?？蛇x地在這些開關(guān)121ρ12122—的關(guān)閉與這些開關(guān)121i、12122另一個的打開之間存在停滯時間。第二升壓拓撲的操作對應于第一拓撲的操作，其中在第二升壓拓撲中，第三開關(guān)1213由PWM驅(qū)動信號S1213驅(qū)動，而第四開關(guān)作為整流器操作。在圖12的轉(zhuǎn)換器在DC/AC模式中還是在AC/DC模式中操作依賴于由控制電路270、223接收的操作模式信號。這些控制電路270、223被配置為依賴于這個控制信號Sqp在DC/AC模式中或者在AC/DC模式中操作。操作模式信號可以采取兩個不同的信號電平，第一信號電平指不轉(zhuǎn)換器在DC/AC模式中操作，并且第二信號電平指不轉(zhuǎn)換器在AC/DC模式中操作。操作模式信號例如是能夠由使用者設(shè)定的外部信號。根據(jù)一個實施例，當操作模式信號Sw指示轉(zhuǎn)換器將在DC/AC模式中操作時，控制電路270、223的第一控制單元27(^、223i被激活并且第二控制單元2702、2232被停用。等效地，當操作模式信號Stff指示轉(zhuǎn)換器將在AC/DC模式中操作時，控制電路270、223的第二控制單元2702、2232被激活并且第一控制單元被停用。雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的各種示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下能夠作出將會實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點中的某些優(yōu)點的各·種改變和修改。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將明顯的是，執(zhí)行相同功能的其它構(gòu)件可以適當?shù)卮?。應該提到，即使在其中這并未予以明確提到的那些情形中，參考具體圖解釋的特征也可以與其它圖的特征組合。此外，可以或者以使用適當處理器指令的全部軟件實施方式或者以利用硬件邏輯和軟件邏輯的組合以實現(xiàn)相同結(jié)果的混合實施方式實現(xiàn)本發(fā)明的方法。所附權(quán)利要求旨在覆蓋對創(chuàng)造性概念的這種修改。為了易于說明使用了空間相對術(shù)語諸如“在下面”、“以下”、“更低”、“之上”、“更高”等以解釋一個元件相對于第二元件的定位。除了不同于在圖中描繪的那些定向的定向，這些術(shù)語旨在涵蓋裝置的不同定向。此外，術(shù)語諸如“第一”、“第二”等還被用于描述各種元件、區(qū)域、部分等，并且也并非旨在是限制性的。貫穿說明書，類似的術(shù)語指代類似的元件。如在這里所使用地，術(shù)語“具有”、“包含”、“包括”等是指示所陳述的元件或者特征的存在但是并不排除另外的元件或者特征的開放式術(shù)語。冠詞“一”、“一個”和“該”旨在包括復數(shù)以及單數(shù)，除非上下文清楚地另有指示。要理解在這里描述的各種實施例的特征可以被相互組合，除非具體地另有指出。雖然已經(jīng)在這里示意并且描述了具體實施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，各種可替代的和/或等價的實現(xiàn)可以替代所示出和描述的具體實施例。該申請旨在涵蓋在這里討論的具體實施例的任何適配或者變化。因此，本發(fā)明旨在僅由權(quán)利要求及其等價形式限制。
權(quán)利要求
1.一種功率轉(zhuǎn)換器，包括 包括輸入端子和用于提供AC輸出電壓的輸出端子的DC/AC轉(zhuǎn)換器；和包括用于接收DC輸入電壓的輸入端子和用于提供DC輸出電壓的輸出端子的DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述輸出端子被耦合到所述DC/AC轉(zhuǎn)換器的所述輸入端子，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器進一步包括被配置為控制依賴于基準信號的所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流的控制電路，所述基準信號具有依賴于所述AC輸出電壓的頻率的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述DC/DC轉(zhuǎn)換器進一步包括 被耦合到所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸入端子并且具有用于接收至少一個驅(qū)動信號的控制端子的開關(guān)布置；和 在所述開關(guān)布置和所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸出端子之間耦合的感應整流器布置；其中所述控制電路被配置為提供依賴于所述基準信號的所述開關(guān)布置的所述至少一個驅(qū)動信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述功率轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路包括 被配置為提供具有時鐘頻率的時鐘信號的振蕩器；被配置為提供依賴于所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流的輸出電流信號的電流評價單元；被配置為比較所述基準信號與所述輸出電流信號并且提供比較器信號的比較器；和邏輯電路，被配置為接收所述時鐘信號和所述比較器信號并且被配置為作為具有對應于所述時鐘頻率的頻率并且具有依賴于所述比較器信號的占空比的時鐘信號產(chǎn)生所述至少一個驅(qū)動信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路被配置為控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸出電流從而所述輸出電流的移動平均值依賴于所述基準信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述輸出電流的移動平均值與所述基準信號成比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述基準信號具有與所述AC輸出電壓的波形的平方成比例的波形。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述基準信號具有正弦平方波形并且其中所述基準信號的頻率是所述AC輸出電壓的頻率的兩倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路包括被耦合到功率因數(shù)校正器的輸入端子并且被配置為提供所述基準信號的基準信號發(fā)生器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路包括被配置為控制依賴于所述基準信號的所述輸出電流的第一控制環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述控制電路進一步包括一個或者多個另外的控制環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中作為升壓轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器。
12.—種功率轉(zhuǎn)換器，包括 第一端子、第二端子和第三端子； 在所述第一端子和所述第三端子之間連接的DC/DC轉(zhuǎn)換器； 在所述第三端子和所述第二端子之間連接的逆變器； 被配置為控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的操作的第一控制電路；被配置為控制所述逆變器的操作的第二控制電路； 其中所述功率轉(zhuǎn)換器被配置為在DC/AC模式中或者在AC/DC模式中操作，在所述DC/AC模式中從在所述第一端子處的DC電壓在所述第二端子處提供AC電壓，在所述AC/DC模式中從在所述第二端子處的AC電壓在所述第一端子處提供DC電壓； 其中處于所述DC/AC模式中的所述第一控制電路被配置為操作所述DC/DC轉(zhuǎn)換器從而由所述DC/DC轉(zhuǎn)換器提供給所述逆變器的電流依賴于基準信號，所述基準信號具有依賴于在所述第二端子處的AC電壓的頻率的頻率；并且 其中處于所述AC/DC模式中的所述第一控制電路被配置為操作所述DC/DC轉(zhuǎn)換器從而由所述DC/DC轉(zhuǎn)換器從所述逆變器接收的電流依賴于基準信號，所述基準信號具有依賴于在所述第二端子處的AC電壓的頻率的頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第一控制電路進一步在所述DC/AC模式中被配置為操作所述DC/DC轉(zhuǎn)換器從而在所述第三端子處的電壓對應于第一設(shè)定數(shù)值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第一控制電路進一步在所述AC/DC模式中被配置為操作所述DC/DC轉(zhuǎn)換器從而在所述第一端子處的電壓對應于第二設(shè)定數(shù)值。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第二控制電路在所述DC/AC模式中被配置為操作所述逆變器從而在所述第二端子處的AC電壓具有由所述控制電路接收的AC基準信號限定的頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第二控制電路在所述AC/DC模式中被配置為操作所述逆變器從而由所述逆變器提供給所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流至少近似與在所述第一端子處的AC電壓同相。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中處于所述AC/DC模式中的所述第二控制電路進一步被配置為操作所述逆變器從而在所述第三端子處的電壓對應于第三設(shè)定數(shù)值。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括 帶有被耦合到所述第一端子的感應元件和第一電子開關(guān)的串聯(lián)電路；和 帶有被耦合到所述第三端子的第二電子開關(guān)和所述第一電子開關(guān)的串聯(lián)電路， 其中所述第一控制電路被配置為控制第一和第二電子開關(guān)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述逆變器包括 包括被耦合到所述第三端子的第一輸出的第一半橋； 在所述第一輸出和所述第二端子之一之間耦合的第一感應元件； 包括被耦合到所述第三端子的第二輸出的第二半橋；和 在所述第二輸出和所述第二端子之另一個之間耦合的第二感應元件， 其中所述第二控制電路被配置為控制第一和第二半橋。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第二控制電路進一步在所述AC/DC模式中被配置為 在所述第二端子處的AC電壓的正半循環(huán)期間激活所述第一半橋并且停用所述第二半橋，并且 在所述第二端子處的AC電壓的負半循環(huán)期間激活所述第二半橋并且停用所述第一半橋。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，進一步包括在所述第三端子之間耦合的第一電容性元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率轉(zhuǎn)換器，進一步包括在所述第一端子之間耦合的第二電容性元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及功率轉(zhuǎn)換器電路。一種功率轉(zhuǎn)換器包括帶有輸入端子和輸出端子的DC/AC轉(zhuǎn)換器。一種DC/DC轉(zhuǎn)換器包括用于接收DC輸入電壓的輸入端子和用于提供DC輸出電壓的輸出端子。輸出端子被耦合到DC/AC轉(zhuǎn)換器的輸入端子。DC/DC轉(zhuǎn)換器還包括被配置為控制依賴于基準信號的DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流的控制電路?；鶞市盘柧哂幸蕾囉贏C輸出電壓的頻率的頻率。
文檔編號H02M1/42GK102916593SQ20121027477
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者A.卡萊蒂, A.皮杜蒂 申請人:英飛凌科技股份有限公司