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1. (WO2010115713) DC/DC CONVERTER
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Pub. No.: WO/2010/115713 International Application No.: PCT/EP2010/053869
Publication Date: 14.10.2010 International Filing Date: 25.03.2010
IPC:
H02M 3/142 (2006.01) ,H02M 3/139 (2006.01)
H ELECTRICITY
02
GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
M
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
3
Conversion of dc power input into dc power output
02
without intermediate conversion into ac
04
by static converters
10
using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
125
using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
135
using semiconductor devices only
137
with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
142
including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
H ELECTRICITY
02
GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
M
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
3
Conversion of dc power input into dc power output
02
without intermediate conversion into ac
04
by static converters
10
using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
125
using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
135
using semiconductor devices only
137
with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
139
with digital control
Applicants:
VETTERLI, Manuel [CH/CH]; CH (UsOnly)
ABB SCHWEIZ AG [CH/CH]; Brown Boveri Strasse 6 CH-5400 Baden, CH (AllExceptUS)
Inventors:
VETTERLI, Manuel; CH
Agent:
BERNER, Thomas; ABB Patent Attorney's c/o ABB Schweiz AG Intellectual Property CH-LC/IP Brown Boveri Strasse 6 CH-5400 Baden, CH
Priority Data:
09157481.407.04.2009EP
Title (EN) DC/DC CONVERTER
(FR) CONVERTISSEUR CC/CC
(DE) DC/DC-WANDLER
Abstract:
(EN) The invention relates to a multi-level resonance converter (1) comprising: a first input capacitor (2) and a second input capacitor (3) which is connected in series to the first and can be charged with an input voltage (Uin); an output capacitor (7) for providing an output voltage (Uout); an inductor (5) that forms a resonance circuit with the input capacitors (2, 3) and the output capacitor (7); a first power circuit breaker (4) connected to the first input capacitor (2) and to the inductor (5) and a second power circuit breaker (6) connected to the second input capacitor (3) and the output capacitor (7), wherein the power circuit breakers (4, 6) can be switched in order to alternately connect the respectively associated input capacitor (2, 3) to the output capacitor (7) via the inductor (5) such that a charge volume is transmitted to the output capacitor (7) during every switch cycle. A first recovery diode (8) is connected to the inductor (5) by the connection point of the first power circuit breaker (4), a second recovery diode (9) is connected to the output capacitor (7) by the connection point of the second power circuit breaker (6), the first recovery diode (8) is connected in series to the second recovery diode (9), the connection point of the first recovery diode (8) is connected to the second recovery diode (9) via a resonance capacitance (11) with the connection point of the first input capacitor (2) to the second input capacitor (3), and the power circuit breakers (4, 6) are designed as automatically deactivating semiconductor switches, particularly thyristors, which automatically interrupt the current flow when a holding current and/or a holding voltage threshold is no longer met.
(FR) La présente invention concerne un convertisseur à résonance à plusieurs niveaux (1) comportant : une première capacité d'entrée (2) et une seconde capacité d'entrée (3) montée en série avec la première, qui peuvent être chargées avec une tension d'entrée (Uin); - une capacité de sortie (7) fournissant une tension de sortie (Uout); - une inductance (5), qui forme un circuit de résonance avec les capacités d'entrée (2, 3) et la capacité de sortie (7); - un premier commutateur de puissance (4) relié à la première capacité d'entrée (2) et à l'inductance (5), et un second commutateur de puissance (6) relié à la seconde capacité d'entrée (3) et à la capacité de sortie (7), les commutateurs de puissance (4, 6) étant commutables afin de relier la capacité d'entrée (2, 3), associée au commutateur, en alternance à la capacité de sortie (7), par le biais de l'inductance (5), de sorte qu'une quantité de charge soit transmise dans la capacité de sortie (7) à chaque cycle de commutation. Une première diode de roue libre (8) est reliée au point de liaison entre le premier commutateur de puissance (4) et l'inductance (5); une seconde diode de roue libre (9) est reliée au point de liaison entre le second commutateur de puissance (6) et la capacité de sortie (7); la première diode de roue libre (8) est montée en série avec la seconde diode de roue libre (9); le point de liaison entre la première diode de roue libre (8) et la seconde diode de roue libre (9) est relié par une capacité de résonance (11) au point de liaison entre la première capacité d'entrée (2) et la seconde capacité d'entrée (3); et les commutateurs de puissance (4,6) sont conçus en tant que commutateurs semi-conducteurs se coupant automatiquement, en particulier des thyristors, qui interrompent automatiquement le flux du courant si un courant de blocage et/ou une tension de blocage ne sont pas atteints.
(DE) Die Erfindung betrifft einen Mehrpegel-Resonanzwandler (1) umfassend: eine erste Eingangskapazität (2) und eine in Serie zu der ersten geschalteten zweiten Eingangskapazität (3), die mit einer Eingangsspannung (Uin) aufladbar sind; - eine Ausgangskapazität (7) zum Bereitstellen einer Ausgangsspannung (Uout); - eine Induktivität (5), die mit den Eingangskapazitäten (2, 3) und der Ausgangskapazität (7) einen Resonanzkreis bildet; - ein erster mit der ersten Eingangskapazität (2) und mit der Induktivität (5) verbundener erster Leistungsschalter (4) und ein zweiter mit der zweiten Eingangskapazität (3) und der Ausgangskapazität (7) verbundener zweiter Leistungsschalter (6), wobei die Leistungsschalter (4, 6) schaltbar sind, um die jeweils zugehörige Eingangskapazität (2, 3) wechselweise über die Induktivität (5) mit der Ausgangskapazität (7) zu verbinden, so dass in jedem Schaltzyklus eine Ladungsmenge in die Ausgangskapazität (7) übertragen wird. Eine erste Freilaufdiode (8) ist mit dem Verbindungspunkt des ersten Leistungsschalters (4) mit der Induktivität (5) verbunden, eine zweite Freilaufdiode (9) ist mit dem Verbindungspunkt des zweiten Leistungsschalters (6) mit der Ausgangskapazität (7) verbunden, die erste Freilaufdiode (8) ist seriell mit der zweiten Freilaufdiode (9) verbunden, der Verbindungspunkt der ersten Freilaufdiode (8) ist mit der zweiten Freilaufdiode (9) über eine Resonanzkapazität (11) mit dem Verbindungspunkt der ersten Eingangskapazität (2) mit der zweiten Eingangskapazität (3) verbunden und die Leistungsschalter (4, 6) sind als selbsttätig abschaltende Halbleiterschalter, insbesondere Thyristoren, ausgebildet, die bei Unterschreiten eines Haltestroms und/oder einer Haltespannung den Stromfluss selbsttätig unterbrechen.
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Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PE, PG, PH, PL, PT, RO, RS, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
African Regional Intellectual Property Organization (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Office (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM)
European Patent Office (EPO) (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Publication Language: German (DE)
Filing Language: German (DE)