DE102012109283A1 - Power converter of electrical machine used for feeding three-phase motor of motor vehicle, has electrical resistance that is provided in circuit portion at same time through decoupling element - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Leistungselektronik und betrifft einen Stromrichter zum Speisen einer elektrischen Maschine mit einer Betriebsspannung, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Stromrichters. The present invention is in the field of power electronics and relates to a power converter for feeding an electrical machine with an operating voltage, and a method for operating such a power converter.
Stand der Technik Vor dem Hintergrund schwindender fossiler Ressourcen werden moderne Kraftfahrzeuge zunehmend mit einem Elektro- oder Hybridantrieb ausgestattet. Im Hinblick auf die erforderliche Antriebskraft müssen Antriebsmaschinen von Kraftfahrzeugen mit einer im Vergleich zum Bordnetz erheblich höheren Betriebsspannung von beispielsweise 400 bis 900 Volt betrieben werden, die typischer Weise von Gleichstromquellen wie Akkumulatoren oder Brennstoffzellen bereitgestellt wird. In der Fahrzeugtechnik werden überwiegend Drehstrommotoren (permanent- oder fremderregte Asynchron- oder Synchronmotoren) eingesetzt, die von einem Wechselrichter gespeist werden. Durch den Wechselrichter können Drehrichtung und Drehzahl der Antriebsmaschine bedarfsgerecht an die jeweilige Fahrsituation angepasst werden.BACKGROUND OF THE INVENTION Against the background of dwindling fossil resources, modern motor vehicles are increasingly being equipped with an electric or hybrid drive. In view of the required driving force drive machines of motor vehicles must be operated with a considerably higher operating voltage of for example 400 to 900 volts compared to the electrical system, which is typically provided by DC sources such as batteries or fuel cells. In vehicle technology, predominantly three-phase motors (permanent or externally excited asynchronous or synchronous motors) are used, which are fed by an inverter. Due to the inverter, the direction of rotation and the speed of the drive machine can be adjusted as needed to the respective driving situation.
In einer typischen Bauweise verfügen Wechselrichter über einen Spannungszwischenkreis mit einem Ladungsspeicher zur Speisung einer Leistungseinheit, in der der Gleichstrom in Wechselstrom umgesetzt wird. Durch den Ladungsspeicher wird eine Spannungsstützung und -glättung für den Betrieb der Antriebsmaschine erreicht. Der grundsätzliche Aufbau eines Wechselrichters mit Spannungszwischenkreis ist dem Fachmann an sich bekannt und in der Patentliteratur bereits ausführlich beschrieben worden. Lediglich beispielhaft sei in diesem Zusammenhang auf die deutsche Patentschrift
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, herkömmliche Stromrichter so weiterzubilden, dass unterschiedliche Funktionen des Stromrichters, welche im Zusammenhang mit dem Spannungszwischenkreis stehen, in sehr kompakter und wenig komplexer Art und Weise sowie mit geringer Fehleranfälligkeit realisierbar sind. Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch einen Stromrichter und ein Verfahren zum Betreiben eines Stromrichters mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.The object of the present invention is to develop conventional power converters so that different functions of the power converter, which are related to the voltage intermediate circuit, in a very compact and less complex manner and with low error rate can be realized. These and other objects are achieved according to the proposal of the invention by a power converter and a method for operating a power converter with the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are indicated by the features of the subclaims.
Wie hier und im Weiteren verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Stromrichter" auf an sich bekannte Vorrichtungen zur Wandlung von elektrischer Energie. Stromrichter in diesem Sinne sind insbesondere ein- oder mehrphasige Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler (DC/AC-Wandler) bzw. Wechselrichter, beispielsweise 3-Phasen-Wechselrichter. As used herein and hereinafter, the term "power converter" refers to devices known per se for the conversion of electrical energy. Converters in this sense are in particular single-phase or multi-phase DC / AC converters (DC / AC converters) or inverters, for example 3-phase inverters.
Der erfindungsgemäße Stromrichter dient zum Speisen einer elektrischen Maschine mit einer Betriebsspannung. Wie üblich umfasst der Stromrichter eine durch eine Steuerschaltung ansteuerbare Leistungseinheit zum Umwandeln von elektrischer Energie, welche insbesondere der Erzeugung von einer oder mehreren Wechselstromphasen aus Gleichstrom dient. Durch einen Spannungszwischenkreis mit einem Ladungsspeicher kann eine Zwischenkreisspannung für die Leistungseinheit bereit gestellt werden.The power converter according to the invention is used to power an electrical machine with an operating voltage. As usual, the power converter comprises a power unit, which can be controlled by a control circuit, for converting electrical energy, which in particular serves to generate one or more alternating current phases from direct current. By means of a voltage intermediate circuit with a charge storage device, an intermediate circuit voltage for the power unit can be provided.
Der Stromrichter umfasst zu diesem Zweck beispielsweise eine Brückenschaltung mit einer oder mehreren Halbbrücken, in denen jeweils zwei Leistungsschalter mit ihren Laststrompfaden in Serienschaltung angeordnet sind. Hierbei ist ein erster Leistungsschalter ("TOP-Schalter") mit seinem Laststromeingang an ein oberes bzw. höheres Potential (DC+) des Spannungszwischenkreises und ein zweiter Leistungsschalter ("BOT-Schalter") mit seinem Laststromausgang an ein unteres bzw. niedrigeres Potential (DC–) des Spannungszwischenkreises angeschlossen. Ein Mittelabgriff zwischen TOP- und BOT-Schalter bildet einen Lastausgang der Halbbrücke zur Verbindung der Wechselstromphase mit einer elektrischen Last. Solche Leistungsschalter sind typischer Weise zum Leiten von elektrischen Strömen von mehreren hundert Ampere und Sperren von Spannungen bis ca. 1000 Volt ausgelegt. In der Praxis werden hierfür meist Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IBGT) oder Feldeffekttransistoren (FET), insbesondere Metalloxid-Feldeffekttransistoren (MOSFET), eingesetzt. The power converter includes for this purpose, for example, a bridge circuit with one or more half-bridges, in each of which two power switches are arranged with their load current paths in series. Here, a first power switch ("TOP switch") with its load current input to an upper or higher potential (DC +) of the voltage intermediate circuit and a second power switch ("BOT switch") with its load current output to a lower or lower potential (DC -) connected to the voltage intermediate circuit. A center tap between the TOP and BOT switches forms a load output of the half-bridge for connecting the AC phase to an electrical load. Such circuit breakers are typically designed to carry electrical currents of several hundred amps and block voltages up to about 1000 volts. In practice, bipolar transistors with insulated gate electrode (IBGT) or field effect transistors (FET), in particular metal oxide field effect transistors (MOSFET), are usually used for this purpose.
Die Steuerschaltung zur Ansteuerung der Leistungsschalter ist in einen primärseitigen Schaltungsteil und einen sekundärseitigen Schaltungsteil unterteilt, wobei der primärseitige Schaltungsteil (Niedervoltseite) und der sekundärseitige Schaltungsteil (Hochvoltseite) durch wenigstens eine galvanisch trennende Übertragungseinrichtung galvanisch getrennt, aber datentechnisch miteinander verbunden sind. Der primärseitige Schaltungsteil umfasst einen Steuerlogikbaustein zum Erzeugen von Steuersignalen zur Ansteuerung der Leistungsschalter. Wie üblich werden die Steuersignale im sekundärseitigen Schaltungsteil durch Treiberschaltungen in Steuerspannungen zum Ein- oder Ausschalten der Leistungsschalter umgesetzt.The control circuit for driving the power switch is divided into a primary-side circuit part and a secondary-side circuit part, wherein the primary-side circuit part (low-voltage side) and the secondary-side circuit part (high-voltage side) are electrically isolated by at least one galvanically isolating transmission device, but data-technically connected to each other. The primary-side circuit part comprises a control logic module for generating control signals for driving the power switches. As usual, the control signals in the secondary-side circuit part are converted by driver circuits into control voltages for switching the power switches on or off.
Erfindungsgemäß weist der Stromrichter eine Zusatzschaltung auf, welche einen an Spannungszwischenkreis angeschlossenen Spannungsteiler (Widerstandskette) mit wenigstens zwei Ohmschen Widerständen umfasst. Durch den Spannungsteiler sind die beiden Zwischenkreisleitungen des Spannungszwischenkreises kurzgeschlossen. According to the invention, the power converter has an additional circuit which comprises a voltage divider (resistance chain) connected to voltage intermediate circuit with at least two ohmic resistors. By the Voltage dividers are shorted to the two DC link lines of the voltage intermediate circuit.
Zudem umfasst die Zusatzschaltung einen ersten Spannungsabgriff am Spannungsteiler zum Abgreifen einer ersten Teilspannung von der Zwischenkreisspannung, wobei der erste Spannungsabgriff mit einem Schaltungsteil mit einem Funktionselement zum Ausführen einer Funktion elektrisch verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Zusatzschaltung mindestens einen zweiten Spannungsabgriff am Spannungsteiler uum Abgreifen einer zweiten Teilspannung von der Zwischenkreisspannung, wobei der zweite Spannungsabgriff mit mindestens einem weiteren Schaltungsteil mit einem weiteren Funktionselement zum Ausführen einer weiteren Funktion elektrisch verbunden ist. Der erste Spannungsabgriff und der zweite Spannungsabgriff können als gemeinsamer Spannungsabgriff ausgeführt sein. Vorzugsweise ist der zweite Spannungsabgriff verschieden vom ersten Spannungsabgriff, wobei durch den zweiten Spannungsabgriff eine zweite Teilspannung von der Zwischenkreisspannung abgegriffen wird, welche von der vom ersten Spannungsabgriff abgegriffenen ersten Teilspannung verschieden ist. Die Funktionen der Funktionselemente sind voneinander verschieden. In addition, the additional circuit comprises a first voltage tap on the voltage divider for tapping a first partial voltage from the intermediate circuit voltage, wherein the first voltage tap is electrically connected to a circuit part having a functional element for performing a function. Furthermore, the additional circuit comprises at least one second voltage tap on the voltage divider for tapping a second partial voltage from the intermediate circuit voltage, wherein the second voltage tap is electrically connected to at least one further circuit part with a further functional element for performing a further function. The first voltage tap and the second voltage tap can be designed as a common voltage tap. Preferably, the second voltage tap is different from the first voltage tap, wherein the second voltage tap taps off a second partial voltage from the intermediate circuit voltage, which is different from the first partial voltage tapped from the first voltage tap. The functions of the functional elements are different from each other.
Wesentlich hierbei ist, dass die Schaltungsteile jeweils über ein schaltbares Entkopplungsglied zur elektrischen Entkopplung von den anderen Schaltungsteilen verfügen, wobei die Entkopplungsglieder jeweils einen Schalter aufweisen und so ausgebildet sind, dass in einem ersten Schaltzustand des Schalters die Funktion des zugehörigen Schaltungsteils ausführbar ist und in einem zweiten Schaltzustand des Schalters die Funktion des zugehörigen Schaltungsteils nicht ausführbar ist und zugleich im zweiten Schaltzustand ein durch das Entkopplungsglied definierter elektrischer Widerstand im zugehörigen Schaltungsteil vorliegt. It is essential here that the circuit parts each have a switchable decoupling element for electrical decoupling of the other circuit parts, wherein the decoupling elements each have a switch and are designed so that in a first switching state of the switch, the function of the associated circuit part is executable and in one second switching state of the switch, the function of the associated circuit part is not executable and at the same time in the second switching state is defined by the decoupling element electrical resistance in the associated circuit part.
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "Entkopplung" einen Zustand eines Schaltungsteils der Zusatzschaltung, bei dem die zugehörige Funktion nicht ausführbar ist und der Schalterteil eine durch das Entkopplungsglied vorgegebenen bzw. vorgebbaren, definierten elektrischen Widerstand (Impedanz) aufweist.As used herein, the term "decoupling" refers to a state of a circuit portion of the supplemental circuit in which the associated function is not executable and the switch portion has a predetermined electrical resistance (impedance) predetermined by the decoupling member.
Der erfindungsgemäße Stromrichter ermöglicht somit in vorteilhafter Weise die Ausführung verschiedener Funktionen im Zusammenhang mit der Zwischenkreisspannung, insbesondere die Bereitstellung einer Mess- und/oder Versorgungsspannung bzw. Steuerspannung, welche als Teilspannung(en) von der Zwischenkreisspannung an einem einzigen Spannungsteiler abgegriffen werden. Der Stromrichter kann somit sehr kompakt ausgeführt werden, wobei das Design durch die Vermeidung komplexer Kriech- und Luftstrecken vereinfacht ist. The power converter according to the invention thus advantageously allows the execution of various functions in connection with the intermediate circuit voltage, in particular the provision of a measuring and / or supply voltage or control voltage, which are tapped as a partial voltage (s) of the intermediate circuit voltage to a single voltage divider. The power converter can thus be made very compact, the design is simplified by avoiding complex creepage distances and clearances.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters sind die Entkopplungsglieder jeweils dazu ausgebildet, den zugehörigen Spannungsabgriff mit einer Zwischenkreisleitung elektrisch zu verbinden. Typischer Weise sind die Entkopplungsglieder jeweils an jene Zwischenkreisleitung, die mit dem unteren bzw. niedrigeren Potential der Zwischenkreisspannung beaufschlagt ist. Vorteilhaft umfassen die Entkopplungsglieder zu diesem Zweck jeweils eine Serienschaltung aus einem Ohmschen Vorschaltwiderstand, wobei das Funktionselement mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Vorschaltwiderstand und dem Transistor elektrisch verbunden ist. Durch diese Gestaltung können die Entkopplungsglieder in der Serienfertigung kostengünstig und technisch besonders einfach und zuverlässig realisiert werden. In an advantageous embodiment of the power converter according to the invention, the decoupling members are each designed to electrically connect the associated voltage tap with a DC link. Typically, the decoupling members are in each case to those intermediate circuit line, which is acted upon by the lower or lower potential of the intermediate circuit voltage. For this purpose, the decoupling members advantageously each comprise a series connection of an ohmic ballast resistor, wherein the functional element is electrically connected to a connection point between the ballast resistor and the transistor. With this design, the decoupling elements in mass production can be realized inexpensively and technically particularly simply and reliably.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters weist der Spannungsteiler wenigstens drei Ohmsche Widerstände auf, wobei der erste Spannungsabgriff die erste Teilspannung zwischen einem ersten Paar Ohmscher Widerstände abgreift und der zweite Spannungsabgriff die zweite Teilspannung zwischen einem zweiten Paar Ohmscher Widerstände abgreift, wobei die beiden Paare Ohmscher Widerstände voneinander verschieden sind. Durch diese Maßnahme können die Funktionselemente in einfacher Weise mit verschiedenen Teilspannungen der Zwischenkreisspannung beaufschlagt werden, wobei die Teilspannungen soweit reduzierbar sind, dass die Funktionselemente und Entkopplungsglieder nur eine geringe Spannungsfestigkeit aufweisen müssen. Hierdurch können Kosten in der Serienfertigung eingespart werden. Insbesondere in diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die beiden Paare Ohmscher Widerstände einen gemeinsamen Ohmschen Widerstand aufweisen, der dann gleichzeitig als Vorschaltwiderstand für ein Funktionselement dienen kann. In a further advantageous embodiment of the power converter according to the invention, the voltage divider at least three ohmic resistors, wherein the first voltage tap picks up the first partial voltage between a first pair of ohmic resistors and the second voltage tap picks up the second partial voltage between a second pair of ohmic resistors, wherein the two pairs Ohmic resistances are different from each other. By this measure, the functional elements can be acted upon in a simple manner with different partial voltages of the DC link voltage, wherein the partial voltages are reduced so far that the functional elements and decoupling must have only a low dielectric strength. As a result, costs can be saved in series production. In particular, in this case, it is advantageous if the two pairs of ohmic resistors have a common ohmic resistance, which can then simultaneously serve as a ballast resistor for a functional element.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters ist der zweite Spannungsabgriff mit einer Mehrzahl Schaltungsteile verbunden, die jeweils mit einem Funktionselement zum Ausführen einer Funktion versehen sind. Durch diese Maßnahme können im Stromrichter eine Mehrzahl Funktionen, bei der eine Teilspannung von der Zwischenkreisspannung abgegriffen wird, in technisch einfacher und kostengünstiger Weise realisiert werden. In a further advantageous embodiment of the power converter according to the invention, the second voltage tap is connected to a plurality of circuit parts which are each provided with a functional element for performing a function. As a result of this measure, a plurality of functions in which a partial voltage is tapped from the intermediate circuit voltage can be realized in the power converter in a technically simple and cost-effective manner.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters ist ein an den ersten Spannungsabgriff angeschlossener erster Schaltungsteil dazu ausgebildet ist, die Zwischenkreisspannung zu messen, und/oder ein an den zweiten Spannungsabgriff angeschlossener zweiter Schaltungsteil dazu ausgebildet, eine Anlaufschaltung mit einer Versorgungsspannung zu speisen, und/oder ein an den zweiten Spannungsabgriff angeschlossener dritter Schaltungsteil dazu ausgebildet ist, den Spannungszwischenkreis aktiv (steuerbar) zu entladen. Hierbei sind besonders wichtige Funktionen des Stromrichters in einfacher Weise realisiert. Vorteilhaft umfasst zu diesem Zweck der erste Schaltungsteil einen Analog-Digital-Wandler, und/oder der zweite Schaltungsteil einen Ladungsspeicher, und/oder der dritte Schaltungsteil eine Serienschaltung aus Leistungstransistor und PTC-Widerstand. In a further advantageous embodiment of the power converter according to the invention, a connected to the first voltage tap first circuit part is adapted to measure the DC link voltage, and / or a to the second voltage tap connected second circuit part adapted to supply a start-up circuit with a supply voltage, and / or connected to the second voltage tap third circuit part is designed to actively (controllably) to discharge the voltage link. In this case, particularly important functions of the power converter are realized in a simple manner. Advantageously, for this purpose, the first circuit part comprises an analog-to-digital converter, and / or the second circuit part a charge storage, and / or the third circuit part comprises a series circuit of power transistor and PTC resistor.
Bei einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters besteht der Spannungsteiler aus nur zwei Ohmschen Widerständen, wobei der erste Spannungsabgriff und der zweite Spannungsabgriff als gemeinsamer Spannungsabgriff ausgebildet sind. In an alternative embodiment of the power converter according to the invention, the voltage divider consists of only two ohmic resistors, wherein the first voltage tap and the second voltage tap are designed as a common voltage tap.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine elektrische Maschine mit einem wie oben beschrieben ausgebildeten Stromrichter zur Speisung mit einer Betriebsspannung. The invention further extends to an electric machine with a power converter designed as described above for feeding with an operating voltage.
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Elektro- oder Hybridantrieb, das mit einer solchen elektrischen Maschine mit Stromrichter als Antriebsmaschine ausgerüstet ist. Furthermore, the invention extends to a motor vehicle with an electric or hybrid drive, which is equipped with such an electric machine with power converter as a drive machine.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf Verfahren zum Betreiben eines Stromrichters mit einem Spannungszwischenkreis zum Bereitstellen einer Zwischenkreisspannung für eine Leistungseinheit zum Umwandeln von elektrischer Energie. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- – Abgreifen einer ersten Teilspannung von der Zwischenkreisspannung (UZK) zum Beaufschlagen eines Funktionselements zum Ausführen einer Funktion eines ersten Schaltungsteils einer Zusatzschaltung mit der ersten Teilspannung,
- – Abgreifen einer zweiten Teilspannung von der Zwischenkreisspannung (UZK) zum Beaufschlagen mindestens eines weiteren Funktionselements zum Ausführen einer weiteren Funktion eines zweiten Schaltungsteils der Zusatzschaltung mit der zweiten Teilspannung,
- Picking up a first partial voltage from the intermediate circuit voltage (U ZK ) to apply a functional element for carrying out a function of a first circuit part of an additional circuit with the first partial voltage,
- - Picking up a second partial voltage from the intermediate circuit voltage (U ZK ) for applying at least one further functional element for carrying out a further function of a second circuit part of the additional circuit with the second partial voltage,
wobei mindestens ein Funktionselement von mindestens einem anderen Funktionselement elektrisch entkoppelt wird, wenn das andere Funktionselement seine Funktion ausführt, wobei ein definierter elektrischer Widerstand im Schaltungsteil des einen Funktionselements erzeugt wird. Insbesondere kann hierbei zusätzlich ein Ausführen der Funktion des einen Funktionselements blockiert werden. wherein at least one functional element of at least one other functional element is electrically decoupled when the other functional element performs its function, wherein a defined electrical resistance in the circuit part of the one functional element is generated. In particular, in this case additionally execution of the function of the one functional element can be blocked.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein definierter elektrischer Widerstand im Schaltungsteil des einen Funktionselements durch elektrisches Verbinden eines Spannungsabgriffs zum Abgreifen der zum Schaltungsteil zugehörigen Teilspannung mit einem Potential, insbesondere dem unteren Potential, der Zwischenkreisspannung erzeugt. In an advantageous embodiment of the method, a defined electrical resistance in the circuit part of a functional element by electrically connecting a Spannungsabgriffs for tapping the circuit part associated partial voltage with a potential, in particular the lower potential, the intermediate circuit voltage is generated.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden von den Funktionselementen eine oder mehrere der folgenden Funktionen ausgeführt:
- – Messen der Zwischenkreisspannung,
- – Beaufschlagen einer Anlaufschaltung mit einer Versorgungsspannung,
- – aktives Entladen des Zwischenkreises.
- - measuring the intermediate circuit voltage,
- - applying a start-up circuit with a supply voltage,
- - Active unloading of the DC link.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen Ausgestaltungen erreichten Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Stromrichter beschrieben, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. The advantages achieved with the method according to the invention and its embodiments have already been described in connection with the converter according to the invention, so that reference is made to the statements there to avoid repetition.
Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können, um Verbesserungen herkömmlicher Stromrichter und deren Betriebsverfahren zu erreichen. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the various embodiments of the invention can be implemented individually or in any combination in order to achieve improvements of conventional power converters and their operating methods. In particular, the features mentioned above and to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment, reference being made to the accompanying drawings. Show it:
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit der Bezugszahl
Konkret zeigt
Wie in
Das Leistungsmodul
Im Betrieb wird der Kondensator
In
Ein wesentlicher Aspekt des 3-Phasen-Wechselrichers
Wie in
Der Spannungsteiler
Durch den Spannungsteiler
Durch die passive Entladung des Spannungszwischenkreises
Neben dem Spannungsteiler
Zu diesem Zweck umfasst der erste Schaltungsteil
Demnach liegt dem ersten ADC-Eingang
An einem ADC-Ausgang (nicht gezeigt) des Analog-Digital-Wandlers
Der erste Schaltungsteil
Eine Steuerung des Transistors T1 erfolgt durch eine T1-Kontrolllogik
Wird der Transistor T1 auf Durchlass geschaltet, so ist der erste Spannungsabgriff
Ferner weist die Zusatzschaltung
Zu diesem Zweck umfasst die Zusatzschaltung
Der zweite Spannungsabgriff
Die Anlaufschaltung
Eine Steuerung des Transistors T2 erfolgt durch eine nicht näher dargestellte T2-Kontrolllogik, die mit dem Steueranschluss des Transistors T2 verbunden ist. Die T2-Kontrolllogik ist hier beispielsweise in die Anlaufschaltung
Wird der Transistor T2 in seinen Sperrzustand geschaltet, so wird die Anlaufschaltung
Des Weiteren weist die Zusatzschaltung
Die Entladungsschaltung
Beispielsweise weist der PTC-Widerstand
Der dritte Schaltungsteil
Ferner ist im dritten Schaltungsteil
Eine Steuerung des Transistors
Befindet sich der Transistor T3 im Durchlasszustand, so liegt das untere Potential (DC–) des Spannungszwischenkreises
Befindet sich der Transistor T3 im Sperrzustand, so liegt am Steueranschluss des Leistungstransistors T4 das Potential des Verbindungspunkts V12 an, wobei die Ohmschen Widerstände so gewählt sind, dass der Leistungstransistor T4 durch die von der Zwischenkreisspannung UZK abgegriffene Spannung in seinen Durchlasszustand geschaltet wird. Die Entladung des Spannungszwischenkreises
Eine schnelle Entladung des Spannungszwischenkreises
Die Zener-Diode
Andererseits geht der Leistungstransistor T4 in seinen Sperrzustand über, wenn die Zwischenkreisspannung UZK so gering ist, dass am Verbindungspunkt V12 die erforderliche Schaltspannung nicht mehr anliegt. Eine weitere aktive Entladung des Spannungszwischenkreises
Ein besonderer Vorteil der Zusatzschaltung
Wie bereits ausgeführt, erfolgt während des Betriebs des 3-Phasen-Wechselrichters in der Regel eine Messung der Zwischenkreisspannung UZK durch den ersten Schaltungsteil
Vorschaltwiderstand RV1 und Transistor T2 des zweiten Schaltungsteils
Andererseits wird eine Speisung der Anlaufschaltung
Die Zusatzschaltung
Die Zusatzschaltung
In der Zusatzschaltung
Der erfindungsgemäße 3-Phasen-Wechselrichter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- 3-Phasen-Wechselrichter 3-phase inverter
- 22
- Leistungsmodul power module
- 33
- Halbbrücke half bridge
- 44
- Leistungsschalter breakers
- 55
- Mittelabgriff center tap
- 66
- Freilaufdiode Freewheeling diode
- 77
- Spannungszwischenkreis Voltage link
- 8, 8'8, 8 '
- Zwischenkreisleitung Link cable
- 99
- Kondensator capacitor
- 1010
- Zusatzschaltung additional circuit
- 1111
- Spannungsteiler voltage divider
- 1212
- erster Schaltungsteil first circuit part
- 1313
- Analog-Digital-Wandler Analog to digital converter
- 1414
- erster ADC-Eingang first ADC input
- 1515
- zweiter ADC-Eingang second ADC input
- 1616
- erster Spannungsabgriff first voltage tap
- 1717
- T1-Kontrolllogik T1 control logic
- 1818
- zweiter Schaltungsteil second circuit part
- 1919
- Anlaufschaltung start-up circuit
- 2020
- zweiter Spannungsabgriff second voltage tap
- 2121
- dritter Schaltungsteil third circuit part
- 2222
- Entladungsschaltung discharge circuit
- 2323
- PTC-Widerstand PTC resistor
- 2424
- Zener-Diode Zener diode
- 2525
- T3-Kontrolllogik T3 control logic
- 2626
- Entkopplungsglied decoupling member
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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