DE102011051783A1 - Method for defining electric potential of direct voltage intermediate circuit midpoint between lead lines of inverter of circuitry, involves actuating controllable switches of synchronous transducer under asymmetric loading of inverter - Google Patents

Method for defining electric potential of direct voltage intermediate circuit midpoint between lead lines of inverter of circuitry, involves actuating controllable switches of synchronous transducer under asymmetric loading of inverter Download PDF

Info

Publication number
DE102011051783A1
DE102011051783A1 DE102011051783A DE102011051783A DE102011051783A1 DE 102011051783 A1 DE102011051783 A1 DE 102011051783A1 DE 102011051783 A DE102011051783 A DE 102011051783A DE 102011051783 A DE102011051783 A DE 102011051783A DE 102011051783 A1 DE102011051783 A1 DE 102011051783A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inverter
battery
intermediate circuit
synchronous
circuit
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
DE102011051783A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Falk
Jens-Uwe Müller
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.)
SMA Solar Technology AG
Original Assignee
SMA Solar Technology AG
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 SMA Solar Technology AG filed Critical SMA Solar Technology AG
Priority to DE102011051783A priority Critical patent/DE102011051783A1/en
Publication of DE102011051783A1 publication Critical patent/DE102011051783A1/en
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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • 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
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • 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
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

The method involves controlling reference potential of synchronous transducer (10) by connecting two lead lines (4,5) of inverter (2) to midpoint (7) of direct voltage intermediate circuit (3). One of terminals (22,23) of battery (8) is attached to charge or discharge battery from intermediate circuit. One of two controllable switches (12,15) of transducer is closed, when battery is charged or discharged. The controllable switches are differently actuated under asymmetric loading of inverter so that desired electric potential of midpoint is kept in relation to lead lines. An independent claim is included for circuitry.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Definition des elektrischen Potentials eines Mittelpunkts eines geteilten Gleichspannungszwischenkreises zwischen zwei an eine Gleichstromquelle angeschlossenen gleichspannungsseitigen Anschlussleitungen eines Wechselrichters, wobei die beiden Anschlussleitungen über einen Batterieinverter an eine Batterie angeschlossen sind, um die Batterie wahlweise aus dem Gleichspannungszwischenkreis zu laden oder in den Gleichspannungszwischenkreis zu entladen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltung mit einem Wechselrichter, mit einer ungeteilten Batterie und mit einem geteilten, einen Mittelpunkt aufweisenden Gleichspannungszwischenkreis zwischen zwei an eine Gleichstromquelle anzuschließenden gleichspannungsseitigen Anschlussleitungen des Wechselrichters, wobei die beiden Anschlussleitungen über einen Batterieinverter mit einer Batterie verbunden sind, um die Batterie wahlweise aus dem Gleichspannungszwischenkreis zu laden oder in den Gleichspannungszwischenkreis zu entladen.The invention relates to a method for defining the electrical potential of a center of a shared DC intermediate circuit between two connected to a DC power source DC voltage side leads of an inverter, wherein the two connecting lines are connected via a battery inverter to a battery to charge the battery optionally from the DC link or discharge into the DC link. Furthermore, the invention relates to a circuit with an inverter, with an undivided battery and with a shared, centered DC link between two to be connected to a DC power source DC-side connection lines of the inverter, wherein the two connecting lines are connected via a battery inverter to a battery either to charge the battery from the DC voltage intermediate circuit or to discharge it into the DC voltage intermediate circuit.

Die Gleichstromquelle kann einen Gleichstromgenerator, insbesondere einen Photovoltaikgenerator aufweisen. Entsprechend kann der Wechselrichter ein spezieller Photovoltaikwechselrichter zum Beispiel mit Einrichtungen für das MPP-Tracking des angeschlossenen Photovoltaikgenerators ein. Wechselspannungsseitig ist der Wechselrichter zum Beispiel an ein Stromnetz, insbesondere ein Inselnetz, angeschlossen, um Verbrauchern über dieses Stromnetz elektrische Leistung zur Verfügung zu stellen und/oder um das Angebot elektrischer Leistung in dem Stromnetz zu stabilisieren.The DC power source may include a DC generator, in particular a photovoltaic generator. Accordingly, the inverter can a special photovoltaic inverter, for example, with facilities for the MPP tracking of the connected photovoltaic generator. On the AC side, the inverter is connected, for example, to a power grid, in particular a stand-alone grid, in order to make electrical power available to consumers via this power grid and / or to stabilize the supply of electrical power in the power grid.

Insbesondere dann, wenn ein Wechselrichter mit einem geteilten Gleichspannungszwischenkreis das Angebot elektrischer Leistung in einem Inselnetz zumindest im Wesentlichen allein bestimmt, können verschiedene Szenarien auftreten, in deren Folge sich das elektrische Potential des Mittelpunkts des Gleichspannungszwischenkreises gegenüber den beiden Anschlussleitungen des Wechselrichters erheblich aus der Mitte zwischen den Anschlussleitungen verschiebt, weil die Teile des Gleichspannungszwischenkreises auf beiden Seiten seines Mittelpunktes unterschiedlich belastet, d. h. die deren Kondensatoren unterschiedlich stark entladen werden. Zu diesen Szenarien zählen die Versorgung unidirektionaler Lasten, d. h. von Lasten, die elektrische Leistung immer nur während der positiven oder der negativen Halbwellen des Wechselstroms aufnehmen; das Zuschalten von Transformatoren und Schieflasten bei mehrphasigen Wechselrichtern bis hin zu einem Kurzschluss einer von mehreren Phasen.In particular, when an inverter with a shared DC intermediate circuit determines the supply of electrical power in an isolated network at least substantially different scenarios can occur, as a result, the electrical potential of the center of the DC intermediate circuit relative to the two leads of the inverter considerably from the middle between shifts the connection lines, because the parts of the DC intermediate circuit load differently on both sides of its center, d. H. the capacitors are discharged differently strong. These scenarios include the supply of unidirectional loads, i. H. of loads that only absorb electrical power during the positive or negative half cycles of the alternating current; the connection of transformers and unbalanced loads in multi-phase inverters to a short circuit of one of several phases.

Durch die Potentialverschiebung des Mittelpunkts des Gleichspannungszwischenkreises teilt sich die Spannung zwischen den Anschlussleitungen des Wechselrichters, d. h. die Zwischenkreisspannung nicht mehr gleichmäßig über die Teile, d. h. die einzelnen Kondensatoren des Gleichspannungszwischenkreises auf. Dies kann zu einer Überlastung des Kondensators führen, über den der größere Teil der Spannung zwischen den Anschlussleitungen abfällt. Derartige Potentialverschiebungen des Mittelpunkts des geteilten Gleichspannungszwischenkreises eines Wechselrichters sind daher unbedingt zu vermeiden.Due to the potential shift of the center of the DC intermediate circuit, the voltage between the connection lines of the inverter, d. H. the DC link voltage no longer evenly across the parts, d. H. the individual capacitors of the DC intermediate circuit. This can lead to an overload of the capacitor, over which the greater part of the voltage drops between the connection lines. Such potential shifts of the center of the divided DC voltage intermediate circuit of an inverter are therefore essential to avoid.

Bei dreiphasigen Wechselrichtern mit Verbindung eines Nullleiters zu dem Mittelpunkt ihres Gleichspannungszwischenkreises führt auch eine Nullkomponente eines abgegebenen Wechselstroms zu einer Verschiebung des elektrischen Potentials des Mittelpunkts.For three-phase inverters with connection of a neutral conductor to the center of their DC link, a zero component of an output alternating current leads to a shift of the electrical potential of the center.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der WO 2008/103696 A2 ist eine dreiphasige unterbrechungsfreie Stromversorgung bekannt, bei der neben AC/DC-Wandlern, die elektrische Leistung einspeisen, und DC/AC-Wandlern, die elektrische Leistung entnehmen, auch eine Batterie über einen Batterieinverter an Gleichspannungsbusse angeschlossen ist, um die Batterie wahlweise aus den Gleichspannungsbussen zu laden oder in die Gleichspannungsbusse zu entladen. Der Batterieinverter besteht aus zwei Synchronwandlern. Jeder Synchronwandler weist ein Schalterende mit einem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter mit antiparalleler Diode, ein Drosselende mit einer Drossel und einen dazwischen zu einem Bezugspotential führenden weiteren Halbleiterschalter mit antiparalleler Diode auf. Mit ihren Schalterenden sind die Synchronwandler jeweils an einen der Gleichspannungsbusse angeschlossen. Der weitere Schalter führt zu einem weiteren der Gleichspannungsbusse, und die beiden Anschlüsse der Batterie sind mit den beiden Drosselenden der beiden Synchronwandler verbunden. Dabei ist je zwischen den Drosselenden und einem auf Nullpotential liegenden Gleichspannungsbus ein Kondensator vorgesehen. Optional wird die Batterie dieser bekannten unterbrechungsfreien Stromversorgung geteilt, und ihr Mittelpunkt wird ebenfalls mit dem auf Nullpotential liegenden Gleichspannungsbus verbunden. Für diesen Fall wird angegeben, dass die Schalter der beiden Synchronwandler auch unabhängig voneinander angesteuert werden können. From the WO 2008/103696 A2 a three-phase uninterruptible power supply is known in which, in addition to AC / DC converters that feed electrical power, and DC / AC converters that draw electrical power, a battery is connected via a battery inverter to DC buses, to choose the battery from the To charge DC buses or to discharge into the DC buses. The battery inverter consists of two synchronous converters. Each synchronous converter has a switch end with a series-connected semiconductor switch with antiparallel diode, a choke end with a choke and a leading therefrom to a reference potential further semiconductor switch with anti-parallel diode. With their switch ends, the synchronous converters are each connected to one of the DC voltage buses. The other switch leads to another of the DC buses, and the two terminals of the battery are connected to the two throttle ends of the two synchronous converters. In each case, a capacitor is provided between the throttle ends and a voltage lying at zero potential DC. Optionally, the battery of this known uninterruptible power supply is shared, and its center is also connected to the zero potential DC bus. For this case, it is stated that the switches of the two synchronous converters can also be controlled independently of each other.

Aus der CA 2 722 263 A1 ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung bekannt, bei der eine ungeteilte Batterie über einen Batterieinverter an einen geteilten Gleichspannungszwischenkreis zwischen einem Gleichrichter und einem Wechselrichter angeschlossen ist. Dabei umfasst der Batterieinverter zwei Synchronwandler und verwirklicht die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 11. Auch hierbei weisen die Synchronwandler ein Schalterende, ein Drosselende und einen dazwischen zu dem Bezugspotential führenden weiteren Schalter auf, wobei die Schalter Halbleiterschalter mit antiparallelen Dioden sind. Die Schalterenden der Synchronwandler sind an die äußeren Leitungen des Gleichspannungszwischenkreises angeschlossen, dessen Mittelpunkt das Bezugspotential bildet. Zwischen die Schalterenden und das Bezugspotential ist jeweils ein Kondensator geschaltet. Die Drosseln an den Drosselenden der beiden Synchronwandler sind magnetisch miteinander gekoppelt. Zwischen den beiden an die Anschlüsse der ungeteilten Batterie angeschlossenen Drosselenden der beiden Synchronrichter ist ein weiterer geteilter Gleichspannungszwischenkreis ausgebildet, dessen Mittelpunkt an einen Nullleiter angeschlossen ist, der das Bezugspotential für Wechselstromfilter an der Eingangsseite des Gleichrichters und an der Ausgangsseite des Wechselrichters bildet. Die CA 2 722 263 A1 beschreibt, dass es jeweils drei Batterielademodi und drei Batterieentlademodi gibt. In dem Batterielademodus 2, in dem die beiden Anschlüsse der Batterie mit den beiden äußeren Leitungen des Gleichspannungszwischenkreises elektrisch leitend verbunden sind, werden beide Synchronwandler gleichzeitig angesteuert, während in den verbleibenden Batterielade- und -entlademodi nur jeweils eine Schalter einer der beiden Synchronwandler angesteuert und der Stromkreis jeweils über eine antiparallele Diode eines Schalters des anderen der beiden Synchronwandler geschlossen wird. Die beiden Batterielademodi 1 und 3, in denen die beiden Anschlüsse der Batterie mit jeweils einer der äußeren Leitungen des Gleichspannungszwischenkreises und dessen Mittelpunkt elektrisch leitend verbunden sind, werden dabei ebenso wie die entsprechenden beiden Batterieentlademodi 1 und 3 wechselweise ausgeführt. From the CA 2 722 263 A1 is an uninterruptible power supply known in which an undivided battery via a battery inverter a split DC link between a rectifier and an inverter is connected. In this case, the synchronous inverter comprises two synchronous converter and realizes the features of the preamble of independent claim 1 and the preamble of independent claim 11. Again, the synchronous converter, a switch end, a throttle end and a leading therebetween to the reference potential further switch, wherein the switch semiconductor switch with are anti-parallel diodes. The switch ends of the synchronous converter are connected to the outer lines of the DC voltage intermediate circuit whose center forms the reference potential. Between the switch ends and the reference potential, a capacitor is connected in each case. The throttles at the throttle ends of the two synchronous converters are magnetically coupled together. Between the two connected to the terminals of the undivided battery choke ends of the two synchronous rectifier another divided DC voltage intermediate circuit is formed whose center is connected to a neutral, which forms the reference potential for AC filters on the input side of the rectifier and on the output side of the inverter. CA 2 722 263 A1 describes that there are three battery charging modes and three battery discharging modes in each case. In the battery charging mode 2 in which the two terminals of the battery with the two outer lines of the DC voltage intermediate circuit are electrically connected, both synchronous converters are driven simultaneously, while in the remaining battery charging and discharge modes only one switch each one of the two synchronous converter driven and the circuit in each case via a antiparallel diode of a switch of the other of the two synchronous converter is closed. The two battery charging modes 1 and 3 , in which the two terminals of the battery are electrically connected to one of the outer lines of the DC voltage intermediate circuit and the center thereof, as well as the corresponding two Batterieentlademodi 1 and 3 alternately executed.

Ein unterschiedlicher Betrieb der beiden Synchronwandler wird dabei nicht erwähnt. Ebenso wenig findet das elektrische Potential des Mittelpunktes des Gleichspannungszwischenkreises zwischen dem Gleichrichter und dem Wechselrichter irgendeine Erwähnung.A different operation of the two synchronous converter is not mentioned. Neither does the electrical potential of the mid-point of the DC link between the rectifier and the inverter find any mention.

Aus der US 7.804,196 B2 ist eine einen zentralen geteilten Gleichspannungszwischenkreis aufweisende Stromversorgung für ein Brennstoffzellenfahrzeug bekannt. Aus dem Gleichspannungszwischenkreis wird ein Motor des Brennstoffzellenfahrzeugs über einen Wechselrichter gespeist. An den Gleichspannungszwischenkreis sind zwei Inverter angeschlossen, die jeweils je eine Reihenschaltung aus zwei Schaltern zwischen den beiden äußeren Leitern des Gleichspannungszwischenkreises und dessen Mittepunkt, zwei von den Mitten der Reihenschaltungen abgehende Anschlussleitungen, eine Drossel in einer der Anschlussleitungen und eine Pufferkapazität zwischen den Anschlussleitungen aufweisen. Über den einen dieser beiden Inverter ist ein Brennstoffzellengenerator als Stromquelle angeschlossen, um den Gleichspannungszwischenkreis aufzuladen. Über den anderen Inverter ist eine Batterie als Zwischenspeicher für elektrische Energie an den Gleichspannungszwischenkreis angebunden. Die Schalter der Inverter werden so angesteuert, dass sie wahlweise hochsetzen, tiefsetzen oder leiten. Dabei werden in jedem Inverters nur vorübergehend zwei Schalter angesteuert; ansonsten wird der Stromkreis durch einen aktiv angesteuerten Schalter durch eine antiparallele Diode eines anderen Schalters des jeweiligen Inverters geschlossen. Eine grundsätzlich unterschiedliche Ansteuerung der Schalter der beiden Reihenschaltungen jedes Inverters wird nicht erwähnt. Ebenso wenig findet das elektrische Potential des Mittelpunktes des Gleichspannungszwischenkreises zwischen dem Gleichrichter und dem Wechselrichter irgendeine Erwähnung.From the US 7,804,196 B2 For example, a power supply for a fuel cell vehicle having a central divided DC intermediate circuit is known. From the DC voltage intermediate circuit, an engine of the fuel cell vehicle is fed via an inverter. To the DC intermediate circuit, two inverters are connected, each having a series circuit of two switches between the two outer conductors of the DC intermediate circuit and its center point, two outgoing from the centers of the series connections connecting lines, a throttle in one of the connecting lines and a buffer capacity between the connecting lines. About the one of these two inverters, a fuel cell generator is connected as a power source to charge the DC link. About the other inverter, a battery is connected as a buffer for electrical energy to the DC link. The switches of the inverters are controlled in such a way that they can either be set up, set down or conduct. In this case, only two switches are activated temporarily in each inverter; otherwise the circuit is closed by an actively controlled switch by an antiparallel diode of another switch of the respective inverter. A fundamentally different activation of the switches of the two series circuits of each inverter is not mentioned. Neither does the electrical potential of the mid-point of the DC link between the rectifier and the inverter find any mention.

Aus der EP 1 298 781 A1 ist eine Stromrichterschaltungsanordnung zwischen einer Gleichstromquelle mit variabler Gleichspannung und einem geteilten Gleichspannungszwischenkreis mit zwei Kondensatoren bekannt. Dabei sind zwei Teilstromrichtersysteme vorgesehen, die gleichspannungsseitig jeweils nur an einem Anschluss der Gleichstromquelle und wechselspannungsseitig jeweils an einem der äußeren Anschlüsse des Gleichspannungszwischenkreises und dessen Mittelpunkt angeschlossen sind. Die beiden Teilstromrichtersysteme werden so betrieben, dass die Spannungen über den beiden Kondensatoren des Gleichspannungszwischenkreises gleich groß sind. Dies soll eine einfache Weiterverwendung der über den Gleichspannungszwischenkreis bereitgestellten elektrischen Leistung ermöglichen. Der Mittelpunkt des Gleichspannungszwischenkreises wird vorzugsweise geerdet, und jedes Teilstromrichtersystem wird aus n parallel geschalteten Zweigpaaren gebildet, wobei n größer gleich 3 ist, wobei jedes Zweigpaar aus zwei in Serie geschalteten Halbleiterschaltern mit antiparallelen Dioden aufgebaut ist und wobei jedes Zweigpaar über eine mit dem Verbindungspunkt der Halbleiterschalter verbundene Glättungsinduktivität mit dem jeweiligen Anschluss der Gleichstromquelle verbunden ist.From the EP 1 298 781 A1 For example, a power converter circuit arrangement is known between a DC-DC power source and a DC-shared DC bus having two capacitors. In this case, two partial converter systems are provided, which are connected on the DC side in each case only at one terminal of the DC power source and on the AC voltage side in each case at one of the outer terminals of the DC intermediate circuit and its center. The two partial converter systems are operated in such a way that the voltages across the two capacitors of the DC intermediate circuit are equal. This should allow easy reuse of the electrical power provided via the DC link. The mid-point of the DC link is preferably grounded, and each sub-converter system is formed of n parallel-connected pairs of branches, where n is greater than or equal to 3, with each pair of two series-connected semiconductor switches having anti-parallel diodes and each pair of arms connected to the junction of the Semiconductor switch connected smoothing inductance is connected to the respective terminal of the DC power source.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Definition des elektrischen Potentials eines Mittelpunkts eines geteilten Gleichspannungszwischenkreises gegenüber zwei Anschlussleitungen eines Wechselrichters und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Schaltung aufzuzeigen, die trotz hoher Leistungsfähigkeit mit geringem apparativen Aufwand verbunden sind.The invention is based on the object, a method for defining the electrical potential of a center of a divided DC voltage intermediate circuit with respect to two Connecting lines of an inverter and a circuit suitable for carrying out this method show that are connected despite high performance with little equipment.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Schaltung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 11 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche 2 bis 10 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des neuen Verfahrens, die abhängigen Patentansprüche 12 bis 22 bevorzugte Ausführungsformen der neuen Schaltung.The object of the invention is achieved by a method having the features of independent patent claim 1 and a circuit having the features of independent claim 11. The dependent claims 2 to 10 relate to preferred embodiments of the new method, the dependent claims 12 to 22 preferred embodiments of the new circuit.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Definition des elektrischen Potentials eines Mittelpunkts eines geteilten Gleichspannungszwischenkreises zwischen zwei an eine Gleichstromquelle angeschlossenen gleichspannungsseitigen Anschlussleitungen eines Wechselrichters, wobei jede der beiden Anschlussleitungen über einen Synchronwandler, der eine Drossel und zwei ansteuerbare Schalter aufweist und dessen Bezugspotential der Mittelpunkt des geteilten Gleichspannungszwischenkreises ist, an einen von zwei Anschlüssen einer ungeteilten Batterie angeschlossen ist, um die Batterie wahlweise aus dem Gleichspannungszwischenkreis oder einem seiner beiden Teile zu laden oder in den Gleichspannungszwischenkreis oder einen seiner beiden Teile zu entladen, wird beim Laden und Entladen der Batterie jeweils einer der beiden Schalter des einen Synchronwandlers zeitgleich mit einem der beiden Schalter des anderen der beiden Synchronwandler geschlossen und werden die einander entsprechenden Schalter der beiden Synchronwandler bei asymmetrischer Belastung des Wechselrichters derart unterschiedlich angesteuert, dass ein gewünschtes elektrisches Potential des Mittelpunkts des geteilten Gleichspannungszwischenkreises gegenüber den Anschlussleitungen eingehalten wird.In a method according to the invention for defining the electrical potential of a center of a shared DC intermediate circuit between two connected to a DC source DC voltage side leads of an inverter, each of the two connecting lines via a synchronous converter having a choke and two controllable switch and whose reference potential is the center of the divided DC intermediate circuit is connected to one of two terminals of an undivided battery to charge the battery either from the DC link or one of its two parts or to discharge into the DC link or one of its two parts, when charging and discharging the battery each one of the two Closed switch of a synchronous converter at the same time with one of the two switches of the other of the two synchronous converter and are the corresponding switch d he two synchronous converter in asymmetric load of the inverter so differently controlled that a desired electrical potential of the center of the divided DC voltage intermediate circuit is maintained compared to the connecting lines.

Bei einem an sich bekannten Batterieinverter aus zwei im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einem Bezugspotential aufgebauten Synchronwandlern ist es durch unterschiedliche Ansteuerung der einander entsprechenden Schalter der beiden Synchronwandler tatsächlich möglich, unterschiedliche Belastungen der beiden Teile eines Gleichspannungszwischenkreises eines Wechselrichters auf den beiden Seiten seines Mittelpunktes zu kompensieren, und zwar so, dass auch bei extremen Schieflasten das Potential des Mittelpunkts des Gleichspannungszwischenkreises nicht auswandert. Eine ausreichende Leistungsfähigkeit der beiden Synchronwandler für diese Aufgabe ist allein dadurch sichergestellt, dass sie den Wechselrichter im Batteriebetrieb mit elektrischer Leistung versorgen können. Trotz der ungeteilten Batterie, die nur über zwei Anschlüsse und beispielsweise über keinen definierten Mittelpunkt zwischen den Hälften ihrer Zellen verfügt, ist die unterschiedliche Ansteuerung der beiden Synchronwandler zum Ausgleich der Ladungen auf den Kondensatoren der beiden Teile des Gleichspannungszwischenkreises und insbesondere zum Ausgleich von relativen Ladungsveränderungen auf diesen beiden Kondensatoren unproblematisch. Anders gesagt bedarf es zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausschließlich einer anderen Ansteuerung eines von seinen Grundzügen bekannten Batterieinverters. In a known battery inverter of two synchronous converters constructed essentially mirror-symmetrically to a reference potential, it is actually possible to compensate different loads of the two parts of a DC intermediate circuit of an inverter on the two sides of its center by different activation of the corresponding switches of the two synchronous converters, and Although in such a way that even with extreme unbalanced loads, the potential of the center of the DC intermediate circuit does not emigrate. Sufficient performance of the two synchronous converters for this task is ensured only by the fact that they can supply the inverter with battery power with electrical power. Despite the undivided battery, which has only two connections and, for example, no defined center between the halves of their cells, the different control of the two synchronous converter to equalize the charges on the capacitors of the two parts of the DC intermediate circuit and in particular to compensate for relative charge changes these two capacitors unproblematic. In other words, implementation of the method according to the invention requires exclusively a different activation of a battery inverter known from its basic features.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jeweils ein Schalter des einen Synchronwandlers zeitgleich mit einem Schalter des anderen Synchronwandlers des Batterieinverters angesteuert, d.h. geschlossen. Dadurch fließt der Strom über den Batterieinverter immer durch geschlossene Schalter. Dies ist nicht nur mit geringeren Leitungsverlusten verbunden, als wenn der Stromkreis über antiparallele Dioden von Schaltern geschlossen würde. Vielmehr ist es bei fallender Ausgangsspannung der Batterie nur mit geschlossenen Schaltern möglich, einen gewünschten Strompfad durch den Batterieinverter eindeutig vorzugeben. Insbesondere kann sich bei dem neuen Verfahren die Stromflussrichtung durch die geschlossenen Schalter zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis oder einem seiner Teile einerseits und der Batterie andererseits einfach umkehren. So werden Spannungssprünge vermieden, die bei der Beteiligung von antiparallele Dioden an der Stromleitung unvermeidbar sind; und der Batterieinverter wird überhaupt in die Lage versetzt bei kleinen Spannungsunterschieden zwischen dem Gleichspannungszwischenkreis oder einem seiner Teile einerseits und der Batterie andererseits elektrische Leistung zu übertragen oder zumindest Spannungen zu puffern. In the method according to the invention, in each case one switch of the one synchronous converter is driven simultaneously with a switch of the other synchronous converter of the battery inverter, i. closed. As a result, the current always flows through the battery inverter through closed switches. This is not only associated with lower conduction losses than if the circuit were closed by switches across antiparallel diodes. Rather, it is possible with falling output voltage of the battery only with closed switches to specify a desired current path through the battery inverter clearly. In particular, in the new method, the current flow direction through the closed switch between the DC voltage intermediate circuit or one of its parts on the one hand and the battery on the other hand can simply reverse. Thus, voltage jumps are avoided, which are unavoidable in the participation of anti-parallel diodes on the power line; and the battery inverter is even able to transmit electrical power or at least buffer voltages for small voltage differences between the DC link or one of its parts on the one hand and the battery on the other.

Nur durch gleichzeitig Schließen je eines Schalters beider Synchronwandler können zudem die Drosseln der Synchronwandler aufgeladen werden, ohne dass Strom über den Batterieinverter fließt, und dann – je nach Orientierung der Synchronwandler – gezielt in die Batterie oder den Gleichspannungszwischenkreis bzw. einen seiner Teile entladen werden. Wenn die Orientierung der Synchronwandler bei dieser Hochsetzfunktion auf ein Aufladen aus der Batterie und eine Entladung in Richtung des Gleichspannungszwischenkreises abgestimmt ist, kann der Gleichspannungszwischenkreis auch dann noch aus der Batterie aufgeladen und/oder bezüglich des elektrischen Potentials seines Mittelpunkts fortlaufend eingestellt werden, wenn die Batteriespannung schon weit unter die halbe Zwischenkreisspannung abgefallen ist. Only by simultaneously closing each one switch of both synchronous converter, the chokes of the synchronous converter can also be charged without current flowing through the battery inverter, and then - depending on the orientation of the synchronous converter - specifically discharged into the battery or DC voltage intermediate circuit or one of its parts. If the orientation of the synchronous converter in this Hochsetzfunktion is tuned to a charging from the battery and a discharge in the direction of the DC link, the DC link can still be charged from the battery and / or adjusted continuously with respect to the electrical potential of its center when the battery voltage already far below half the DC link voltage has dropped.

Die erfindungsgemäße unterschiedliche Ansteuerung der einander entsprechenden Schalter der beiden Synchronwandler des Batterieinverters bezieht sich insbesondere darauf, dass der eine zu seinem Bezugspotential und damit zu dem Mittelpunkt des Gleichspannungszwischenkreises führende Schalter des einen Synchronwandlers zusammen mit dem anderen Schalter des anderen Synchronwandlers für anders lange Zeiträume, d. h. andere Pulsweiten, geschlossen wird als der andere Schalter des einen Synchronwandlers zusammen mit dem einen zu seinem Bezugspotential und damit ebenfalls zu dem Mittelpunkt des Gleichspannungszwischenkreises führenden Schalter des anderen Synchronwandlers. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der eine Teil des Gleichspannungszwischenkreises für andere Zeiträume an die Batterie oder die zuvor aufgeladenen Drosseln angeschlossen wird als der andere Teil. In Extremfällen wird nur ein Teil geladen oder entladen, nur der eine Teil geladen, während dazwischen die Aufladung der Batterie aus dem gesamten Gleichspannungszwischenkreis erfolgt, oder der eine Teil entladen und der andere Teil der ggf. unter Hochsetzen der Ausgangsspannung der Batterie aufgeladen. The different activation according to the invention of the mutually corresponding switches of the two synchronous converters of the battery inverter relates in particular to the fact that one of its reference potential and thus to the center of the DC intermediate circuit leading switch of a synchronous converter together with the other switch of the other synchronous converter for different periods of time, ie other pulse widths, is closed as the other switch of a synchronous converter together with the one to its reference potential and thus also leading to the midpoint of the DC intermediate circuit switch of the other synchronous converter. This is equivalent to connecting one part of the DC link for other periods to the battery or the previously charged chokes than the other part. In extreme cases, only a part is charged or discharged, only one part charged, while in between the charging of the battery from the entire DC intermediate circuit takes place, or unloaded a part and the other part of possibly charged with increasing the output voltage of the battery.

Da die beiden Synchronwandler typischerweise mit einer Frequenz angesteuert werden, die um ein Vielfaches höher als eine Frequenz eines von dem Wechselrichter ausgegebenen Wechselstroms ist, kann das neue Verfahren sehr schnell auf unterschiedliche Belastungen der Teile des Gleichspannungszwischenkreises des Wechselrichters reagieren, insbesondere auch auf intermittierende unsymmetrische Belastungen, wie sie beispielsweise durch unidirektionale Lasten auftreten können. Entsprechend wird dann die Ansteuerung der beiden Synchronwandler mit einer Frequenz variiert, die größer oder gleich groß wie die Frequenz des von dem Wechselrichter ausgegebenen Wechselstroms ist, um diese unsymmetrischen Lasten zu kompensieren.Since the two synchronous converters are typically driven at a frequency which is many times higher than a frequency of an alternating current output by the inverter, the new method can react very quickly to different loads on the parts of the DC intermediate circuit of the inverter, in particular also to intermittent unbalanced loads , as they can occur for example by unidirectional loads. Accordingly, the drive of the two synchronous converters is then varied at a frequency which is greater than or equal to the frequency of the alternating current output by the inverter in order to compensate for these unbalanced loads.

Bei dem neuen Verfahren kann zudem so schnell einerseits zwischen dem Laden und dem Entladen der Batterie und anderseits zwischen den Teilen des Gleichspannungszwischenkreises gewechselt werden, aus dem das Laden bzw. in den das Entladen der Batterie erfolg, wobei aus dem einen Teil des Gleichspannungszwischenkreises mehr Energie beim Laden entnommen werden kann, während ihm weniger Energie beim Entladen der Batterie zugeführt werden kann als dem anderen. Wenn der Batterie ein ausreichend großer Kondensator parallel geschaltet wird, nimmt die Batterie selbst dabei gar keine elektrische Leistung auf oder gibt sie ab, weil die zu ihr mit den Synchronwandlern geförderte elektrische Leistung bzw. die von ihr abgeförderte elektrische Leistung bereits im kurzfristigen Mittel null ist. In the new method can also be changed so fast on the one hand between the charging and discharging the battery and on the other hand between the parts of the DC intermediate circuit, from which the loading or in the discharge of the battery success, from the one part of the DC intermediate circuit more energy can be removed during loading, while it can be supplied with less energy when discharging the battery than the other. When the battery is connected in parallel with a sufficiently large capacitor, the battery itself does not absorb any electrical power or emits it because the electrical power delivered to it with the synchronous transducers or the electrical power dissipated by it is already zero in the short-term average ,

Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Frequenz zwischen dem Laden und dem Entladen der Batterie über die beiden Synchronwandler gewechselt werden, die größer oder gleich groß wie die Frequenz des von dem Wechselrichter ausgegebenen Wechselstroms ist, insbesondere 2n-mal so groß, wobei n die Anzahl der Phasen des Wechselstroms ist und n eine positive ganze Zahl, insbesondere 1, 2 oder 3, ist. Wenn alle Bauteile der elektrischen Schaltung hierauf abgestimmt sind, kann der Wechsel der Laderichtung im Extremfall mit jedem neuen Ansteuerpulssatz für die beiden Synchronwandler durchgeführt werden. In particular, in the method according to the invention can be changed with a frequency between charging and discharging the battery via the two synchronous converter, which is greater than or equal to the frequency of the output of the inverter AC, in particular 2n times as large, where n the Number of phases of the alternating current is and n is a positive integer, in particular 1, 2 or 3, is. If all components of the electric circuit are tuned to this, the change of the loading direction can be carried out in extreme cases with each new drive pulse set for the two synchronous converter.

Bei dem neuen Verfahren können die beiden Synchronwandler derart unterschiedlich angesteuert werden, dass das elektrische Potential des Mittelpunkts des geteilten Gleichspannungszwischenkreises beim Mittelwert des elektrischen Potentials der Anschlussleitungen gehalten wird. Es ist aber auch möglich, das elektrische Potential des Mittelpunkts bei einer vorgegebenen, aber nicht notwendigerweise konstanten Spannung gegenüber dem Mittelwert des elektrischen Potential der Anschlussleitungen zu halten. Hierdurch kann beispielsweise eine Nullkomponente eines von dem Wechselrichter ausgegebenen Wechselstroms kompensiert werden, wodurch die Kapazität der Kondensatoren des Gleichspannungszwischenkreises des Wechselrichters reduziert werden kann, da sie zumindest nicht mehr allein passiv in der Lage sein müssen, diese Nullkomponente zu puffern.In the new method, the two synchronous converters can be controlled differently in such a way that the electrical potential of the center point of the divided DC intermediate circuit is maintained at the mean value of the electrical potential of the connecting lines. But it is also possible to maintain the electrical potential of the center at a predetermined, but not necessarily constant voltage relative to the mean value of the electrical potential of the connection lines. As a result, for example, a zero component of an alternating current output by the inverter can be compensated, whereby the capacitance of the capacitors of the DC intermediate circuit of the inverter can be reduced, since they no longer need to be passively capable of buffering this zero component alone.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Mittelpunkt des geteilten Gleichspannungszwischenkreises geerdet sein. Dann ist sein elektrisches Potential zwar absolut gesehen fest. Dies hat aber keinen Einfluss auf die Lage des elektrischen Potentials des Mittelpunkts zwischen den Anschlussleitungen des Wechselrichters. Allerdings mag man bei einem geerdeten Mittelpunkt des geteilten Gleichspannungszwischenkreises auch davon sprechen, dass das erfindungsgemäße Verfahren die elektrischen Potentiale oder Spannungen der beiden Anschlussleitungen des Wechselrichters gegenüber Erde definiert.In the method according to the invention, the center point of the divided DC intermediate circuit can be earthed. Then his electric potential is absolutely fixed. However, this has no influence on the position of the electrical potential of the center between the connection lines of the inverter. However, in the case of a grounded center of the divided DC voltage intermediate circuit, it may also be said that the method according to the invention defines the electrical potentials or voltages of the two connecting lines of the inverter with respect to ground.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren angewendet, wenn die neben dem Batterieinverter an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossene Gleichstromquelle einen Gleichstromgenerator, insbesondere einen Photovoltaikgenerator aufweist. Denkbar sind auch andere Gleichstromquellen, die regenerative elektrische Energie liefern, wie beispielsweise Windkraftanlagen.The method according to the invention is preferably used when the DC power source connected to the DC intermediate circuit in addition to the battery inverter has a DC generator, in particular a photovoltaic generator. Also conceivable are other DC power sources that provide regenerative electrical energy, such as wind turbines.

Das neue Verfahren ist derart gut in der Lage, unsymmetrische Belastungen eines Gleichspannungszwischenkreises eines Wechselrichters auszugleichen, dass auch die Anforderungen erfüllt werden, wie sie bei einem an ein Inselnetz angeschlossenen Wechselrichter auftreten. Der Wechselrichter, dessen Gleichspannungszwischenkreis erfindungsgemäß stabilisiert wird, kann sogar der einzige Wechselrichter eines solchen Inselnetzes sein und alle Asymmetrien, wie sie in dem Inselnetz auftreten mögen, allein kompensieren.The new method is so well able to compensate unbalanced loads of DC voltage intermediate circuit of an inverter that also meets the requirements as they occur in an inverter connected to an isolated grid. The inverter, whose DC link is stabilized according to the invention, may even be the only inverter of such an island network and compensate for all asymmetries that may occur in the island grid alone.

Bei einer erfindungsgemäßen Schaltung mit einem Wechselrichter, mit einer ungeteilten Batterie und mit einem geteilten, einen Mittelpunkt aufweisenden Gleichspannungszwischenkreis zwischen zwei an eine Gleichstromquelle anzuschließenden gleichspannungsseitigen Anschlussleitungen des Wechselrichters, wobei jede der beiden Anschlussleitungen über einen Synchronwandler, der eine Drossel und zwei ansteuerbare Schalter aufweist und dessen Bezugspotential der Mittelpunkt des geteilten Gleichspannungszwischenkreises ist, an einen von zwei Anschlüssen der Batterie angeschlossen ist, um die Batterie wahlweise aus dem Gleichspannungszwischenkreis oder einem seiner beiden Teile zu laden oder in den Gleichspannungszwischenkreis oder einen seiner beiden Teile zu entladen, schließt eine Steuerung beim Laden und Entladen der Batterie jeweils einen der beiden Schalter des einen Synchronwandlers zeitgleich mit einem der beiden Schalter des anderen der beiden Synchronwandler und steuert die einander entsprechenden Schalter der beiden Synchronwandler bei asymmetrischer Belastung des Wechselrichters derart unterschiedlich an, dass ein gewünschtes elektrisches Potential des Mittelpunkts des geteilten Gleichspannungszwischenkreises gegenüber den Anschlussleitungen eingehalten wird.In a circuit according to the invention with an inverter, with an undivided battery and with a divided, centered having direct voltage intermediate circuit between two to be connected to a DC power source DC voltage side leads of the inverter, each of the two connecting lines via a synchronous converter having a throttle and two controllable switch and whose reference potential is the center of the divided DC link, connected to one of two terminals of the battery, to charge the battery either from the DC link or one of its two parts or to discharge into the DC link or one of its two parts, closes a load-charging control and discharging the battery each one of the two switches of a synchronous converter at the same time with one of the two switches of the other of the two synchronous converter and controls the one hand he corresponding switch of the two synchronous converter in asymmetric load of the inverter so different that a desired electrical potential of the center of the divided DC voltage intermediate circuit is maintained compared to the connecting lines.

Die Synchronwandler weisen jeweils ein Schalterende mit einem in Reihe geschalteten Schalter, ein Drosselende mit der in Reihe geschalteten Drossel und dazwischen eine Verzweigung zu dem weiteren, zu ihrem Bezugspotential führenden Schalter auf. Die Schalter sind typischerweise Halbleiterschalter mit antiparallelen Dioden, auch wenn diese antiparallelen Dioden nicht gezielt zur Stromleitung genutzt werden. The synchronous converters each have a switch end with a series-connected switch, a throttle end with the series-connected throttle and in between a branch to the other, leading to their reference potential switch. The switches are typically semiconductor switches with anti-parallel diodes, even though these anti-parallel diodes are not specifically used for power conduction.

Die Richtung, in der die Synchronwandler bei der erfindungsgemäßen Schaltung orientiert sind, hängt davon ab, ob eine Batteriespannung der Batterie im Normalfall kleiner oder größer als eine Zwischenkreisspannung des Gleichspannungszwischenkreises ist. Wenn die Batteriespannung im Normalfall kleiner als die Zwischenkreisspannung ist, werden die Synchronwandler jeweils mit ihren Schalterenden an die Anschlussleitungen des Wechselrichters angeschlossen. In diesem Fall kann den Synchronwandlern zwischen den Anschlussleitungen und den Anschlüssen der Batterie jeweils ein Kondensator parallel geschaltet sein, um die EMV-Eigenschaften der Schaltung zu verbessern.The direction in which the synchronous converters are oriented in the circuit according to the invention depends on whether a battery voltage of the battery is normally smaller or larger than an intermediate circuit voltage of the DC intermediate circuit. If the battery voltage is normally lower than the intermediate circuit voltage, the synchronous converters are each connected with their switch ends to the connection lines of the inverter. In this case, the synchronous converters between the connecting lines and the terminals of the battery can each be connected in parallel with a capacitor in order to improve the EMC properties of the circuit.

Wenn die Batteriespannung im Normalfall hingegen größer als die Zwischenkreisspannung ist, werden die Synchronwandler bei der erfindungsgemäßen Schaltung mit ihren Drosselenden an die Anschlussleitung des Wechselrichters angeschlossen. In contrast, if the battery voltage in the normal case is greater than the intermediate circuit voltage, the synchronous converter are connected in the inventive circuit with its throttle ends to the connecting line of the inverter.

Wenn das Drosselende der Synchronwandler an die Anschlussleitung angeschlossen ist, kann zwischen das Drosselende und das Bezugspotential der Synchronwandler ein Kondensator geschaltet sein. Ein solcher Kondensator kann unabhängig von der Orientierung der Synchronwandler jeweils zwischen das Schalterende und das das Bezugspotential geschaltet sein.When the throttle end of the synchronous converter is connected to the connecting line, a capacitor can be connected between the throttle end and the reference potential of the synchronous converter. Such a capacitor can be connected independently of the orientation of the synchronous converter between the switch end and the reference potential.

Ebenfalls unabhängig davon, welches Ende der Synchronwandler an die Anschlussleitungen angeschlossen ist, können die Drosseln der beiden Synchronwandler magnetisch gekoppelt sein. Hierdurch kann die Baugröße beider Drosseln reduziert werden, und auch die EMV-Eigenschaften können verbessert werden.Also regardless of which end of the synchronous converter is connected to the connecting lines, the reactors of the two synchronous converters can be magnetically coupled. As a result, the size of both reactors can be reduced, and also the EMC properties can be improved.

Wie bereits angedeutet wurde, kann bei der erfindungsgemäßen Schaltung der Batterie ein Kondensator parallel geschaltet sein. Geteilt ist die Batterie jedoch nicht. Sie weist insbesondere keinen definierten Potentialbezug zum Potential Erde auf.As already indicated, in the inventive circuit of the battery, a capacitor can be connected in parallel. However, the battery is not divided. In particular, it has no defined potential reference to the potential earth.

Ein Anschluss für die jeweilige Gleichstromquelle an den Gleichspannungszwischenkreis weist bei der erfindungsgemäßen Schaltung vorzugsweise einen DC/DC-Wandler auf. Insbesondere ist dieser DC/DC-Wandler ein Hochsetzsteller, um eine variable Gleichspannung beispielsweise eines Photovoltaikgenerators auf ein für den Gleichspannungszwischenkreis des Wechselrichters gewünschtes Niveau anzuheben. Wenn die Gleichstromquelle ein Photovoltaikgenerator ist, kann der Wechselrichter auch ein spezieller Photovoltaikwechselrichter zum Beispiel mit Einrichtungen zum MPP-Tracking sein.A connection for the respective DC power source to the DC voltage intermediate circuit preferably has a DC / DC converter in the circuit according to the invention. In particular, this DC / DC converter is a boost converter to raise a variable DC voltage, for example, a photovoltaic generator to a desired level for the DC voltage intermediate circuit of the inverter. If the DC source is a photovoltaic generator, the inverter may also be a special photovoltaic inverter, for example with MPP tracking devices.

Unabhängig von der Gleichstromquelle ist der Wechselrichter der erfindungsgemäßen Schaltung insbesondere ein dreiphasiger Wechselrichter.Regardless of the DC power source, the inverter of the circuit according to the invention is in particular a three-phase inverter.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile von allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Wirkverbindung mehrerer Bauteile – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively without the advantages of all the embodiments according to the invention having to be achieved. Further features are the drawings - in particular the illustrated operative connection of several components - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. The invention is explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings and described.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei Synchronwandler eines Batterieinverters mit ihren Drosselenden an gleichspannungsseitige Anschlussleitungen eines Wechselrichters angeschlossen sind. 1 shows a circuit according to the invention for carrying out the method according to the invention, wherein synchronous converter of a battery inverter are connected with their throttle ends to DC voltage side connecting leads of an inverter.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Synchronwandler des Batterieinverters mit ihren Schalterenden an die gleichspannungsseitigen Anschlussleitungen des Wechselrichters angeschlossen sind. 2 shows a circuit according to the invention for carrying out the method according to the invention, in which the synchronous converter of the battery inverter are connected with their switch ends to the DC voltage side connection lines of the inverter.

3 zeigt einen weiteren Anschluss mit einem Hochsetzsteller für eine Gleichstromquelle an einen Gleichspannungszwischenkreis des Wechselrichters bei einer erfindungsgemäßen Schaltung; und 3 shows a further connection with a boost converter for a DC power source to a DC voltage intermediate circuit of the inverter in a circuit according to the invention; and

4 zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Schaltung gemäß 2. 4 shows a modification of the inventive circuit according to 2 ,

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Die in 1 dargestellte Schaltung 1 umfasst einen Wechselrichter 2, der einen Gleichspannungszwischenkreis 3 aufweist. Der Gleichspannungszwischenkreis 3 zwischen Anschlussleitungen 4 und 5 des Wechselrichters ist geteilt. Jeder Teil weist mindestens einen Kondensator 6 auf. Die Kondensatoren 6 sind zwischen den Anschlussleitungen 4 und 5 in Reihe geschaltet. Normalerweise weist ein Mittelpunkt 7 zwischen den beiden Teilen des geteilten Gleichspannungszwischenkreises 3 ein elektrisches Potential in der Mitte zwischen den elektrischen Potentialen der Anschlussleitungen 4 und 5 auf. Durch eine asymmetrische Last auf der hier nicht näher dargestellten Wechselspannungsseite des Wechselrichters 2 kann es jedoch zu einer Verschiebung des elektrischen Potentials des Mittelpunkts 7 zu einer der beiden Anschlussleitungen 4 und 5 kommen. Dies hat zur Folge, dass der Kondensator zwischen dem Mittelpunkt 7 und der anderen Anschlussleitung 5 bzw. 4 mit einem höheren Anteil einer insgesamt zwischen den Anschlussleitungen 4 und 5 abfallenden Zwischenkreisspannung belastet wird. Im Extremfall hat dies zur Folge, dass die jeweils nur auf die halbe Zwischenkreisspannung ausgelegten Kondensatoren 6 überlastet werden.In the 1 illustrated circuit 1 includes an inverter 2 , which has a DC voltage intermediate circuit 3 having. The DC voltage intermediate circuit 3 between connecting cables 4 and 5 of the inverter is shared. Each part has at least one capacitor 6 on. The capacitors 6 are between the connecting cables 4 and 5 connected in series. Usually has a center point 7 between the two parts of the divided DC intermediate circuit 3 an electrical potential in the middle between the electrical potentials of the connecting cables 4 and 5 on. By an asymmetric load on the not shown here AC voltage side of the inverter 2 however, it may shift the electric potential of the center 7 to one of the two connection lines 4 and 5 come. As a result, the capacitor between the center 7 and the other connection line 5 respectively. 4 with a higher proportion of total between the connecting cables 4 and 5 sloping DC link voltage is loaded. In extreme cases, this has the consequence that each designed for only half the DC link voltage capacitors 6 be overloaded.

Neben einer hier nicht dargestellten, an über die Anschlussleitungen 4 und 5 angebundenen Gleichstromquelle zum kontinuierlichen Nachladen des Gleichspannungszwischenkreises 3 ist eine Batterie 8 über einen Batterieinverter 9 an den Gleichspannungszwischenkreis 3 angeschlossen. Der Batterieinverter 9 umfasst zwei im Wesentlichen spiegelsymmetrisch angeordnete Synchronwandler 10. Der Kernaufbau jedes Synchronwandlers 10 umfasst ein Schalterende 11 mit einem in Reihe geschalteten Schalter 12, ein Drosselende 13 mit einer in Reihe geschalteten Drossel 14 und eine dazwischen zu einem Bezugspotential des Synchronwandlers 10 abgehende Verzweigung mit einem in Reihe geschalteten Schalter 15. Die Schalter 12 und 15 sind jeweils als Halbleiterschalter mit antiparallelen Dioden 16 bzw. 17 ausgebildet. Die Orientierung der Halbleiterschalter 12 und 15 sowie der antiparallelen Dioden 16 und 17 ist bei den beiden Synchronwandlern 10 nicht spiegelsymmetrisch zu dem Bezugspotential, das hier von dem Mittelpunkt 7 des Gleichspannungszwischenkreises 3 gebildet wird. Gemäß 1 sind die Synchronwandler 10 jeweils mit ihren Drosselenden 13 an eine der Anschlussleitungen 4 und 5 angeschlossen. Dabei können, insbesondere wenn die Anschlussleitungen 18 bis 20, wie hier durch Punktierungen angedeutet ist, länger ausfallen, Kondensatoren 21 zwischen die Drosselenden 13 und das Bezugspotential des Mittelpunkts 7 geschaltet sein. Insbesondere wenn die Drosselenden 13 direkt an die Kondensatoren 6 angrenzen, können die Kondensatoren 21 jedoch entfallen. Die Batterie 8 ist hier mit ihren beiden Anschlüssen an die Schalterenden 11 der Synchronwandler 10 angeschlossen. Dabei ist parallel zu der Batterie 8 ein optionaler Kondensator 24 geschaltet. Weitere optionale Kondensatoren 25 sind zwischen die Schalterenden 11 und das Bezugspotential der Synchronwandler 10 geschaltet. Diese dienen dazu, die EMV-Eigenschaften der Schaltung 1 zu verbessern. Die Kapazitäten der Kondensatoren 25 sind dabei ebenso wie die Kapazitäten der Kondensatoren 21, falls vorhanden, deutlich kleiner als diejenigen der Kondensatoren 6 des Gleichspannungszwischenkreises 3. Die in 1 dargestellte Orientierung der Synchronwandler 10 mit ihren Schalterenden 11 und ihren Drosselenden 13 zwischen der Batterie 8 und dem Gleichspannungszwischenkreis 3 ist für den Fall vorgesehen, dass eine Batteriespannung der Batterie 8 im Normalfall größer als eine Zwischenkreisspannung des Gleichspannungszwischenkreises 3 ist, so dass die Synchronwandler beim Laden und Entladen der Batterie einfach die notwendige Spannungsanpassung vornehmen können.In addition to a not shown here, on via the connecting lines 4 and 5 connected DC power source for continuous recharging the DC link 3 is a battery 8th via a battery inverter 9 to the DC voltage intermediate circuit 3 connected. The battery inverter 9 comprises two substantially mirror-symmetrically arranged synchronous converter 10 , The core structure of each synchronous converter 10 includes a switch end 11 with a switch in series 12 , a choke end 13 with a series choke 14 and an intermediate therebetween to a reference potential of the synchronous converter 10 outgoing branch with a switch connected in series 15 , The switches 12 and 15 are each as a semiconductor switch with anti-parallel diodes 16 respectively. 17 educated. The orientation of the semiconductor switches 12 and 15 and the anti-parallel diodes 16 and 17 is at the two synchronous converters 10 not mirror symmetric to the reference potential, here from the center 7 of the DC intermediate circuit 3 is formed. According to 1 are the synchronous converters 10 each with their throttle ends 13 to one of the connection lines 4 and 5 connected. It can, especially if the connecting cables 18 to 20 , as indicated here by punctures, fail longer, capacitors 21 between the throttle ends 13 and the reference potential of the center 7 be switched. Especially when the throttle ends 13 directly to the capacitors 6 can adjoin the capacitors 21 however omitted. The battery 8th is here with its two connections to the switch ends 11 the synchronous converter 10 connected. It is parallel to the battery 8th an optional capacitor 24 connected. Further optional capacitors 25 are between the switch ends 11 and the reference potential of the synchronous converter 10 connected. These serve to improve the EMC characteristics of the circuit 1 to improve. The capacities of the capacitors 25 are the same as the capacities of the capacitors 21 , if present, significantly smaller than those of the capacitors 6 of the DC intermediate circuit 3 , In the 1 illustrated orientation of the synchronous converter 10 with their switch ends 11 and her choke ends 13 between the battery 8th and the DC link 3 is provided in the event that a battery voltage of the battery 8th normally greater than a DC link voltage of the DC intermediate circuit 3 so that the synchronous converters can easily make the necessary voltage adjustment when charging and discharging the battery.

Bei der in 2 gezeigten Schaltung 1 verhält es sich umgekehrt. Das heißt, hier sind die Synchronwandler 10 des Batterieinverters 9 mit ihren Drosselenden 13 an die Anschlüsse 22 und 23 der Batterie 8 angeschlossen, während ihre Schalterenden 11 an die Anschlussleitungen 4 und 5 angeschlossen sind. Kein Unterschied besteht dahingehend, dass das Bezugspotential der Synchronwandler 10 jeweils der Mittelpunkt 7 des Gleichspannungszwischenkreises 3 des Wechselrichters 2 zwischen den Anschlussleitungen 4 und 5 ist. Statt der Kondensatoren 25 zur Verbesserung der EMV-Eigenschaften der Schaltung 1, die in 1 zwischen die Batterie-seitigen Schalterenden der Synchronwandler 10 und das Bezugspotential geschaltet sind, sind in 2 aus demselben Grund Kondensatoren 26 parallel zu den Synchronwandlern 10 zwischen die Anschlussleitungen 4 und 5 und die Anschlüsse 22 und 23 geschaltet. At the in 2 shown circuit 1 it behaves the other way around. That means, here are the synchronous converters 10 of the battery inverter 9 with their throttle ends 13 to the connections 22 and 23 the battery 8th connected while their switch ends 11 to the connection lines 4 and 5 are connected. There is no difference in that the reference potential of the synchronous converter 10 each the center 7 of the DC intermediate circuit 3 of the inverter 2 between the connecting cables 4 and 5 is. Instead of the capacitors 25 to improve the EMC characteristics of the circuit 1 , in the 1 between the battery-side switch ends of the synchronous converter 10 and the reference potential are connected, are in 2 for the same reason capacitors 26 parallel to the synchronous converters 10 between the connecting cables 4 and 5 and the connections 22 and 23 connected.

Bis auf die Richtung zwischen der Batterie 8 und dem Gleichspannungszwischenkreis 3, in der die Spannung hochgesetzt (1) bzw. tiefgesetzt (2) wird, stimmt die grundsätzliche Funktion der Schaltungen 1 gemäß den 1 und 2 dahingehend überein, dass eine Steuerung 27 die einander entsprechenden Schalter 12 und 15 beider Synchronwandler 10 sowohl beim Laden der Batterie 8 aus dem Gleichspannungszwischenkreis 3 als auch beim Laden des Gleichspannungszwischenkreises 3 aus der Batterie 8 derart unterschiedlich ansteuert, dass das elektrische Potential des Mittelpunkts 7 auch dann in der Mitte zwischen den elektrischen Potentialen der Anschlussleitungen 4 und 5 gehalten wird, wenn eine asymmetrische Belastung des Wechselrichters 2 über mehrere seiner Phasen und/oder über Halbwellen unterschiedlichen Vorzeichens einer oder mehrerer seiner Phasen auftritt. Das heißt, der eine der Kondensatoren 6 wird beim Laden der Batterie 8 weniger entladen bzw. beim Entladen der Batterie stärker aufgeladen als der andere. Im Extremfall wird der Batterieinverter 9 in Bezug auf die Batterie 8 abwechselnd im Lade- und im Entladebetrieb betrieben, wobei in der Summe der geforderte Saldo erreicht wird, der auch null betragen kann. Eine solche Betriebsart des Batterieinverters 9 ist jedoch nur dann möglich und sinnvoll, wenn die gespeicherte Energie in den Kondensatoren 6 sehr viel größer ist als die gespeicherte Energie in den Drosseln 14 ist und wenn die Kondensatoren 25 bzw. 26 ebenfalls sehr klein gegenüber den Kondensatoren 6 sind. Weil der Fall, dass einer der Kondensatoren 6 zur Herstellung des Gleichgewichts geladen werden muss, während der andere zu entladen ist, in der Regel bei Schwachlast des Wechselrichters eintritt, kann dieser Fall dadurch beherrscht werden, dass in jedem Takt der Taktung der Synchronwandler 10 die Richtung des Stroms von bzw. zu der Batterie wechselt. Dafür müssen sich die Synchronwandler im Lückbetrieb befinden, der aber gerade bei Schwachlast auftritt. Zudem müssen die Kondensatoren 25 bzw. 26 so klein sein, dass die in Ihnen gespeicherte Energie viel kleiner ist als die in den Drosseln 14 gespeicherte Energie ist.Except for the direction between the battery 8th and the DC link 3 in which the voltage is raised ( 1 ) or subscripts ( 2 ), the basic function of the circuits is correct 1 according to the 1 and 2 to the effect that a control 27 the corresponding switches 12 and 15 both synchronous converter 10 both while charging the battery 8th from the DC voltage intermediate circuit 3 as well as when charging the DC intermediate circuit 3 from the battery 8th so different controls that the electrical potential of the center 7 even in the middle between the electrical potentials of the connecting cables 4 and 5 is held when an asymmetric load of the inverter 2 occurs over several of its phases and / or half-waves different sign of one or more of its phases. That is, one of the capacitors 6 will when charging the battery 8th less discharged or more charged when discharging the battery than the other. In extreme cases, the battery inverter 9 in terms of the battery 8th alternately operated in the loading and unloading operation, in the sum of the required balance is reached, which may also be zero. Such a mode of operation of the battery inverter 9 However, this is only possible and useful if the stored energy in the capacitors 6 much larger than the stored energy in the chokes 14 is and if the capacitors 25 respectively. 26 also very small compared to the capacitors 6 are. Because the case that one of the capacitors 6 To load the balance while the other is to be discharged, usually occurs at low load of the inverter, this case can be controlled by the fact that in each clock of the clocking of the synchronous converter 10 the direction of the current from or to the battery changes. For this purpose, the synchronous converters must be in the gap operation, but which occurs especially at low load. In addition, the capacitors must 25 respectively. 26 be so small that the energy stored in you is much smaller than that in the chokes 14 stored energy is.

Konkret können durch Ansteuern der Schalter der Synchronwandleer 10 in dem Batterieinverter 9 gemäß 1 oder 2 folgende Schaltzustände eingestellt werden:

  • (A) Durch Schließen des Schalters 12 des in der jeweiligen Figur oberen Synchronwandlers 10 und des Schalters 15 des in der jeweiligen Figur unteren Synchronwandlers 10 wird die Batterie 8 mit dem in der jeweiligen Figur oberen Kondensator 6 des Gleichspannungszwischenkreises verbunden. Solange die Ausgangsspannung der Batterie größer als die halbe Zwischenkreisspannung bzw. die Spannung über dem oberen Teil des Gleichspannungszwischenkreises 3 ist, fließt dann elektrische Ladung und damit elektrische Energie aus der Batterie 8 in den oberen Teil des Gleichspannungszwischenkreises 3.
  • (B) Durch Schließen des Schalters 12 des unteren Synchronwandlers 10 und des Schalters 15 des oberen Synchronwandlers 10 wird die Batterie 8 mit dem unteren Kondensator 6 verbunden und so bei gleichen Spannungsverhältnissen wie unter (A) geschildert der untere Teil des Gleichspannungszwischenkreises 3 geladen. Durch unterschiedlich lange Zeiträume, über die die Schaltzustände (A) und (B) eingestellt werden, können der obere und der untere Teil des Gleichspannungszwischenkreises 3 unterschiedlich stark aus der Batterie 8 geladen werden.
  • (C) Durch Schließen der Schalter 12 beider Synchronwandler 10 wird die Batterie 8 mit den Anschlussleitungen 4 und 5 des Gleichspannungszwischenkreises 3 verbunden. Solange die Ausgangsspannung der Batterie kleiner als die Zwischenkreisspannung ist, wird dann die Batterie 8 aus dem Gleichspannungszwischenkreis 3 geladen. Der Schaltzustand (C) kann abwechselnd mit einem der Schaltzustände (A) oder (B) eingestellt werden, um – beim Wechsel zwischen den Schaltzuständen (C) und (A) – effektiv nur den unteren Teil oder sogar den unteren Teil zugunsten des oberen Teils des Gleichspannungszwischenkreises zu entladen oder – beim Wechsel zwischen den Schaltzuständen (C) und (B) – effektiv nur den oberen Teil oder sogar den oberen Teil zugunsten des unteren Teils des Gleichspannungszwischenkreises 3 zu entladen.
  • (D) Durch Schließen der beiden Schalter 15 beider Synchronwandler 10 werden die Drosseln 14 beider Synchronwandler 10 von dem durch sie fließenden Strom magnetisch aufgeladen. Durch wechselweises Ansteuern der Schaltzustände (D) und (C) kann das Spannungsgefälle zwischen der Zwischenkreisspannung des Gleichspannungszwischenkreises 3 und der Ausgangsspannung der Batterie 8 bei dem Batterieinverter 9 gemäß 1 erhöht oder überhaupt erst in dieser Richtung eingestellt werden. Bei dem Batterieinverter 9 gemäß 2 kann durch Zwischenschalten des Schaltzustands (D) zwischen Zeiträume mit dem Schaltzustand (C) die Energieflussrichtung durch Hochsetzen der Ausgangsspannung der Batterie 8 zu dem Gleichspannungszwischenkreis 3 hin umgekehrt werden. Bei dem Batterieinverter 9 gemäß 2 ist aber insbesondere ein Wechseln zwischen den Zuständen (D) und (A) und/oder (B) möglich, wodurch die Ausgangsspannung der Batterie 8 auch dann, wenn die Batterie bereits weitgehend entladen ist, noch so weit hoch gesetzt wird, dass ein Aufladen eines Teils oder beider Teile des Gleichspannungszwischenkreises 3 möglich ist.
  • (E) Zwischen die Schaltzustände (A) bis (D) kann ein Schaltzustand eingeschoben werden, bei dem alle Schalter 12 und 15 beider Synchronwandler 10 geöffnet sind. Dieser Schaltzustand (E) kann zum Einstellen der gewünschten Übersetzungsverhältnisse des Batterieinverters 9 zwischen die anderen Schaltzustände (A) bis (D) zwischengeschaltet werden.
Specifically, by controlling the switch of Synchronwandleer 10 in the battery inverter 9 according to 1 or 2 the following switching states are set:
  • (A) By closing the switch 12 in the respective figure upper synchronous converter 10 and the switch 15 of the lower in the respective figure synchronous converter 10 becomes the battery 8th with the upper in the respective figure capacitor 6 connected to the DC intermediate circuit. As long as the output voltage of the battery is greater than half the DC link voltage or the voltage across the upper part of the DC intermediate circuit 3 is, then flows electrical charge and thus electrical energy from the battery 8th in the upper part of the DC intermediate circuit 3 ,
  • (B) By closing the switch 12 of the lower synchronous converter 10 and the switch 15 of the upper synchronous converter 10 becomes the battery 8th with the lower capacitor 6 connected and so at the same voltage conditions as under (A) described the lower part of the DC intermediate circuit 3 loaded. By different lengths of time over which the switching states (A) and (B) are set, the upper and the lower part of the DC intermediate circuit 3 different strong from the battery 8th getting charged.
  • (C) By closing the switch 12 both synchronous converter 10 becomes the battery 8th with the connecting cables 4 and 5 of the DC intermediate circuit 3 connected. As long as the output voltage of the battery is lower than the intermediate circuit voltage, then the battery 8th from the DC voltage intermediate circuit 3 loaded. The switching state (C) can be set alternately with one of the switching states (A) or (B) to - when switching between the switching states (C) and (A) - effectively only the lower part or even the lower part in favor of the upper part the DC intermediate circuit to discharge or - when switching between the switching states (C) and (B) - effectively only the upper part or even the upper part in favor of the lower part of the DC intermediate circuit 3 to unload.
  • (D) By closing the two switches 15 both synchronous converter 10 become the throttles 14 both synchronous converter 10 magnetically charged by the current flowing through it. By alternately controlling the switching states (D) and (C), the voltage gradient between the DC link voltage of the DC intermediate circuit 3 and the output voltage of the battery 8th at the battery inverter 9 according to 1 be increased or even set in this direction. At the battery inverter 9 according to 2 can by interposing the switching state (D) between periods with the switching state (C), the energy flow direction by increasing the output voltage of the battery 8th to the DC voltage intermediate circuit 3 be reversed. At the battery inverter 9 according to 2 but in particular a change between the states (D) and (A) and / or (B) is possible, whereby the output voltage of the battery 8th even if the battery is already largely discharged, is still set so high that charging a part or both parts of the DC intermediate circuit 3 is possible.
  • (E) Between the switching states (A) to (D), a switching state can be inserted, in which all switches 12 and 15 both synchronous converter 10 are open. This switching state (E) can be used to set the desired transmission ratios of the battery inverter 9 be interposed between the other switching states (A) to (D).

3 zeigt von dem Batterieinverter 9 gemäß 1 oder 2 nur die zugehörigen Anschlussleitungen 18 bis 20. Dargestellt ist hier, dass ein Anschluss 28 für die Gleichstromquelle 29 in Form eines Photovoltaikgenerators 30 einen Hochsetzsteller 31 aufweist, der eine Drossel 32 und einen Schalter 33 in üblicher Anordnung in der Anschlussleitung 4 bzw. zwischen den Anschlussleitungen 4 und 5 umfasst. Weiterhin ist ein Kondensator 34 zur Ausbildung eines Gleichspannungszwischenkreises 35 des Hochsetzstellers 31 vorgesehen. Der Hochsetzsteller 31 passt die von der Photovoltaikanlage 30 bereitgestellte Gleichspannung an das für den Gleichspannungszwischenkreis 3 gewünschte Spannungsniveau zwischen den Anschlussleitungen 4 und 5 an. Weiterhin ist in 3 dargestellt, dass der Wechselrichter 2 ein dreiphasiger Wechselrichter mit wechselspannungsseitigen Anschlüssen L1, L2, L3 und N ist, wobei zwischen diesen Anschlüssen ein Sinusfilter 36 mit Netzdrosseln 37 und Sinusfilterkondensatoren 38 ausgebildet ist. Der Nullleiter N ist direkt mit dem Mittelpunkt 7 des Gleichspannungszwischenkreises 3 verbunden. Die Anschlüsse L1, L2, L3 und N können insbesondere mit einem Inselnetz verbunden sein, das aus der Photovoltaikanlage 30 mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei die hier nicht dargestellte Batterie einen Puffer für elektrische Leistung darstellt und zugleich über den Batterieinverter 9 gemäß 1 oder 2 für ein definiertes elektrisches Potential des Mittelpunkts 7 über den Betrieb des Wechselrichters 2 hinweg gesorgt wird, d. h. unabhängig davon, ob die Batterie geladen oder entladen wird oder überhaupt kein effektiver Ladevorgang erfolgt. 3 shows from the battery inverter 9 according to 1 or 2 only the associated connecting cables 18 to 20 , Shown here is that a connection 28 for the DC power source 29 in the form of a photovoltaic generator 30 a boost converter 31 which has a throttle 32 and a switch 33 in the usual arrangement in the connecting cable 4 or between the connecting cables 4 and 5 includes. Furthermore, a capacitor 34 for the formation of a DC voltage intermediate circuit 35 of the boost converter 31 intended. The boost converter 31 fits the one from the photovoltaic system 30 provided DC voltage to that for the DC intermediate circuit 3 desired voltage level between the connection lines 4 and 5 at. Furthermore, in 3 shown that the inverter 2 a three-phase inverter with AC-side terminals L1, L2, L3 and N, with a sine filter between these terminals 36 with mains chokes 37 and sine filter capacitors 38 is trained. The neutral N is directly to the midpoint 7 of the DC intermediate circuit 3 connected. The terminals L1, L2, L3 and N may in particular be connected to a stand-alone network, which consists of the photovoltaic system 30 is supplied with electrical energy, wherein the battery, not shown here is a buffer for electrical power and at the same time on the battery inverter 9 according to 1 or 2 for a defined electrical potential of the center 7 about the operation of the inverter 2 regardless of whether the battery is being charged or discharged, or no effective charging is taking place at all.

4 skizziert eine Variante der Schaltung 1 gemäß 2, bei der alle optionalen Kondensatoren weggelassen sind. Dies sind noch mehr Kondensatoren als auf den ersten Blick ersichtlich, weil hier zwischen den Anschlussleitungen 4 und 5 neben den Kondensatoren 6 des Gleichspannungszwischenkreises 3 des Wechselrichters 2 auch noch zwei in 2 nicht dargestellte Kondensatoren 39 eines Spannungsteilers 40 dargestellt sind. Ein Mittelpunkt 41 der Kondensatoren 39 des Spannungsteilers 40 befindet sich, da die Kondensatoren 39 nicht unterschiedlich belastet werden, immer auf einem elektrischen Potential in der Mitte zwischen den elektrischen Potentialen der Anschlussleitungen 4 und 5. Hierdurch stellt er ein Vergleichspotential für die Steuerung 27 bereit. Dabei kann die Steuerung 27 das elektrische Potential des Mittelpunkts 7 des Gleichspannungszwischenkreises 3 zwischen den belasteten Kondensatoren 6 an das elektrische Potential des Mittelpunkts 41 angleichen, oder sie kann gezielt eine Spannungsdifferenz ΔU zwischen dem Mittelpunkt 41 und dem Mittelpunkt 7 hervorrufen. Dieses Verschieben des elektrischen Potentials des Mittelpunkts 7 gegenüber dem mittleren Potential der Anschlussleitungen 4 und 5 kann genutzt werden, um die mit einem Stromwandler 42 erfasste Nullkomponente des von dem Wechselrichter 2 abgegebenen dreiphasigen Wechselstroms, d. h. die über den hier mit Potential Erde PE verbundenen Nullleiter N fließende Stromkomponente zu kompensieren. Bei dieser Kompensation tritt eine Frequenz, mit der die Ansteuerung der Synchronwandler 10 variiert wird, auf, die mindestens das Dreifache der Frequenz des dreiphasigen Wechselstroms am Ausgang des Wechselrichters 2 beträgt, weil diese dreifache Frequenz einer Grundwelle der Nullkomponente des dreiphasigen Wechselstroms entspricht. Auf diese Weise kann die maximal nötige Zwischenkreisspannung des Gleichspannungszwischenkreises 3 des dreiphasigen Wechselrichters 2 reduziert werden. Die Kondensatoren 6 können dadurch jedoch nicht für eine kleinere Spannung ausgelegt werden, da die über ihnen abfallenden Teilspannungen mit der AC-Komponente für die Kompensation der Nullkomponente überlagert ist. Weiterhin ist in 4 eine magnetische Kopplung der beiden Drosseln 14 der beiden Synchronwandler 10 dargestellt. Diese magnetische Kopplung erlaubt eine kleinere Ausführung dieser Drosseln 14. 4 outlines a variant of the circuit 1 according to 2 with all optional capacitors omitted. These are even more capacitors than at first glance apparent, because here between the connecting cables 4 and 5 next to the capacitors 6 of the DC intermediate circuit 3 of the inverter 2 also two in 2 not shown capacitors 39 a voltage divider 40 are shown. A center 41 of the capacitors 39 of the voltage divider 40 is because the capacitors 39 are not differently loaded, always at an electrical potential in the middle between the electrical potentials of the connecting cables 4 and 5 , As a result, he provides a comparison potential for the controller 27 ready. In doing so, the controller 27 the electrical potential of the center 7 of the DC intermediate circuit 3 between the loaded capacitors 6 to the electrical potential of the center 41 adjust, or it can specifically a voltage difference .DELTA.U between the center 41 and the center 7 cause. This shifting of the electrical potential of the center 7 compared to the mean potential of the connecting cables 4 and 5 Can be used with a current transformer 42 detected zero component of the inverter 2 discharged three-phase alternating current, that is to compensate for the over the here connected to potential earth PE neutral conductor N flowing current component. In this compensation occurs a frequency with which the control of the synchronous converter 10 is varied to, at least, three times the frequency of the three-phase alternating current at the output of the inverter 2 is because this triple frequency corresponds to a fundamental wave of the zero component of the three-phase alternating current. In this way, the maximum required intermediate circuit voltage of the DC intermediate circuit 3 of the three-phase inverter 2 be reduced. The capacitors 6 However, this can not be designed for a smaller voltage, since the dropping over them partial voltages is superimposed with the AC component for the compensation of the zero component. Furthermore, in 4 a magnetic coupling of the two chokes 14 the two synchronous converters 10 shown. This magnetic coupling allows a smaller version of these chokes 14 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schaltung circuit
22
Wechselrichter inverter
33
Gleichspannungszwischenkreis Dc link
44
Anschlussleitung connecting cable
55
Anschlussleitung connecting cable
66
Kondensator capacitor
77
Mittelpunkt Focus
88th
Batterie battery
9 9
Batterieinverter battery inverter
1010
Synchronwandler synchronous converter
1111
Schalterende switch end
1212
Schalter switch
1313
Drosselende throttle end
1414
Drossel throttle
1515
Schalter switch
1616
Diode diode
1717
Diode diode
1818
Anschlussleitung connecting cable
1919
Anschlussleitung connecting cable
2020
Anschlussleitung connecting cable
2121
Kondensator capacitor
2222
Anschluss connection
2323
Anschluss connection
2424
Kondensator capacitor
2525
Kondensator capacitor
2626
Kondensator capacitor
2727
Steuerung control
2828
Anschluss connection
2929
Gleichstromquelle DC power source
3030
Photovoltaikanlage photovoltaic system
3131
Hochsetzsteller Boost converter
3232
Drossel throttle
3333
Schalter switch
3434
Kondensator capacitor
3535
Gleichspannungszwischenkreis Dc link
3636
Sinusfilter sine filter
3737
Netzdrossel Line reactor
3838
Sinusfilterkondensator Sinus filter capacitor
3939
Kondensator capacitor
4040
Potentialteiler potential divider
4141
Mittelpunkt Focus
4242
Stromwandler Power converter
NN
Nullleiter neutral
PEPE
Potential Erde Potential earth

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2008/103696 A2 [0006] WO 2008/103696 A2 [0006]
  • CA 2722263 A1 [0007] CA 2722263 A1 [0007]
  • US 7804196 B2 [0009] US 7804196 B2 [0009]
  • EP 1298781 A1 [0010] EP 1298781 A1 [0010]

Claims (22)

Verfahren zur Definition des elektrischen Potentials eines Mittelpunkts (7) eines geteilten Gleichspannungszwischenkreises (3) zwischen zwei an eine Gleichstromquelle (29) angeschlossenen gleichspannungsseitigen Anschlussleitungen (4, 5) eines Wechselrichters (2), wobei jede der beiden Anschlussleitungen (4, 5) über einen Synchronwandler (10), der eine Drossel (14) und zwei ansteuerbare Schalter (12, 15) aufweist und dessen Bezugspotential der Mittelpunkt (7) des geteilten Gleichspannungszwischenkreises (3) ist, an einen von zwei Anschlüssen (22, 23) einer ungeteilten Batterie (8) angeschlossen ist, um die Batterie (8) wahlweise aus dem Gleichspannungszwischenkreis (3) oder einem seiner beiden Teile zu laden oder in den Gleichspannungszwischenkreis (3) oder einen seiner beiden Teile zu entladen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Laden und Entladen der Batterie (8) jeweils einer der beiden Schalter (12, 15) des einen Synchronwandlers (10) zeitgleich mit einem der beiden Schalter (12, 15) des anderen der beiden Synchronwandler (10) geschlossen wird und die einander entsprechenden Schalter (12, 15) der beiden Synchronwandler (10) bei asymmetrischer Belastung des Wechselrichters (2) derart unterschiedlich angesteuert werden, dass ein gewünschtes elektrisches Potential des Mittelpunkts (7) des geteilten Gleichspannungszwischenkreises (3) gegenüber den Anschlussleitungen (4, 5) eingehalten wird. Method for defining the electrical potential of a center ( 7 ) of a divided DC voltage intermediate circuit ( 3 ) between two to a DC power source ( 29 ) connected DC-side connection lines ( 4 . 5 ) of an inverter ( 2 ), each of the two connecting lines ( 4 . 5 ) via a synchronous converter ( 10 ), which has a throttle ( 14 ) and two controllable switches ( 12 . 15 ) and whose reference potential is the midpoint ( 7 ) of the divided DC intermediate circuit ( 3 ) to one of two ports ( 22 . 23 ) of an undivided battery ( 8th ) is connected to the battery ( 8th ) optionally from the DC voltage intermediate circuit ( 3 ) or one of its two parts or in the DC voltage intermediate circuit ( 3 ) or one of its two parts, characterized in that when charging and discharging the battery ( 8th ) each one of the two switches ( 12 . 15 ) of a synchronous converter ( 10 ) at the same time as one of the two switches ( 12 . 15 ) of the other of the two synchronous converters ( 10 ) and the corresponding switches ( 12 . 15 ) of the two synchronous transducers ( 10 ) with asymmetrical loading of the inverter ( 2 ) are driven so differently that a desired electrical potential of the center ( 7 ) of the divided DC intermediate circuit ( 3 ) with respect to the connection lines ( 4 . 5 ) is complied with. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu dem Mittelpunkt (7) des Gleichspannungszwischenkreises (3) führender Schalter (15) des einen Synchronwandlers (10) zusammen mit einem anderen Schalter (12) des anderen Synchronwandlers (10) für anders lange Zeiträume geschlossen wird als ein anderer Schalter (12) des einen Synchronwandlers (10) zusammen mit einem zu dem Mittelpunkt (7) des Gleichspannungszwischenkreises (3) führenden Schalter (15) des anderen Synchronwandlers (10). Method according to claim 1, characterized in that one to the midpoint ( 7 ) of the DC intermediate circuit ( 3 ) leading switch ( 15 ) of a synchronous converter ( 10 ) together with another switch ( 12 ) of the other synchronous converter ( 10 ) is closed for different lengths of time than another switch ( 12 ) of a synchronous converter ( 10 ) together with one to the center ( 7 ) of the DC intermediate circuit ( 3 ) leading switch ( 15 ) of the other synchronous converter ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (12, 15) der beiden Synchronwandler (10) mit einer Frequenz angesteuert werden, die größer als oder gleichgroß wie eine Frequenz eines von dem Wechselrichter (2) ausgegebenen Wechselstroms ist. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the switches ( 12 . 15 ) of the two synchronous transducers ( 10 ) are driven at a frequency greater than or equal to a frequency of one of the inverters ( 2 ) is output AC power. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Frequenz zwischen dem Laden und dem Entladen der Batterie (8) gewechselt wird, die größer als oder gleichgroß wie die Frequenz des von dem Wechselrichter (2) ausgegebenen Wechselstroms ist. Method according to claim 3, characterized in that with a frequency between the charging and the discharging of the battery ( 8th ), which is greater than or equal to the frequency of the inverter ( 2 ) is output AC power. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (12, 15) der beiden Synchronwandler (10) derart unterschiedlich angesteuert werden, dass das elektrische Potential des Mittelpunkts (7) des geteilten Gleichspannungszwischenkreises (3) beim Mittelwert des elektrischen Potentials der Anschlussleitungen (4, 5) gehalten wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the switches ( 12 . 15 ) of the two synchronous transducers ( 10 ) are driven so differently that the electrical potential of the center ( 7 ) of the divided DC intermediate circuit ( 3 ) at the mean value of the electrical potential of the connection lines ( 4 . 5 ) is held. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (12, 15) der beiden Synchronwandler (10) derart unterschiedlich angesteuert werden, dass das elektrische Potential des Mittelpunkts (7) des geteilten Gleichspannungszwischenkreises (3) bei einer vorgegebenen Spannung gegenüber dem Mittelwert des elektrischen Potentials der Anschlussleitungen (4, 5) gehalten wird. Method according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the switches ( 12 . 15 ) of the two synchronous transducers ( 10 ) are driven so differently that the electrical potential of the center ( 7 ) of the divided DC intermediate circuit ( 3 ) at a predetermined voltage with respect to the mean value of the electrical potential of the connection lines ( 4 . 5 ) is held. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung durch eine Nullkomponente eines von dem Wechselrichter (2) ausgegebenen Wechselstroms vorgegeben wird. A method according to claim 6, characterized in that the voltage through a zero component of one of the inverter ( 2 ) specified AC current is specified. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleichstromquelle (29) ein Gleichstromgenerator, insbesondere ein Photovoltaikgenerator (30), an den Gleichspannungszwischenkreis (3) angeschlossen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as direct current source ( 29 ) a DC generator, in particular a photovoltaic generator ( 30 ), to the DC voltage intermediate circuit ( 3 ) is connected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromquelle (29) über einen DC/DC-Wandler, insbesondere einen Hochsetzsteller (31), an den Gleichspannungszwischenkreis (3) angeschlossen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the direct current source ( 29 ) via a DC / DC converter, in particular a boost converter ( 31 ), to the DC voltage intermediate circuit ( 3 ) is connected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (2) wechselspannungsseitig an ein Stromnetz, insbesondere ein Inselnetz, angeschlossen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the inverter ( 2 ) AC voltage side to a power grid, in particular a stand-alone network, is connected. Schaltung (1) mit einem Wechselrichter (2), mit einer ungeteilten Batterie (8) und mit einem geteilten, einen Mittelpunkt (7) aufweisenden Gleichspannungszwischenkreis (3) zwischen zwei an eine Gleichstromquelle (29) anzuschließenden gleichspannungsseitigen Anschlussleitungen (4, 5) des Wechselrichters (2), wobei jede der beiden Anschlussleitungen (4, 5) über einen Synchronwandler (10), der eine Drossel (14) und zwei ansteuerbare Schalter (12, 15) aufweist und dessen Bezugspotential der Mittelpunkt (7) des geteilten Gleichspannungszwischenkreises (3) ist, an einen von zwei Anschlüssen (22, 23) der Batterie (8) angeschlossen ist, um die Batterie (8) wahlweise aus dem Gleichspannungszwischenkreis (3) oder einem seiner beiden Teile zu laden oder in den Gleichspannungszwischenkreis (3) oder einen seiner beiden Teile zu entladen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (27) beim Laden und Entladen der Batterie (8) jeweils einen der beiden Schalter (12, 15) des einen Synchronwandlers zeitgleich mit einem der beiden Schalter (12, 15) des anderen der beiden Synchronwandler (10) schließt und die einander entsprechenden Schalter (12, 15) der beiden Synchronwandler (10) bei asymmetrischer Belastung des Wechselrichters (2) derart unterschiedlich ansteuert, dass ein gewünschtes elektrisches Potential des Mittelpunkts (7) des geteilten Gleichspannungszwischenkreises (3) gegenüber den Anschlussleitungen (4, 5) eingehalten wird. Circuit ( 1 ) with an inverter ( 2 ), with an undivided battery ( 8th ) and with a split, a midpoint ( 7 ) having DC voltage intermediate circuit ( 3 ) between two to a DC power source ( 29 ) to be connected DC-side connecting lines ( 4 . 5 ) of the inverter ( 2 ), each of the two connecting lines ( 4 . 5 ) via a synchronous converter ( 10 ), which has a throttle ( 14 ) and two controllable switches ( 12 . 15 ) and whose reference potential is the midpoint ( 7 ) of the divided DC intermediate circuit ( 3 ) to one of two ports ( 22 . 23 ) of the battery ( 8th ) is connected to the battery ( 8th ) optionally from the DC voltage intermediate circuit ( 3 ) or one of its two parts or in the DC voltage intermediate circuit ( 3 ) or one of its two parts, characterized in that a controller ( 27 ) when charging and discharging the battery ( 8th ) each one of the two switches ( 12 . 15 ) of a synchronous converter at the same time with one of the two switches ( 12 . 15 ) of the other of the two synchronous converters ( 10 ) and the corresponding switches ( 12 . 15 ) of the two synchronous transducers ( 10 ) with asymmetrical loading of the inverter ( 2 ) drives so differently that a desired electrical potential of the center ( 7 ) of the divided DC intermediate circuit ( 3 ) with respect to the connection lines ( 4 . 5 ) is complied with. Schaltung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronwandler (10) jeweils ein Schalterende (11) mit einem in Reihe geschalteten Schalter (12), ein Drosselende (13) mit der in Reihe geschalteten Drossel (14) und dazwischen eine Verzweigung zu dem weiteren, zu ihrem Bezugspotential führenden Schalter (15) aufweisen. Circuit ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the synchronous transducers ( 10 ) one end of each switch ( 11 ) with a series-connected switch ( 12 ), a throttle end ( 13 ) with the series choke ( 14 ) and between a branch to the other, leading to their reference potential switch ( 15 ) exhibit. Schaltung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitungen (4, 5) des Wechselrichters (2) jeweils an das Schalterende (11) des zugehörigen Synchronwandlers (10) angeschlossen sind, wenn eine Batteriespannung der Batterie (8) im Normalfall kleiner als eine Zwischenkreisspannung des Gleichspannungszwischenkreises (3) ist.Circuit ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the connection lines ( 4 . 5 ) of the inverter ( 2 ) each to the switch end ( 11 ) of the associated synchronous converter ( 10 ) are connected when a battery voltage of the battery ( 8th ) in the normal case smaller than a DC link voltage of the DC intermediate circuit ( 3 ). Schaltung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass den Synchronwandlern (10) zwischen den Anschlussleitungen (4, 5) und den Anschlüssen (22, 23) der Batterie (8) jeweils ein Kondensator (26) parallel geschaltet ist. Circuit ( 1 ) according to claim 13, characterized in that the synchronous transducers ( 10 ) between the connection lines ( 4 . 5 ) and the connections ( 22 . 23 ) of the battery ( 8th ) one capacitor each ( 26 ) is connected in parallel. Schaltung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitungen (4, 5) des Wechselrichters (2) jeweils an das Drosselende (13) des zugehörigen Synchronwandlers (10) angeschlossen sind, wenn eine Batteriespannung der Batterie (8) im Normalfall größer als eine Zwischenkreisspannung des Gleichspannungszwischenkreises (3) ist. Circuit ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the connection lines ( 4 . 5 ) of the inverter ( 2 ) each to the throttle end ( 13 ) of the associated synchronous converter ( 10 ) are connected when a battery voltage of the battery ( 8th ) normally greater than a DC link voltage of the DC intermediate circuit ( 3 ). Schaltung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das Drosselende (13) und das Bezugspotential der Synchronwandler (10) ein Kondensator (21) geschaltet ist. Circuit ( 1 ) according to claim 15, characterized in that between the throttle end ( 13 ) and the reference potential of the synchronous converter ( 10 ) a capacitor ( 21 ) is switched. Schaltung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das Schalterende (11) und das Bezugspotential jedes Synchronwandlers (10) ein Kondensator (25, 21) geschaltet ist. Circuit ( 1 ) according to one of claims 12 to 16, characterized in that between the switch end ( 11 ) and the reference potential of each synchronous converter ( 10 ) a capacitor ( 25 . 21 ) is switched. Schaltung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseln (14) der beiden Synchronwandler (10) magnetisch gekoppelt sind. Circuit ( 1 ) according to one of claims 11 to 17, characterized in that the throttles ( 14 ) of the two synchronous transducers ( 10 ) are magnetically coupled. Schaltung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterie (8) ein Kondensator (24) parallel geschaltet ist. Circuit ( 1 ) according to one of claims 11 to 18, characterized in that the battery ( 8th ) a capacitor ( 24 ) is connected in parallel. Schaltung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungszwischenkreis (3) einen Anschluss (28) mit einem DC/DC-Wandler, insbesondere einem Hochsetzsteller (31), für die Gleichstromquelle (29) aufweist.Circuit ( 1 ) according to one of the preceding claims 11 to 19, characterized in that the DC voltage intermediate circuit ( 3 ) a connection ( 28 ) with a DC / DC converter, in particular a boost converter ( 31 ), for the DC power source ( 29 ) having. Schaltung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (2) ein Photovoltaikwechselrichter mit MPP-Tracking ist.Circuit ( 1 ) according to one of claims 11 to 20, characterized in that the inverter ( 2 ) is a photovoltaic inverter with MPP tracking. Schaltung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (2) ein dreiphasiger Wechselrichter (2) ist. Circuit ( 1 ) according to one of claims 11 to 21, characterized in that the inverter ( 2 ) a three-phase inverter ( 2 ).
DE102011051783A 2011-07-12 2011-07-12 Method for defining electric potential of direct voltage intermediate circuit midpoint between lead lines of inverter of circuitry, involves actuating controllable switches of synchronous transducer under asymmetric loading of inverter Pending DE102011051783A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011051783A DE102011051783A1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Method for defining electric potential of direct voltage intermediate circuit midpoint between lead lines of inverter of circuitry, involves actuating controllable switches of synchronous transducer under asymmetric loading of inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011051783A DE102011051783A1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Method for defining electric potential of direct voltage intermediate circuit midpoint between lead lines of inverter of circuitry, involves actuating controllable switches of synchronous transducer under asymmetric loading of inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011051783A1 true DE102011051783A1 (en) 2013-01-17

Family

ID=47425350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011051783A Pending DE102011051783A1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Method for defining electric potential of direct voltage intermediate circuit midpoint between lead lines of inverter of circuitry, involves actuating controllable switches of synchronous transducer under asymmetric loading of inverter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011051783A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014117551A1 (en) 2014-11-28 2016-06-02 Sma Solar Technology Ag Multiple choke and power converter with a multiple choke

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1298781A1 (en) 2001-09-27 2003-04-02 ABB Schweiz AG Power converter device and method for adjusting a variable DC voltage
WO2008103696A2 (en) 2007-02-21 2008-08-28 American Power Conversion Corporation 3-phase high power ups
CA2722263A1 (en) 2009-03-05 2010-09-10 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Uninterruptible power supply apparatus
US7804196B2 (en) 2006-12-01 2010-09-28 Honda Motor Co., Ltd Multiple input/output power converter and fuel cell vehicle with same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1298781A1 (en) 2001-09-27 2003-04-02 ABB Schweiz AG Power converter device and method for adjusting a variable DC voltage
US7804196B2 (en) 2006-12-01 2010-09-28 Honda Motor Co., Ltd Multiple input/output power converter and fuel cell vehicle with same
WO2008103696A2 (en) 2007-02-21 2008-08-28 American Power Conversion Corporation 3-phase high power ups
CA2722263A1 (en) 2009-03-05 2010-09-10 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Uninterruptible power supply apparatus

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jonq-Chin Hwang; Ming-Hung Chen; Sheng-Nian Yeh; Application of Three-level Converters to Wind Power Systems with Permanent-magnet Synchronous Generators Industrial Electronics Society, 2007. IECON 2007. 33rd Annual Conference of the IEEE Publication Year: 2007 , Page(s): 1615 - 1620 *
Thounthong, P.; Sikkabut, S.; Sethakul, P.; Davat, B.; Model based-control of three-level boost converter for fuel cell applications Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 10th International Conference on 8-11 May 2011 Publication Year: 2011 , Page(s): 1 - 4
Thounthong, P.; Sikkabut, S.; Sethakul, P.; Davat, B.; Model based-control of three-level boost converter for fuel cell applications Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 10th International Conference on 8-11 May 2011 Publication Year: 2011 , Page(s): 1 - 4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014117551A1 (en) 2014-11-28 2016-06-02 Sma Solar Technology Ag Multiple choke and power converter with a multiple choke

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3024130B1 (en) DC/DC converter
DE102018106305B4 (en) AC charging of an intelligent battery
DE102011075927A1 (en) Multifunctional power converter circuit for switching switching-network into different switching states during e.g. charging high-volt battery in electric car, has inductor connected to terminal for providing voltage to another terminal
EP3562701A1 (en) Low-volt decoupling from a modular energy store converter system
DE102013212716A1 (en) Energy storage device with DC power supply circuit and method for providing a DC voltage from an energy storage device
DE102016123923A1 (en) loader
WO2013000522A1 (en) Capacitor arrangement for an intermediate circuit of a voltage transformer
EP2619874A2 (en) System for charging an energy store, and method for operating the charging system
DE102010062362A1 (en) High-speed charging station for charging battery of electric vehicle, has output-side converter with high output power, whose input and output terminals are connected to respective electrical energy storage device and electrical load
WO2013143805A2 (en) Battery system, motor vehicle having a battery system, and method for starting up a battery system
DE102011003859A1 (en) System for charging an energy storage and method for operating the charging system
EP2707245B1 (en) Power electronics apparatus and control method for an electric machine and for electrical energy stores
DE102012109420A1 (en) Inverter i.e. photovoltaic inverter, for obtaining electrical energy from e.g. wind power in power generation plant, has switching circuit additionally connected to alternator connection to charge battery with electrical energy of generator
DE102013214693A1 (en) Arrangement for compensation of reactive power and active power in a high-voltage network
DE102018120236A1 (en) Charging device with controllable intermediate circuit center voltage and drive system with such a charging device
DE102014212935A1 (en) Device for providing an electrical voltage with serial stack converter and drive arrangement
EP2451065A2 (en) Buck converter
DE102013005070A1 (en) Boost converter
EP3602762A1 (en) Inverter
DE102012206801A1 (en) Circuit for direct current charging station for charging battery of e.g. electric car, has power converter circuitry that performs voltage switching between direct voltages that rest against respective voltage terminals
DE102017130387A1 (en) Inverter device, arrangement with a plurality of such converter devices and method for operating a converter device
DE102020204336B4 (en) Vehicle-side high-voltage charging circuit and vehicle electrical system
DE102013111231A1 (en) Inverter with matching circuit for high variable DC input voltages and use of the matching circuit
DE102011051783A1 (en) Method for defining electric potential of direct voltage intermediate circuit midpoint between lead lines of inverter of circuitry, involves actuating controllable switches of synchronous transducer under asymmetric loading of inverter
WO2016180699A1 (en) On-board electrical system switching module, on-board electrical system assistance device and on-board electrical system branch

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication