DE102016122655A1 - CURRENT AND CONTROL METHOD - Google Patents

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Shinsuke Kadoi
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/285Single converters with a plurality of output stages connected in parallel

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Abstract

Ein Stromrichter 100 umfasst isolierte Gleichstromwandler 70a und 70b zur Umwandlung eines Gleichstroms über Wechselstrom in einen anderen Gleichstrom. Die isolierten Gleichstromwandler 70a und 70b umfassen einen ersten Kondensator 1, der mit einem ersten Leitungsweg 21 eines Gleichstroms verbunden ist, einen zweiten Kondensator 2, der mit einem zweiten Leitungsweg 22 eines anderen Gleichstroms verbunden ist, und eine erste Strombegrenzungsschaltung 3, die durch einen dritten Leitungsweg 23 für Wechselstrom fließenden Strom steuert.A power converter 100 includes isolated DC-DC converters 70a and 70b for converting a direct current through alternating current into another direct current. The isolated DC-DC converters 70a and 70b include a first capacitor 1 connected to a first conductive path 21 of a direct current, a second capacitor 2 connected to a second conductive path 22 of another direct current, and a first current limiting circuit 3 connected by a third Conduction path 23 for AC flowing current controls.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Gegenstand der Erfindung1. Subject of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromrichter und ein Steuerungsverfahren.The present invention relates to a power converter and a control method.

2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik2. Description of the Related Art

Als Antriebssystem eines Schienenfahrzeugs, das Strom aus einer Wechselstromquelle erhält, umfasst ein weit verbreitetes indirektes Umwandlungssystem einen Haupttransformator, der eine Spannung heruntertransformiert, einen Umrichter zur Pulsweitenmodulation (PWM), der eine Umwandlung von Wechselstrom zu Gleichstrom mit hohem Leistungsfaktor durchführt (im Folgenden als „Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlung” bezeichnet), und einen VVVF-Umrichter, der Dreiphasenwechselstrom mit variabler Spannung und variabler Frequenz zum Antreiben eines Motors auf Grundlage einer Zwischengleichspannung erzeugt. Das bedeutet, beim indirekten Umwandlungssystem erfolgt die Stromumwandlung in der Reihenfolge von Einphasenwechselstrom über Gleichstrom zu Dreiphasenwechselstrom.As a drive system of a railway vehicle that receives power from an AC power source, a widely used indirect conversion system includes a main transformer that steps down a voltage, a pulse width modulation (PWM) converter that performs high power factor AC to DC conversion (hereafter referred to as "PWM"). AC-DC conversion "), and a VVVF inverter that generates three-phase variable-voltage variable-frequency AC power for driving a DC-voltage based motor. That is, in the indirect conversion system, the power conversion is performed in the order of single-phase AC through DC to three-phase AC.

Wechselstromleitungen mit Spannungsfrequenzen von 16,7 Hz bis 60 Hz sind weit verbreitet, und Haupttransformatoren werden in Übereinstimmung mit den Frequenzen ausgelegt. Bei einem Haupttransformator ist bei gleicher Klemmenspannung der magnetische Fluss durch einen Kern umso höher, je niedriger die Spannungsfrequenz ist,. Wenn die Spannungsfrequenz niedrig ist, muss ein Kern daher über eine große Querschnittsfläche verfügen, um Sättigungsmagnetisierung im Kern zu vermeiden. Dadurch wird der Transformator groß. Folglich machen Haupttransformatoren einen großen Anteil an den Gewichten und Abmessungen von an Schienenfahrzeugen installierten elektrischen Komponenten aus.AC power lines with voltage frequencies from 16.7 Hz to 60 Hz are widely used, and main transformers are designed in accordance with the frequencies. For a main transformer, the lower the voltage frequency, the higher the magnetic flux through a core at the same terminal voltage. Therefore, when the voltage frequency is low, a core must have a large cross-sectional area to avoid saturation magnetization in the core. This will make the transformer big. Consequently, main transformers make up a large proportion of the weights and dimensions of electrical components installed on railway vehicles.

Dahingegen wurde ein Antriebssystem beschrieben, das keinen Haupttransformator erfordert. Beispielsweise offenbart JP 2005-73362 A die Anordnung eines Stromrichters, der eine Mehrzahl von Stromrichterzellen in Modulen nutzt, durch die Strom aus einer Wechselstromquelle ohne einen Haupttransformator erhalten werden kann. Die Stromrichterzellen wandeln einmalig eine Wechselspannung in eine Gleichspannung um. Daraufhin erzeugen die Stromrichterzellen unter Verwendung eines Gleichstromwandlers, der einen Hochfrequenzisolator umfasst und Gleichstrom in Gleichstrom umwandelt, Gleichstrom mit der gleichen oder einer anderen Spannung je nach der aus der Wechselspannung umgewandelten Gleichspannung. Wechselstromseitige Eingangsenden der Stromrichterzellen sind in Reihe geschaltet, sodass die Stromrichterzellen direkt mit einer Hochspannungswechselstromleitung verbunden sind, welche Stehspannungsanforderungen ihrer Komponenten erfüllt. Ein derartiges System wird als „Halbleitertransformator” bezeichnet.On the other hand, a drive system which does not require a main transformer has been described. For example disclosed JP 2005-73362 A the arrangement of a power converter, which uses a plurality of power converter cells in modules, can be obtained by the power from an AC power source without a main transformer. The power converter cells convert once an AC voltage into a DC voltage. Then, using a DC-DC converter comprising a high-frequency insulator and converting direct current into direct current, the power converter cells generate direct current of the same or different voltage according to the direct current voltage converted from the alternating voltage. AC-side input ends of the power converter cells are connected in series, so that the power converter cells are directly connected to a high-voltage AC power line, which meets withstand voltage requirements of their components. Such a system is called a "semiconductor transformer".

Bei einem Halbleitertransformator ist die Anzahl unabhängiger Gleichstrom-Sammelschienen größer als bei einem herkömmlichen Haupttransformatorsystem. Mit jeder Sammelschiene ist ein Glättungskondensator verbunden, der Restwelligkeit der Gleichspannung ausgleicht. Beim Starten der Vorrichtung muss darauf geachtet werden, dass übermäßiger Ladestrom in den Kondensatoren vermieden wird. Beispielsweise offenbart WO 2012/098107 A ein Verfahren zum Vorladen eines Glättungskondensators auf der Wechselstromleitungsseite in einem Stromrichter eines Schienenfahrzeugs, der Strom aus einer Wechselstromleitung mit einer Anordnung ohne Haupttransformator erhält.In a semiconductor transformer, the number of independent DC bus bars is larger than in a conventional main transformer system. Each busbar is connected to a smoothing capacitor which compensates for residual ripple on the DC voltage. When starting the device, care must be taken to avoid excessive charging current in the capacitors. For example disclosed WO 2012/098107 A a method of precharging an AC line side smoothing capacitor in a power converter of a railway vehicle receiving power from an AC line having a main transformerless arrangement.

JP 62-104586 U , in dem als Schaltungsanordnung, die einen Halbleitertransformator bildenden Stromrichterzellen ähnlich ist, eine Schaltstromquelle enthalten ist, die aus einem Satz aus einem Diodengleichrichter und einem isolierten Eintaktflusswandler besteht, offenbart ein Verfahren zum Vorladen eines Glättungskondensators an einem Eingangsabschnitt des isolierten Eintaktflusswandlers und eines Glättungskondensators an einem Ausgangsabschnitt des isolierten Eintaktflusswandlers. JP 62-104586 U in that as a circuit arrangement similar to a semiconductor transformer forming converter cells, a switching current source is composed of a set of a diode rectifier and an isolated Eintaktflusswandler discloses a method for precharging a smoothing capacitor at an input portion of the isolated Eintaktflusswandlers and a smoothing capacitor to a Output section of the isolated single-ended flux converter.

Wenn eine Spannungsdifferenz zwischen zwei durch einen Hochfrequenzisolator elektrisch isolierten Glättungskondensatoren bei Inbetriebnahme eines Halbleitertransformators vorliegt, kann ein Überstrom in Komponenten, wie z. B. Halbleitervorrichtungen, welche einen Gleichstromwandler bilden, zu Beginn des Schaltens des Gleichstromwandlers erzeugt werden. Ein Überstrom, der durch Komponenten, wie z. B. Halbleitervorrichtungen, fließt, kann eine solche Störung zur Folge haben, dass ein Auswechseln von Komponenten, wie z. B. Halbleitervorrichtungen, erforderlich ist. Diese Tendenz wird mit steigender Spannungsdifferenz zwischen den beiden Glättungskondensatoren, da die Kapazität der Glättungskondensatoren größer ist, oder mit sinkender Impedanz des Hochfequenzisolators deutlicher.When there is a voltage difference between two smoothing capacitors electrically isolated by a high frequency insulator during start-up of a semiconductor transformer, an overcurrent may be introduced into components such. B. semiconductor devices, which form a DC-DC converter, are generated at the beginning of the switching of the DC-DC converter. An overcurrent caused by components such. B. semiconductor devices flows, such a disturbance can result in that a replacement of components such. As semiconductor devices, is required. This tendency becomes more pronounced as the voltage difference between the two smoothing capacitors increases, since the capacitance of the smoothing capacitors is greater, or as the impedance of the high-frequency isolator decreases.

Diese Erfindung erfolgte in Anbetracht des Vorstehenden und hat zur Aufgabe, einen Stromrichter und ein Steuerungsverfahren bereitzustellen, die zur Inbetriebnahme fähig sind, ohne übermäßigen Strom in einen Gleichstromwandler bildenden Komponenten zu erzeugen, selbst wenn eine Spannungsdifferenz zwischen zwei Kondensatoren vorliegt.This invention has been made in view of the foregoing, and has an object to provide a power converter and a control method capable of starting up without generating excessive current into components constituting a DC-DC converter even when there is a voltage difference between two capacitors.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Probleme der herkömmlichen Technik zumindest teilweise zu lösen.An object of the present invention is to at least partially solve the problems of the conventional art.

Zur Lösung des Problems und Erfüllung der Aufgabe umfasst ein Stromrichter gemäß der vorliegenden Erfindung: wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler zur Umwandlung eines Gleichstroms über Wechselstrom in einen anderen Gleichstrom, wobei der wenigstens eine isolierte Gleichstromwandler einen ersten Kondensator, der mit einem ersten Leitungsweg eines Gleichstroms verbunden ist, einen zweiten Kondensator, der mit einem zweiten Leitungsweg eines anderen Gleichstroms verbunden ist, und eine erste Strombegrenzungsschaltung, die durch einen dritten Leitungsweg für Wechselstrom fließenden Strom steuert, umfasst.To solve the problem and to achieve the object, a power converter according to the present invention comprises: at least one DC-DC converter for converting DC power to AC power to another DC power, the at least one DC-DC converter connecting a first capacitor connected to a first DC power conduction path , a second capacitor connected to a second conduction path of another direct current, and a first current limiting circuit controlling current passing through a third conduction path.

Bei einem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren handelt es sich um ein Steuerungsverfahren in einem Stromrichter, der wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler zur Umwandlung eines Gleichstroms über Wechselstrom in einen anderen Gleichstrom umfasst, wobei der wenigstens eine isolierte Gleichstromwandler einen ersten Kondensator, der mit einem ersten Leitungsweg eines Gleichstroms verbunden ist, einen zweiten Kondensator, der mit einem zweiten Leitungsweg eines anderen Gleichstroms verbunden ist, eine erste Strombegrenzungsschaltung, die durch einen dritten Leitungsweg für Wechselstrom fließenden Strom regelt, eine erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung und eine zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung, die Gleichstrom und Wechselstrom ineinander umwandeln, und einen Transformator umfasst, wobei Gleichstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung mit dem ersten Leitungsweg verbunden sind, Wechselstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung mit dem dritten Leitungsweg verbunden sind, Gleichstromanschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung mit dem zweiten Leitungsweg verbunden sind, Wechselstromanschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung mit dem dritten Leitungsweg verbunden sind, die Wechselstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung mit den Wechselstromanschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung über den Transformator und die erste Strombegrenzungsschaltung verbunden sind und die erste Strombegrenzungsschaltung einen ersten Strombegrenzer, der Strom steuert, und einen ersten Schalter, der mit dem ersten Strombegrenzer parallel geschaltet ist, aufweist, wobei bei dem Verfahren der Transformator eine primärseitige Wicklung, die mit den Wechselstromanschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung verbunden ist, und eine sekundärseitige Wicklung, die mit den Wechselstromanschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung verbunden ist, aufweist, und, wenn ein Spannungsverhältnis, ein Wert einer Spannung des zweiten Kondensators, dividiert durch ein Übersetzungsverhältnis, einen Wert einer Anzahl von Windungen der sekundärseitigen Wicklung, dividiert durch eine Anzahl von Windungen der primärseitigen Wicklung, und eine Spannung des ersten Kondensators, kleiner gleich einem vorgegebenen Wert ist, eine Steuereinheit einen Vorladeschritt durch Öffnen des ersten Schalters und dann Übertragen von Strom vom ersten Kondensator auf den zweiten Kondensator in dem wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler durchführt.A control method according to the invention is a control method in a power converter comprising at least one isolated DC-DC converter for converting a direct current through alternating current into another direct current, the at least one isolated direct current converter having a first capacitor connected to a first conducting path of a direct current a second capacitor connected to a second conductive path of a second direct current, a first current limiting circuit controlling current flowing through a third alternating current path, a first ac-to-dc conversion circuit and a second ac-dc conversion circuit, the direct current and Convert alternating current, and comprises a transformer, wherein DC terminals of the first AC-DC conversion circuit are connected to the first conduction path, AC terminals of the first W AC-DC conversion circuit connected to the third conductive path, DC terminals of the second AC-DC conversion circuit are connected to the second conductive path, AC terminals of the second AC-DC conversion circuit are connected to the third conductive path, the AC terminals of the first AC-DC Conversion circuit with the AC terminals of the second AC-DC conversion circuit via the transformer and the first current limiting circuit are connected and the first current limiting circuit, a first current limiter, which controls current, and a first switch, which is connected in parallel with the first current limiter, wherein the method of the transformer, a primary-side winding, which is connected to the AC terminals of the first AC-DC conversion circuit, and a secondary-side winding, the is connected to the AC terminals of the second AC-DC conversion circuit, and, if a voltage ratio, a value of a voltage of the second capacitor divided by a gear ratio, a value of a number of turns of the secondary-side winding divided by a number of turns the primary-side winding, and a voltage of the first capacitor is less than a predetermined value, a control unit performs a Vorladeschritt by opening the first switch and then transmitting current from the first capacitor to the second capacitor in the at least one isolated DC-DC converter.

Die obengenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden bei Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.The above and other objects, features and advantages, as well as the technical and industrial significance of this invention, will be better understood by reading the following detailed description of presently preferred embodiments of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist ein Schaltplan eines Stromumwandlungssystems, das einen Stromrichter gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung umfasst; 1 Fig. 12 is a circuit diagram of a power conversion system including a power converter according to a first embodiment of this invention;

2 ist ein Schaltplan eines Gleichstromwandlers in dem Stromrichter gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung; 2 Fig. 10 is a circuit diagram of a DC-DC converter in the power converter according to the first embodiment of this invention;

3 ist ein Schaltplan des Gleichstromwandlers in dem Stromrichter gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung; 3 Fig. 10 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the power converter according to the first embodiment of this invention;

4 ist ein Schaltplan des Gleichstromwandlers in dem Stromrichter gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung; 4 Fig. 10 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the power converter according to the first embodiment of this invention;

5 ist ein Schaltplan des Gleichstromwandlers in dem Stromrichter gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung; 5 Fig. 10 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the power converter according to the first embodiment of this invention;

6 ist ein Schaltplan, der eine Modifikation des Schaltplans des Stromrichters gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; 6 Fig. 10 is a circuit diagram illustrating a modification of the circuit diagram of the power converter according to the first embodiment of this invention;

7 ist ein Diagramm, das einen Kondensatorladevorgang in einem Stromrichter gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; 7 is a diagram showing a capacitor charging in a power converter according to a second embodiment of this invention illustrated;

8 ist ein Ablaufschema, das den Kondensatorladevorgang in dem Stromrichter gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; 8th Fig. 10 is a flowchart illustrating the capacitor charging operation in the power converter according to the second embodiment of this invention;

9 ist eine Darstellung, die einen Betrieb eines Gleichstromwandlers in dem Stromrichter gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; 9 Fig. 12 is a diagram illustrating an operation of a DC-DC converter in the power converter according to the second embodiment of this invention;

10 ist eine Darstellung, die einen anderen Betrieb des Gleichstromwandlers in dem Stromrichter gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; 10 Fig. 12 is a diagram illustrating another operation of the DC-DC converter in the power converter according to the second embodiment of this invention;

11 ist ein Schaltplan eines Stromrichters gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung; 11 Fig. 12 is a circuit diagram of a power converter according to a third embodiment of this invention;

12 ist ein Schaltplan eines Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers in dem Stromrichter gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung; 12 Fig. 12 is a circuit diagram of an AC-DC converter in the power converter according to the third embodiment of this invention;

13 ist ein Vektordiagramm, das einen Betrieb des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers in dem Stromrichter gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; 13 FIG. 12 is a vector diagram illustrating an operation of the AC-DC converter in the power converter according to the third embodiment of this invention; FIG.

14 ist ein Schaltplan in einem herkömmlichen Stromrichter; 14 is a circuit diagram in a conventional power converter;

15 ist eine Modifikation des Schaltplans des Stromrichters gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung; 15 Fig. 15 is a modification of the circuit diagram of the power converter according to the third embodiment of this invention;

16 ist eine Darstellung, die einen Betrieb eines Stromrichters gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; 16 Fig. 12 is a diagram illustrating an operation of a power converter according to a fourth embodiment of this invention;

17 ist eine Darstellung, die einen Betrieb des Stromrichters gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; und 17 Fig. 12 is a diagram illustrating an operation of the power converter according to the fourth embodiment of this invention; and

18 ist ein Schaltplan eines Stromrichters gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung. 18 FIG. 12 is a circuit diagram of a power converter according to a fifth embodiment of this invention. FIG.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein Stromrichter und sein Steuerungsverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird ein in einem Schienenfahrzeug verwendeter Stromrichter als Beispiel beschrieben. Der Stromrichter und sein Steuerungsverfahren gemäß dieser Erfindung sind jedoch nicht auf die Verwendung in Schienenfahrzeugen beschränkt und können für andere Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Strom aus einer Gleichstromquelle oder einer Wechselstromquelle erhalten wird.Hereinafter, a power converter and its control method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a power converter used in a railway vehicle will be described as an example. However, the power converter and its control method according to this invention are not limited to use in railway vehicles and can be used for other applications in which power is obtained from a DC power source or an AC power source.

Erste Ausführungsform.First embodiment.

1 ist ein Schaltplan eines Stromumwandlungssystems, das einen Stromrichter gemäß einer ersten Ausführungsform zum Umsetzen dieser Erfindung umfasst. Die Komponenten der Gleichstromwandler 70a und 70b in 1 sind gleich, sodass Bezugszeichen bei den Komponenten des Gleichstromwandlers 70b weggelassen werden. 1 Fig. 12 is a circuit diagram of a power conversion system including a power converter according to a first embodiment for practicing this invention. The components of the DC-DC converter 70a and 70b in 1 are the same, so that reference numerals in the components of the DC-DC converter 70b be omitted.

Ein Stromumwandlungssystem 200 in 1 umfasst einen Stromrichter 100, zwei Gleichstromquellen 110 und einen Verbraucher 120. Das Stromumwandlungssystem 200 führt dem Verbraucher 120 Strom aus den Gleichstromquellen 110 über den Stromrichter 100 zu.A power conversion system 200 in 1 includes a power converter 100 , two DC sources 110 and a consumer 120 , The power conversion system 200 leads to the consumer 120 Electricity from the DC sources 110 over the power converter 100 to.

Der Stromrichter 100 umfasst eine Stromumwandlungsschaltung 95 und eine Steuereinheit 90. Die Stromumwandlungsschaltung 95 umfasst die beiden Gleichstromwandler 70a und 70b und eine Entladeschaltung 80. Der Verbraucher 120 entspricht z. B. einem Wechselrichter zum Antreiben eines Motors.The power converter 100 includes a power conversion circuit 95 and a control unit 90 , The power conversion circuit 95 includes the two DC-DC converters 70a and 70b and a discharge circuit 80 , The consumer 120 corresponds to z. As an inverter for driving a motor.

Die Gleichstromwandler 70a und 70b umfassen jeweils einen ersten Kondensator 1, einen zweiten Kondensator 2, eine erste Strombegrenzungsschaltung 3, eine erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4, eine zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5, einen Transformator 6, ein Paar aus Klemmen 70-1 und 70-2 an eingangsseitigen Anschlüssen und ein Paar aus Klemmen 70-3 und 70-4 an ausgangsseitigen Anschlüssen. Bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b handelt es sich um einen isolierten Gleichstromwandler zur Umwandlung eines Gleichstroms über Wechselstrom in einen anderen Gleichstrom.The DC-DC converter 70a and 70b each comprise a first capacitor 1 , a second capacitor 2 , a first current limiting circuit 3 , a first AC-DC conversion circuit 4 , a second AC-DC conversion circuit 5 , a transformer 6 , a pair of clamps 70-1 and 70-2 at input-side terminals and a pair of terminals 70-3 and 70-4 at output-side connections. For each of the DC-DC converters 70a and 70b It is an isolated DC-DC converter for converting a direct current via alternating current into another direct current.

Hierbei ist ein Leitungsweg eines Gleichstroms ein erster Leitungsweg 21, ist ein Leitungsweg für Wechselstrom ein dritter Leitungsweg 23 und ist ein Leitungsweg eines anderen Gleichstroms ein zweiter Leitungsweg 22. Der erste Leitungsweg 21 ist ein Leitungsweg von der Gleichstromquelle 110 zu einem Paar aus Klemmen 4-1 und 4-2 an gleichstromseitigen Anschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4. Der zweite Leitungsweg 22 ist ein Leitungsweg von einem Paar aus Klemmen 5-1 und 5-2 an gleichstromseitigen Anschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 zum Verbraucher 120. Der dritte Leitungsweg 23 ist ein Leitungsweg von einem Paar aus Klemmen 4-3 und 4-4 an wechselstromseitigen Anschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 zu einem Paar aus Klemmen 5-3 und 5-4 an wechselstromseitigen Anschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5.Here, a conduction path of a direct current is a first conduction path 21 , a conduction path for AC is a third conduction path 23 and a conduction path of another direct current is a second conduction path 22 , The first route 21 is a conduction path from the DC power source 110 to a pair of clamps 4-1 and 4-2 at DC side terminals of the first AC-DC conversion circuit 4 , The second conduction path 22 is a conduit path from a pair of terminals 5-1 and 5-2 at DC side terminals of the second AC-DC conversion circuit 5 to the consumer 120 , The third route 23 is a conduit path from a pair of terminals 4-3 and 4-4 to AC-side terminals of the first AC-DC conversion circuit 4 to a pair of clamps 5-3 and 5-4 at AC-side terminals of the second AC-DC conversion circuit 5 ,

Das Paar aus den Klemmen 70-1 und 70-2 an den eingangsseitigen Anschlüssen in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b ist einzeln mit einer der Gleichstromquellen 110 zur Aufnahme der Gleichstromzufuhr verbunden. Das Paar aus den Klemmen 70-3 und 70-4 an den ausgangsseitigen Anschlüssen im Gleichstromwandler 70a ist mit dem Paar aus den Klemmen 70-3 bzw. 70-4 an den ausgangsseitigen Anschlüssen des Gleichstromwandlers 70b verbunden. The pair from the clamps 70-1 and 70-2 at the input side terminals in each of the DC-DC converters 70a and 70b is single with one of the DC sources 110 connected to receive the DC power supply. The pair from the clamps 70-3 and 70-4 at the output side terminals in the DC-DC converter 70a is with the pair out of the clamps 70-3 respectively. 70-4 at the output side terminals of the DC-DC converter 70b connected.

Ferner ist das Paar aus den Klemmen 70-3 und 70-4 an den ausgangsseitigen Anschlüssen in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b mit der Entladeschaltung 80 verbunden. Das Paar aus den Klemmen 70-3 und 70-4 an den ausgangsseitigen Anschlüssen in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b ist ferner mit dem Verbraucher 120 verbunden. Das bedeutet, die ausgangsseitigen Anschlüsse, die mit dem zweiten Leitungsweg 22 in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b verbunden sind, sind mit der Entladeschaltung 80 und dem Verbraucher 120 parallel geschaltet.Furthermore, the pair is out of the clamps 70-3 and 70-4 at the output side terminals in each of the DC-DC converters 70a and 70b with the discharge circuit 80 connected. The pair from the clamps 70-3 and 70-4 at the output side terminals in each of the DC-DC converters 70a and 70b is also with the consumer 120 connected. That means, the output side connections, those with the second line path 22 in each of the DC-DC converters 70a and 70b are connected to the discharge circuit 80 and the consumer 120 connected in parallel.

Die erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 weist das Paar aus den Klemmen 4-1 und 4-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen und das Paar aus den Klemmen 4-3 und 4-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen auf. Das bedeutet, die gleichstromseitigen Anschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 sind mit dem ersten Leitungsweg 21 verbunden und die wechselstromseitigen Anschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 sind mit dem dritten Leitungsweg 23 verbunden.The first AC-DC conversion circuit 4 dismisses the pair from the clamps 4-1 and 4-2 at the DC-side terminals and the pair from the terminals 4-3 and 4-4 at the AC-side terminals. That is, the DC side terminals of the first AC-DC conversion circuit 4 are with the first conduction path 21 connected and the AC-side terminals of the first AC-DC conversion circuit 4 are with the third conduction path 23 connected.

Die zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 weist das Paar aus den Klemmen 5-1 und 5-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen und das Paar aus den Klemmen 5-3 und 5-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen auf. Das bedeutet, die gleichstromseitigen Anschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 sind mit dem zweiten Leitungsweg 22 verbunden und die wechselstromseitigen Anschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 sind mit dem dritten Leitungsweg 23 verbunden.The second AC-DC conversion circuit 5 dismisses the pair from the clamps 5-1 and 5-2 at the DC-side terminals and the pair from the terminals 5-3 and 5-4 at the AC-side terminals. That is, the DC side terminals of the second AC-DC conversion circuit 5 are with the second conduction path 22 and the AC side terminals of the second AC-DC conversion circuit 5 are with the third conduction path 23 connected.

Die gleichstromseitigen Anschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 5 in den Gleichstromwandlern 70a und 70b sind alle zueinander parallel geschaltet.The DC side terminals of the second AC-DC conversion circuits 5 in the DC-DC converters 70a and 70b they are all connected in parallel.

Bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b ist der erste Kondensator 1 mit dem Paar aus den Klemmen 70-1 und 70-2 an den eingangsseitigen Anschlüssen und dem Paar aus den Klemmen 4-1 und 4-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 verbunden. Der zweite Kondensator 2 ist mit dem Paar aus den Klemmen 70-3 und 70-4 an den ausgangsseitigen Anschlüssen und dem Paar aus den Klemmen 5-1 und 5-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 verbunden. Das bedeutet, die Gleichstromwandler 70a und 70b umfassen jeweils den ersten Kondensator 1, der mit dem ersten Leitungsweg 21 eines Gleichstroms verbunden ist, und den zweiten Kondensator 2, der mit dem zweiten Leitungsweg 22 eines anderen Gleichstroms verbunden ist.For each of the DC-DC converters 70a and 70b is the first capacitor 1 with the pair out of the clamps 70-1 and 70-2 on the input-side terminals and the pair of terminals 4-1 and 4-2 at the DC side terminals of the first AC-DC conversion circuit 4 connected. The second capacitor 2 is with the pair out of the clamps 70-3 and 70-4 on the output side terminals and the pair of terminals 5-1 and 5-2 at the DC side terminals of the second AC-DC conversion circuit 5 connected. That means the DC-DC converter 70a and 70b each comprise the first capacitor 1 that with the first conduction path 21 connected to a direct current, and the second capacitor 2 that with the second conduction path 22 connected to another direct current.

Bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b ist der erste Kondensator 1 zum Zweck des Glättens eines Gleichspannungseingangs zum Paar aus den Klemmen 70-1 und 70-2 an den eingangsseitigen Anschlüssen installiert. Bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b ist der zweite Kondensator 2 zum Zweck des Glättens eines Gleichspannungsausgangs aus dem Paar aus den Klemmen 70-3 und 70-4 an den ausgangsseitigen Anschlüssen installiert.For each of the DC-DC converters 70a and 70b is the first capacitor 1 for the purpose of smoothing a DC input to the pair of terminals 70-1 and 70-2 installed on the input side connections. For each of the DC-DC converters 70a and 70b is the second capacitor 2 for the purpose of smoothing a DC output from the pair of terminals 70-3 and 70-4 installed on the output side connections.

Bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b ist die Klemme 4-3 an einem der wechselstromseitigen Anschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 mit einer primärseitigen Wicklung 61 des Transformators 6 verbunden. Die Klemme 4-4 am anderen wechselstromseitigen Anschluss der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 ist mit der primärseitigen Wicklung 61 des Transformators 6 über die erste Strombegrenzungsschaltung 3 verbunden.For each of the DC-DC converters 70a and 70b is the clamp 4-3 at one of the AC side terminals of the first AC-DC conversion circuit 4 with a primary-side winding 61 of the transformer 6 connected. the clamp 4-4 at the other AC side terminal of the first AC-DC conversion circuit 4 is with the primary-side winding 61 of the transformer 6 via the first current limiting circuit 3 connected.

Bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b sind die Klemme 5-3 und die Klemme 5-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 mit einer sekundärseitigen Wicklung 62 des Transformators 6 verbunden.For each of the DC-DC converters 70a and 70b are the clamp 5-3 and the clamp 5-4 at the AC side terminals of the second AC-DC conversion circuit 5 with a secondary-side winding 62 of the transformer 6 connected.

Die erste Strombegrenzungsschaltung 3 ist nicht auf die in 1 dargestellte Anordnung beschränkt und kann zwischen der Klemme 4-3 an einem der wechselstromseitigen Anschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 und der primärseitigen Wicklung 61 des Transformators 6 oder zwischen einer aus dem Paar der Klemmen 5-3 und 5-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 und der sekundärseitigen Wicklung 62 des Transformators 6 angeschlossen sein. Das bedeutet, das Paar aus den Klemmen 4-3 und 4-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 ist mit dem Paar aus den Klemmen 5-3 und 5-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 über den Transformator 6 und die erste Strombegrenzungsschaltung 3 verbunden. Die erste Strombegrenzungsschaltung 3 ist ferner mit dem dritten Leitungsweg 23 verbunden.The first current limiting circuit 3 is not on the in 1 shown arrangement limited and can between the terminal 4-3 at one of the AC side terminals of the first AC-DC conversion circuit 4 and the primary-side winding 61 of the transformer 6 or between one of the pair of clamps 5-3 and 5-4 at the AC side terminals of the second AC-DC conversion circuit 5 and the secondary-side winding 62 of the transformer 6 be connected. That means the pair out of the clamps 4-3 and 4-4 at the AC side terminals of the first AC-DC conversion circuit 4 is with the pair out of the clamps 5-3 and 5-4 at the AC-side terminals of the second AC DC conversion circuit 5 over the transformer 6 and the first current limiting circuit 3 connected. The first current limiting circuit 3 is further connected to the third conduction path 23 connected.

Jede der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 4 wandelt einen Gleichspannungseingang zu jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b in eine Wechselspannung mit einer Frequenz von z. B. einigen hundert Hz oder mehr um und führt diese der primärseitigen Wicklung 61 des Transformators 6 zu. Beim Transformator 6 wird das Übersetzungsverhältnis (auch „Umspannungsverhältnis” genannt), ein Wert der Anzahl von Windungen n2 der sekundärseitigen Wicklung 62, dividiert durch die Anzahl von Windungen n1 der primärseitigen Wicklung 61, durch n = n2/n1 angegeben. In diesem Fall ist die Beziehung zwischen Wechselspannung vn1 der primärseitigen Wicklung 61 und Wechselspannung vn2 der sekundärseitigen Wicklung 62 gleich vn1 = vn2/n. Die zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 wandelt eine von der sekundärseitigen Wicklung 62 des Transformators 6 zugeführte Wechselspannung in eine Gleichspannung um und führt sie dem Verbraucher 120 zu.Each of the first AC-DC conversion circuits 4 converts a DC input to each of the DC-DC converters 70a and 70b in an alternating voltage with a frequency of z. B. several hundred Hz or more and performs this primary-side winding 61 of the transformer 6 to. At the transformer 6 is the gear ratio (also called "Umspannungsverhältnis"), a value of the number of turns n2 of the secondary-side winding 62 divided by the number of turns n1 of the primary-side winding 61 , indicated by n = n2 / n1. In this case, the relationship between AC voltage vn1 is the primary-side winding 61 and AC voltage vn2 of the secondary-side winding 62 equal to vn1 = vn2 / n. The second AC-DC conversion circuit 5 converts one from the secondary side winding 62 of the transformer 6 supplied AC voltage to a DC voltage and leads them to the consumer 120 to.

Die erste Strombegrenzungsschaltung 3 weist einen ersten Strombegrenzer 31, der durch den dritten Leitungsweg 23, den Leitungsweg für Wechselstrom, fließenden Strom steuert, und einen ersten Schalter 32 auf. Der erste Strombegrenzer 31 und der erste Schalter 32 sind parallel geschaltet.The first current limiting circuit 3 has a first current limiter 31 passing through the third conduction path 23 , the conduction path for alternating current, current flowing controls, and a first switch 32 on. The first current limiter 31 and the first switch 32 are connected in parallel.

Die Steuereinheit 90 umfasst einen Prozessor 91 und einen Speicher 92. Die Steuereinheit 90 steuert den Gleichstromeingang zum Paar aus den Klemmen 70-1 und 70-2 an den eingangsseitigen Anschlüssen und den Gleichstromausgang vom Paar aus den Klemmen 70-3 und 70-4 an den ausgangsseitigen Anschlüssen, Eingang und Ausgang von jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b in der Stromumwandlungsschaltung 95.The control unit 90 includes a processor 91 and a memory 92 , The control unit 90 controls the DC input to the pair from the terminals 70-1 and 70-2 at the input side terminals and the DC output from the pair of terminals 70-3 and 70-4 at the output side terminals, input and output of each of the DC-DC converters 70a and 70b in the power conversion circuit 95 ,

Der Speicher 92 umfasst flüchtigen Speicher, wie z. B. Direktzugriffsspeicher, und nichtflüchtigen Sekundärspeicher, wie z. B. Flash-Speicher, die nicht dargestellt sind. Der Speicher 92 kann einen Sekundärspeicher, wie z. B. eine Festplatte, anstelle des nichtflüchtigen Sekundärspeichers umfassen.The memory 92 includes volatile memory, such as B. Random Access Memory, and nonvolatile secondary storage such. B. Flash memory, which are not shown. The memory 92 can a secondary storage, such. As a hard disk, instead of the nonvolatile secondary storage include.

Der Prozessor 91 führt eine Programmeingabe aus dem Speicher 92 aus. Da der Speicher 92 den Sekundärspeicher und den flüchtigen Speicher umfasst, wird das Programm aus dem Sekundärspeicher über den flüchtigen Speicher in den Prozessor 91 eingegeben. Der Prozessor 91 kann Daten, wie z. B. Betriebsergebnisse, an den flüchtigen Speicher des Speichers 92 ausgeben oder kann die Daten im Sekundärspeicher über den flüchtigen Speicher speichern.The processor 91 executes a program input from the memory 92 out. Because of the memory 92 includes the secondary memory and the volatile memory, the program from the secondary memory via the volatile memory in the processor 91 entered. The processor 91 can data such. As operating results, to the volatile memory of the memory 92 output or can store the data in the secondary memory via the volatile memory.

Die Steuereinheit 90 in 1 ist durch den Prozessor 91, der ein in dem Speicher 92 gespeichertes Programm ausführt, oder eine nicht dargestellte Verarbeitungsschaltung, wie z. B. ein LSI-System, umgesetzt. Alternativ dazu können eine Mehrzahl von Prozessoren 91 und eine Mehrzahl von Speichern 92 zusammenwirken, um die obengenannte Funktion auszuführen, oder es kann eine Mehrzahl von Verarbeitungsschaltungen zusammenwirken, um die obengenannte Funktion auszuführen. Alternativ dazu kann eine Kombination aus einer Mehrzahl von Prozessoren 91 und einer Mehrzahl von Speichern 92 und einer Mehrzahl von Verarbeitungsschaltungen zusammenwirken, um die obengenannte Funktion auszuführen.The control unit 90 in 1 is through the processor 91 who is in the store 92 stored program executes, or a processing circuit, not shown, such. As an LSI system implemented. Alternatively, a plurality of processors 91 and a plurality of memories 92 cooperate to perform the above-mentioned function, or a plurality of processing circuits may cooperate to perform the above-mentioned function. Alternatively, a combination of a plurality of processors 91 and a plurality of memories 92 and a plurality of processing circuits cooperate to perform the above-mentioned function.

Als nächstes werden die Anordnung und Funktionsweise der Gleichstromwandler 70a und 70b beschrieben. 2 ist ein Schaltplan der Gleichstromwandler im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist ein Beispiel, bei dem eine Halbbrückenschaltung in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b verwendet wird. In 2 handelt es sich bei der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 um eine Brückenschaltung, die zwei Halbleitervorrichtungen 4a und 4b verwendet. Die zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 ist eine Brückenschaltung, die zwei Halbleitervorrichtungen 5a und 5b verwendet. Auf der Seite der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 sind die Halbleitervorrichtungen 4a und 4b in Reihe geschaltet und sind die Kondensatoren 1a und 1b in Reihe geschaltet und sind ferner der Satz aus den Halbleitervorrichtungen 4a und 4b und der Satz aus den Kondensatoren 1a und 1b parallel geschaltet. Auf der Seite der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 sind die Halbleitervorrichtungen 5a und 5b in Reihe geschaltet und sind die Kondensatoren 2a und 2b in Reihe geschaltet und sind ferner der Satz aus den Halbleitervorrichtungen 5a und 5b und der Satz aus den Kondensatoren 2a und 2b parallel geschaltet. Der Satz aus den Kondensatoren 1a und 1b bildet den ersten Kondensator 1 und der Satz aus den Kondensatoren 2a und 2b bildet den zweiten Kondensator 2.Next, the arrangement and operation of the DC-DC converter 70a and 70b described. 2 FIG. 12 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the power converter according to the present embodiment. FIG. 2 is an example in which a half-bridge circuit in each of the DC-DC converters 70a and 70b is used. In 2 is the first AC-DC conversion circuit 4 around a bridge circuit, the two semiconductor devices 4a and 4b used. The second AC-DC conversion circuit 5 is a bridge circuit, the two semiconductor devices 5a and 5b used. On the side of the first AC-DC conversion circuit 4 are the semiconductor devices 4a and 4b connected in series and are the capacitors 1a and 1b are connected in series and are also the set of semiconductor devices 4a and 4b and the set of the capacitors 1a and 1b connected in parallel. On the side of the second AC-DC conversion circuit 5 are the semiconductor devices 5a and 5b connected in series and are the capacitors 2a and 2 B are connected in series and are also the set of semiconductor devices 5a and 5b and the set of the capacitors 2a and 2 B connected in parallel. The sentence from the capacitors 1a and 1b forms the first capacitor 1 and the set of the capacitors 2a and 2 B forms the second capacitor 2 ,

Gleichstrom, der von Eingangsklemmen 70-1 und 70-2 in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b dem ersten Kondensator 1 zugeführt wird, wird als Wechselstrom von einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 4a und 4b und einem Anschluss der Kondensatoren 1a und 1b der primärseitigen Wicklung 61 des Transformators 6 zugeführt. Wechselstrom, der von der primärseitigen Wicklung 61 auf die sekundärseitige Wicklung 62 des Transformators 6 übertragen wird, wird als Gleichstrom von einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 5a und 5b und einem Anschluss der Kondensatoren 2a und 2b dem zweiten Kondensator 2 zugeführt. Im zweiten Kondensator 2 gespeicherter Strom wird dem Verbraucher 120 zugeführt.DC, that of input terminals 70-1 and 70-2 in each of the DC-DC converters 70a and 70b the first capacitor 1 is supplied as alternating current from one terminal of the semiconductor devices 4a and 4b and a connection of the capacitors 1a and 1b the primary-side winding 61 of the transformer 6 fed. Alternating current, that of the primary-side winding 61 on the secondary side winding 62 of the transformer 6 is transmitted as DC from one Connection of the semiconductor devices 5a and 5b and a connection of the capacitors 2a and 2 B the second capacitor 2 fed. In the second capacitor 2 stored electricity is the consumer 120 fed.

Jeder der Gleichstromwandler 70a und 70b wird derart gesteuert, dass z. B. die Spannung des zweiten Kondensators 2 auf einen gewünschten Wert eingestellt wird. Wenn sich von jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b auf den zweiten Kondensator 2 übertragener Strom proportional zu Strom verhält, der vom zweiten Kondensator 2 auf den Verbraucher 120 übertragen wird, ist die Spannung des zweiten Kondensators 2 stets fest. Daher berechnet die Steuereinheit 90 die Menge von durch jeden der Gleichstromwandler 70a und 70b an den Verbraucher 120 übertragenem Strom auf Grundlage der Differenz zwischen dem Wert der Spannung des zweiten Kondensators 2, der von einem Spannungssensor (nicht dargestellt) erhalten wird, und einem Spannungszielwert des zweiten Kondensators 2. Anschließend bestimmt auf Grundlage der berechneten Strommenge die Steuereinheit 90 die Ein- und Aus-Zustände der Halbleitervorrichtungen in der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 und der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5.Each of the DC-DC converters 70a and 70b is controlled so that z. B. the voltage of the second capacitor 2 is set to a desired value. When different from each of the DC-DC converters 70a and 70b on the second capacitor 2 transmitted current proportional to current, that of the second capacitor 2 to the consumer 120 is transmitted, the voltage of the second capacitor 2 always firm. Therefore, the control unit calculates 90 the amount of through each of the DC-DC converters 70a and 70b to the consumer 120 transmitted current based on the difference between the value of the voltage of the second capacitor 2 which is obtained from a voltage sensor (not shown) and a voltage target value of the second capacitor 2 , Then, based on the calculated amount of current, the control unit determines 90 the on and off states of the semiconductor devices in the first AC-DC conversion circuit 4 and the second AC-DC conversion circuit 5 ,

Als ein anderer Vorgang, der zum oben beschriebenen Vorgang umgekehrt ist, ist es ferner möglich, den Strom, der vom Verbraucher 120 zurückgewonnen und im zweiten Kondensator 2 gespeichert wird, an den ersten Kondensator 1 durch jeden der Gleichstromwandler 70a und 70b zu übertragen. Somit kann jeder der Gleichstromwandler 70a und 70b Strom bidirektional übertragen. Die primärseitige Wicklung 61 und die sekundärseitige Wicklung 62 des Transformators 6 sind isoliert. Das bedeutet, jeder der Gleichstromwandler 70a und 70b ist ein bidirektional isolierter Gleichstromwandler zur Umwandlung eines Gleichstroms über Wechselstrom in einen anderen Gleichstrom.As another process, which is reversed to the process described above, it is also possible to control the electricity consumed by the consumer 120 recovered and in the second condenser 2 is stored, to the first capacitor 1 through each of the DC-DC converters 70a and 70b transferred to. Thus, each of the DC-DC converters 70a and 70b Power transmitted bidirectionally. The primary-side winding 61 and the secondary side winding 62 of the transformer 6 are isolated. That means each of the DC-DC converters 70a and 70b is a bidirectionally isolated DC-DC converter for converting a direct current via alternating current into another direct current.

3 ist ein Schaltplan der Gleichstromwandler im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 3 ist eine Darstellung eines Falls, bei dem die zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 und der zweite Kondensator 2 in 2 jeweils doppelt sind. In 3 bilden die zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 51 und 52 eine Brückenschaltung unter Verwendung von vier Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d. Auf der Seite der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 52 sind die Halbleitervorrichtungen 5c und 5d in Reihe geschaltet und sind die Kondensatoren 2c und 2d in Reihe geschaltet und sind ferner der Satz aus den Halbleitervorrichtungen 5c und 5d und Satz aus den Kondensatoren 2c und 2d parallel geschaltet. Ein Satz aus den Kondensatoren 2a und 2b bildet einen zweiten Kondensator 25 und der Satz aus den Kondensatoren 2c und 2d bildet einen zweiten Kondensator 26. Ferner ist ein Paar aus Klemmen 70-3 und 70-4 an ausgangsseitigen Anschlüssen mit einem Paar aus Klemmen 70-5 bzw. 70-6 an ausgangsseitigen Anschlüssen verbunden und sind der Satz aus den Kondensatoren 2a und 2b und der Satz aus den Kondensatoren 2c und 2d parallel geschaltet. 3 FIG. 12 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the power converter according to the present embodiment. FIG. 3 FIG. 14 is an illustration of a case where the second AC-DC conversion circuit. FIG 5 and the second capacitor 2 in 2 are each double. In 3 form the second AC-DC conversion circuits 51 and 52 a bridge circuit using four semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d , On the side of the second AC-DC conversion circuit 52 are the semiconductor devices 5c and 5d connected in series and are the capacitors 2c and 2d are connected in series and are also the set of semiconductor devices 5c and 5d and set of the capacitors 2c and 2d connected in parallel. A set of the capacitors 2a and 2 B forms a second capacitor 25 and the set of the capacitors 2c and 2d forms a second capacitor 26 , There is also a pair of clamps 70-3 and 70-4 on output side terminals with a pair of terminals 70-5 respectively. 70-6 connected to output side terminals and are the set of capacitors 2a and 2 B and the set of the capacitors 2c and 2d connected in parallel.

Wechselstrom, der von den Eingangsklemmen 70-1 und 70-2 von jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b dem ersten Kondensator 1 zugeführt und von der primärseitigen Wicklung 61 auf eine sekundärseitige Wicklung 63 des Transformators 6 über die erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 übertragen wird, wird als Gleichstrom von einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 5c und 5d und einem Anschluss der Kondensatoren 2c und 2d den Kondensatoren 2c und 2d zugeführt. Anschließend wird in den Kondensatoren 2a, 2b, 2c und 2d, dem zweiten Kondensator 2, gespeicherter Strom dem Verbraucher 120 zugeführt.Alternating current coming from the input terminals 70-1 and 70-2 from each of the DC-DC converters 70a and 70b the first capacitor 1 supplied and from the primary-side winding 61 on a secondary side winding 63 of the transformer 6 via the first AC-DC conversion circuit 4 is transmitted as DC from a terminal of the semiconductor devices 5c and 5d and a connection of the capacitors 2c and 2d the capacitors 2c and 2d fed. Subsequently, in the capacitors 2a . 2 B . 2c and 2d , the second capacitor 2 , stored electricity to the consumer 120 fed.

Wie oben beschrieben, können die Gleichstromwandler 70a und 70b jeweils die zweiten Kondensatoren 25 und 26 und die zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 51 und 52 aufweisen, die Strom vom gemeinsamen Transformator 6 umwandeln. In diesem Fall sind die zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 51 und 52 und die zweiten Kondensatoren 25 und 26 parallel geschaltet.As described above, the DC-DC converters 70a and 70b in each case the second capacitors 25 and 26 and the second AC-DC conversion circuits 51 and 52 have the power from the common transformer 6 convert. In this case, the second AC-DC conversion circuits are 51 and 52 and the second capacitors 25 and 26 connected in parallel.

4 ist ein Schaltplan des Gleichstromwandlers im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 4 ist ein Beispiel, bei dem eine Vollbrückenschaltung in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b verwendet wird. Wie in 4 veranschaulicht, können die Gleichstromwandler 70a und 70b durch eine Vollbrückenschaltung gebildet sein. In 4 ist eine erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 41 eine Brückenschaltung, die vier Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d verwendet. Eine zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 53 ist eine Brückenschaltung, die vier Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d verwendet. Auf der Seite der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 41 sind die Halbleitervorrichtungen 4a und 4b in Reihe geschaltet und sind die Halbleitervorrichtungen 4c und 4d in Reihe geschaltet und sind ferner die beiden Sätze aus den Halbleitervorrichtungen 4a und 4b und den Halbleitervorrichtungen 4c und 4d und der erste Kondensator 1 parallel geschaltet. Auf der Seite der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 53 sind die Halbleitervorrichtungen 5a und 5b in Reihe geschaltet und sind die Halbleitervorrichtungen 5c und 5d in Reihe geschaltet und es sind ferner die beiden Sätze aus den Halbleitervorrichtungen 5a und 5b und den Halbleitervorrichtungen 5c und 5d und der zweite Kondensator 2 parallel geschaltet. 4 FIG. 12 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the power converter according to the present embodiment. FIG. 4 is an example in which a full-bridge circuit in each of the DC-DC converters 70a and 70b is used. As in 4 illustrates, the DC-DC converters 70a and 70b be formed by a full bridge circuit. In 4 is a first AC-DC conversion circuit 41 a bridge circuit, the four semiconductor devices 4a . 4b . 4c and 4d used. A second AC-DC conversion circuit 53 is a bridge circuit, the four semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d used. On the side of the first AC-DC conversion circuit 41 are the semiconductor devices 4a and 4b connected in series and are the semiconductor devices 4c and 4d are connected in series and are also the two sets of semiconductor devices 4a and 4b and the semiconductor devices 4c and 4d and the first capacitor 1 connected in parallel. On the side of the second AC-DC conversion circuit 53 are the semiconductor devices 5a and 5b connected in series and are the semiconductor devices 5c and 5d in row switched and there are also the two sets of the semiconductor devices 5a and 5b and the semiconductor devices 5c and 5d and the second capacitor 2 connected in parallel.

Bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b wird Gleichstrom, der von den Eingangsklemmen 70-1 und 70-2 dem ersten Kondensator 1 zugeführt wird, als Wechselstrom von einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 4a und 4b und einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 4c und 4d der primärseitigen Wicklung 61 des Transformators 6 zugeführt. Wechselstrom, der von der primärseitigen Wicklung 61 der sekundärseitigen Wicklung 62 des Transformators 6 zugeführt wird, wird als Gleichstrom von einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 5a und 5b und einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 5c und 5d dem zweiten Kondensator 2 zugeführt. Anschließend wird im zweiten Kondensator 2 gespeicherter Strom dem Verbraucher 120 zugeführt.For each of the DC-DC converters 70a and 70b is DC, which comes from the input terminals 70-1 and 70-2 the first capacitor 1 is supplied as alternating current from a terminal of the semiconductor devices 4a and 4b and a terminal of the semiconductor devices 4c and 4d the primary-side winding 61 of the transformer 6 fed. Alternating current, that of the primary-side winding 61 the secondary-side winding 62 of the transformer 6 is supplied as direct current from a terminal of the semiconductor devices 5a and 5b and a terminal of the semiconductor devices 5c and 5d the second capacitor 2 fed. Subsequently, in the second capacitor 2 stored electricity to the consumer 120 fed.

Bei der Schaltung in 4 wird ebenso wie bei der Schaltung in 2 jeder der Gleichstromwandler 70a und 70b durch die Steuereinheit 90 derart gesteuert, dass die Spannung des zweiten Kondensators 2 auf einen gewünschten Wert eingestellt wird.When switching in 4 will be just like the circuit in 2 each of the DC-DC converters 70a and 70b through the control unit 90 controlled such that the voltage of the second capacitor 2 is set to a desired value.

Wie bei der Schaltung in 2 ist es als ein anderer Vorgang, der zum oben beschriebenen Vorgang umgekehrt ist, ferner möglich, Strom, der vom Verbraucher 120 zurückgewonnen und im zweiten Kondensator 2 gespeichert wird, an den ersten Kondensator 1 durch jeden der Gleichstromwandler 70a und 70b zu übertragen. Die primärseitige Wicklung 61 und die sekundärseitige Wicklung 62 des Transformators 6 sind isoliert. Das bedeutet, jeder der Gleichstromwandler 70a und 70b ist ein bidirektional isolierter Gleichstromwandler zur Umwandlung eines Gleichstroms über Wechselstrom in einen anderen Gleichstrom.As with the circuit in 2 It is also possible, as another process, which is reversed to the process described above, electricity, that of the consumer 120 recovered and in the second condenser 2 is stored, to the first capacitor 1 through each of the DC-DC converters 70a and 70b transferred to. The primary-side winding 61 and the secondary side winding 62 of the transformer 6 are isolated. That means each of the DC-DC converters 70a and 70b is a bidirectionally isolated DC-DC converter for converting a direct current via alternating current into another direct current.

5 ist ein Schaltplan des Gleichstromwandlers im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 5 ist eine Darstellung eines Falls, bei dem die zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 53 und der zweite Kondensator 2 in 4 jeweils doppelt sind. In 5 ist eine zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 54 eine Brückenschaltung, die vier Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d verwendet, und ist eine zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 55 eine Brückenschaltung, die vier Halbleitervorrichtungen 5e, 5f, 5g und 5h verwendet. Auf der Seite der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 55 sind die Halbleitervorrichtungen 5e und 5f in Reihe geschaltet und sind die Halbleitervorrichtungen 5g und 5h in Reihe geschaltet und sind ferner die beiden Sätze aus den Halbleitervorrichtungen und ein Kondensator 2b parallel geschaltet. Ein Satz aus den Kondensatoren 2a und 2b bildet den zweiten Kondensator 2. Eine Klemme 70-3 an einem ausgangsseitigen Anschluss ist mit einer Klemme 70-5 an einem ausgangsseitigen Anschluss verbunden und eine Klemme 70-4 an einem ausgangsseitigen Anschluss ist gesondert mit einer Klemme 70-6 an einem ausgangsseitigen Anschluss verbunden, sodass die Kondensatoren 2a und 2b parallel geschaltet sind. 5 FIG. 12 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the power converter according to the present embodiment. FIG. 5 FIG. 14 is an illustration of a case where the second AC-DC conversion circuit. FIG 53 and the second capacitor 2 in 4 are each double. In 5 is a second AC-DC conversion circuit 54 a bridge circuit, the four semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d is used, and is a second AC-DC conversion circuit 55 a bridge circuit, the four semiconductor devices 5e . 5f . 5g and 5h used. On the side of the second AC-DC conversion circuit 55 are the semiconductor devices 5e and 5f connected in series and are the semiconductor devices 5g and 5h are connected in series and are also the two sets of semiconductor devices and a capacitor 2 B connected in parallel. A set of the capacitors 2a and 2 B forms the second capacitor 2 , A clamp 70-3 on an output side terminal is with a terminal 70-5 connected to an output side terminal and a terminal 70-4 on an output side connection is separate with a clamp 70-6 connected to an output side terminal so that the capacitors 2a and 2 B are connected in parallel.

Ferner wird bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b Wechselstrom, der von den Eingangsklemmen 70-1 und 70-2 dem ersten Kondensator 1 zugeführt und von der primärseitigen Wicklung 61 auf eine sekundärseitige Wicklung 63 des Transformators 6 über die erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 41 übertragen wird, als Gleichstrom von einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 5e und 5f und einem Anschluss der Halbleitervorrichtungen 5g und 5h dem Kondensator 2b zugeführt. Anschließend wird in den Kondensatoren 2a und 2b, dem zweiten Kondensator 2, gespeicherter Strom dem Verbraucher 120 zugeführt.Further, in each of the DC-DC converters 70a and 70b Alternating current coming from the input terminals 70-1 and 70-2 the first capacitor 1 supplied and from the primary-side winding 61 on a secondary side winding 63 of the transformer 6 via the first AC-DC conversion circuit 41 is transmitted as a direct current from a terminal of the semiconductor devices 5e and 5f and a terminal of the semiconductor devices 5g and 5h the capacitor 2 B fed. Subsequently, in the capacitors 2a and 2 B , the second capacitor 2 , stored electricity to the consumer 120 fed.

Wie oben beschrieben, können die Gleichstromwandler 70a und 70b jeweils die zweiten Kondensatoren 2a und 2b und die zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 54 und 55 aufweisen, die Strom vom gemeinsamen Transformator 6 umwandeln. In diesem Fall sind die zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 54 und der zweite Kondensator 2a parallel geschaltet und die zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 55 und der zweite Kondensator 2b parallel geschaltet.As described above, the DC-DC converters 70a and 70b in each case the second capacitors 2a and 2 B and the second AC-DC conversion circuits 54 and 55 have the power from the common transformer 6 convert. In this case, the second AC-DC conversion circuit 54 and the second capacitor 2a connected in parallel and the second AC-DC conversion circuit 55 and the second capacitor 2 B connected in parallel.

Ein jeder der Gleichstromwandler 70a und 70b ist nicht auf die Schaltungsanordnungen aus 2 bis 5 beschränkt und muss lediglich dazu imstande sein, Gleichstrom bidirektional zu übertragen, und die primärseitige Wicklung 61 und die sekundärseitige Wicklung 62 aufweisen, die vom Transformator 6 elektrisch isoliert sind.Each of the DC-DC converters 70a and 70b is not on the circuit arrangements 2 to 5 limited and only has to be able to transmit direct current bi-directionally, and the primary-side winding 61 and the secondary side winding 62 have, by the transformer 6 are electrically isolated.

Wie oben beschrieben, kann die Anordnung, bei der Strom dem Verbraucher 120 über die Gleichstromwandler 70a und 70b zugeführt wird, eine elektrische Isolierung zwischen den Gleichstromquellen 110 und dem Verbraucher 120 bereitstellen. Ferner kann, wenn der Stromrichter 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch wenigstens zwei Gleichstromwandler 70a und 70b ausgebildet ist, im Fall einer Anomalie in einem der Gleichstromwandler ein verbleibender normaler Gleichstromwandler die Stromzufuhr zum Verbraucher fortsetzen, sodass sich die Redundanz des Stromrichters erhöht.As described above, the arrangement in which electricity to the consumer 120 over the DC-DC converter 70a and 70b is supplied, an electrical insulation between the DC power sources 110 and the consumer 120 provide. Furthermore, if the power converter 100 according to the present embodiment, by at least two DC-DC converters 70a and 70b is formed, in the event of an anomaly in one of the DC-DC converter, a remaining normal DC-DC converter continue the power supply to the load, so that the redundancy of the power converter increases.

Die Anzahl der Gleichstromwandler 70a und 70b wird je nach der Menge an Strom bestimmt, die der Verbraucher 120 benötigt. Gleichstrom, der den Gleichstromwandlern 70a und 70b jeweils zugeführt wird, kann aus derselben Gleichstromquelle 110 zugeführt werden oder kann aus verschiedenen Gleichstromquellen 110 zugeführt werden. Die Anzahl der Gleichstromwandler 70a und 70b ist nicht auf zwei beschränkt und muss lediglich bei wenigstens eins liegen. The number of DC-DC converters 70a and 70b is determined according to the amount of electricity that the consumer 120 needed. DC, the DC-DC converters 70a and 70b each is supplied, can from the same DC power source 110 can be supplied or can from different DC sources 110 be supplied. The number of DC-DC converters 70a and 70b is not limited to two and only needs to be at least one.

6 ist eine Darstellung, die eine Modifikation des Schaltplans des Stromrichters gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Bei einem in 6 veranschaulichten Stromumwandlungssystem 201 umfasst eine Stromumwandlungsschaltung 96 eines Stromrichters 101 einen Gleichstromwandler 70a. 6 FIG. 12 is a diagram illustrating a modification of the circuit diagram of the power converter according to the present embodiment. FIG. At an in 6 illustrated power conversion system 201 includes a power conversion circuit 96 a power converter 101 a DC-DC converter 70a ,

Bei den Stromrichtern 100 und 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Entladeschaltung 80 mit dem zweiten Kondensator 2 parallel geschaltet. Die Entladeschaltung 80 ist durch einen Entladeschalter 81 und einen Entladewiderstand 82 ausgebildet, die in Reihe geschaltet sind. Wenn eine Überspannung im zweiten Kondensator 2 erzeugt wird, wird der Entladeschalter 81 kurzgeschlossen. Wenn der Entladeschalter 81 kurzgeschlossen wird, wird die Ladung im zweiten Kondensator 2 schnell abgeleitet, um die Überspannung im zweiten Kondensator 2 zu steuern. Wenn ein Kurzschluss oder ein Erdschluss in einen Abschnitt in den Stromrichtern 100 und 101 eintritt oder wenn z. B. eine Störung einer Halbleitervorrichtung eintritt, kann der Entladeschalter 81 ebenfalls zum Schutz der Stromrichter 100 und 101 kurzgeschlossen werden.At the power converters 100 and 101 According to the present embodiment, the discharge circuit 80 with the second capacitor 2 connected in parallel. The discharge circuit 80 is through a discharge switch 81 and a discharge resistor 82 formed, which are connected in series. If an overvoltage in the second capacitor 2 is generated, the discharge switch 81 shorted. When the discharge switch 81 is shorted, the charge in the second capacitor 2 quickly derived to the overvoltage in the second capacitor 2 to control. If a short circuit or a ground fault in a section in the power converters 100 and 101 occurs or if z. B. a failure of a semiconductor device occurs, the discharge switch 81 also to protect the power converters 100 and 101 be shorted.

Hier wird ein Verfahren zum Starten des Stromrichters 100 beschrieben. Damit der Stromrichter 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Stromzufuhr zum Verbraucher 120 startet, müssen die ersten Kondensatoren 1 und die zweiten Kondensatoren 2 zuvor auf eine vorgegebene Spannung aufgeladen worden sein. Ein Vorgang zum Laden der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2, bei denen es sich um Glättungskondensatoren handelt, vor dem Start des Stromrichters 100 wird als „Vorladen” bezeichnet.Here is a procedure for starting the power converter 100 described. So that the power converter 100 according to the present embodiment, the power supply to the consumer 120 starts, the first capacitors must 1 and the second capacitors 2 previously charged to a predetermined voltage. A process to charge the first capacitors 1 and the second capacitors 2 , which are smoothing capacitors, before starting the converter 100 is called "pre-loading".

Zunächst wird ein Starten des Stromrichters 100 aus einem Zustand beschrieben, bei dem keine Ladung in sowohl den ersten Kondensatoren 1 als auch den zweiten Kondensatoren 2 übrig ist. Wenn die ersten Kondensatoren 1 vorgeladen werden, wird der Stromrichter 100 mit den Gleichstromquellen 110 über einen Widerstand verbunden. Alternativ dazu werden die Gleichstromquellen 110 und der Stromrichter 100 unter der Bedingung verbunden, dass die von den Gleichstromquellen 110 zugeführte Spannung gleich null ist, und die von den Gleichstromquellen 110 zugeführte Spannung wird allmählich auf eine festgelegte Spannung erhöht.First, a start of the power converter 100 from a state where there is no charge in both the first capacitors 1 as well as the second capacitors 2 is left over. When the first capacitors 1 be summoned, the power converter 100 with the DC power sources 110 connected via a resistor. Alternatively, the DC sources 110 and the power converter 100 connected to the condition that from the DC sources 110 supplied voltage is zero, and that of the DC sources 110 supplied voltage is gradually increased to a specified voltage.

Bei jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b sind der erste Kondensator 1 und der zweite Kondensator 2 durch den Transformator 6 elektrisch isoliert. Daher kann der zweite Kondensator 2 nicht geladen werden, es sei denn, beide oder eine von der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 und der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 wird betrieben.For each of the DC-DC converters 70a and 70b are the first capacitor 1 and the second capacitor 2 through the transformer 6 electrically isolated. Therefore, the second capacitor 2 can not be charged unless both or one of the first AC-DC conversion circuit 4 and the second AC-DC conversion circuit 5 is operated.

Ferner weist ein Stromweg, der den Transformator 6 umfasst, typischerweise eine geringe Impedanz auf. Folglich kann, wenn das Schalten der Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d und das Schalten der Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 und der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 in einem Zustand begonnen werden, in dem die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Kondensator 1 und dem zweiten Kondensator 2 hoch ist, der Einschaltstrom übermäßig ausfallen.Furthermore, a current path that the transformer 6 includes, typically a low impedance. Consequently, when the switching of the semiconductor devices 4a . 4b . 4c and 4d and switching the semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d the first AC-DC conversion circuit 4 and the second AC-DC conversion circuit 5 be started in a state in which the voltage difference between the first capacitor 1 and the second capacitor 2 is high, the inrush current is excessive.

Daher werden, während der erste Kondensator 1 durch die Gleichstromquelle 110 geladen wird, die Gleichstromwandler 70a und 70b jeweils betrieben, sodass Strom vom ersten Kondensator 1 auf den zweiten Kondensator 2 übertragen wird. Das bedeutet, der erste Kondensator 1 und der zweite Kondensator 2 müssen gleichzeitig vorgeladen werden, um zu verhindern, dass die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Kondensator 1 und dem zweiten Kondensator 2 zu groß wird.Therefore, while the first capacitor 1 through the DC power source 110 is charged, the DC-DC converter 70a and 70b each operated so that electricity from the first capacitor 1 on the second capacitor 2 is transmitted. That means the first capacitor 1 and the second capacitor 2 must be pre-charged at the same time to prevent the voltage difference between the first capacitor 1 and the second capacitor 2 gets too big.

Als nächstes wird ein Neustart, nachdem der Entladeschalter 81 kurzgeschlossen und die zweiten Kondensatoren 2 schnell entladen wurden, beschrieben. Damit die Gleichstromwandler 70a und 70b die Stromzufuhr zum Verbraucher 120 neu starten, nachdem die zweiten Kondensatoren 2 entladen wurden, müssen die zweiten Kondensatoren 2 vorgeladen werden.Next is a reboot after the discharge switch 81 shorted and the second capacitors 2 were discharged quickly described. Thus the DC-DC converter 70a and 70b the power supply to the consumer 120 restart after the second capacitors 2 have been discharged, the second capacitors 2 be summoned.

Jedoch werden, wenn der Entladeschalter 81 kurzgeschlossen wird, um einen Schutzvorgang durchzuführen, nur die zweiten Kondensatoren 2 entladen, während die ersten Kondensatoren 1 im geladenen Zustand gehalten werden. Folglich wird, wenn das Schalten der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 4 zum Laden der zweiten Kondensatoren 2 gestartet wird, die Spannungsdifferenz zwischen den ersten Kondensatoren 1 und den zweiten Kondensatoren 2 an die Impedanz von Stromwegen angelegt, welche die Transformatoren 6 umfassen, und kann einen übermäßigen Einschaltstrom verursachen.However, when the discharge switch 81 is shorted to perform a protection operation, only the second capacitors 2 discharge while the first capacitors 1 be kept in the charged state. Consequently, when the switching of the first AC-DC conversion circuits 4 for charging the second capacitors 2 is started, the voltage difference between the first capacitors 1 and the second capacitors 2 applied to the impedance of current paths which the transformers 6 and may cause excessive inrush current.

Je höher die Stromkapazität des Stromrichters 100 ist, desto höher ist gewöhnlich die Kapazität der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2. Je höher die Kapazität der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2 ist oder je kleiner die Impedanz von Ladestromwegen ist, desto größer ist der Einschaltstrom. The higher the current capacity of the converter 100 is, the higher is usually the capacity of the first capacitors 1 and the second capacitors 2 , The higher the capacity of the first capacitors 1 and the second capacitors 2 or the smaller the impedance of charge current paths, the greater the inrush current.

Um das Problem zu lösen, müssen die ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 4 beim Vorladen der zweiten Kondensatoren 2 mit einer ausreichend hohen Betriebsfrequenz geschaltet werden. Jedoch sind die in Stromrichtern hoher Kapazität verwendeten Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d und Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d hinsichtlich der Betriebsschaltgeschwindigkeit aufgrund von Einschränkungen durch Vorrichtungseigenschaften begrenzt.In order to solve the problem, the first AC-DC conversion circuits must 4 when precharging the second capacitors 2 be switched with a sufficiently high operating frequency. However, the semiconductor devices used in high capacity power converters are 4a . 4b . 4c and 4d and semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d limited in operating switching speed due to limitations of device characteristics.

Alternativ dazu gibt es ein denkbares Verfahren, bei dem die Gleichstromwandler 70a und 70b von den Stromquellen getrennt werden und dann die ersten Kondensatoren 1 durch eine Entladeschaltung (nicht dargestellt) entladen und anschließend die ersten Kondensatoren 1 und die zweiten Kondensatoren 2 gleichzeitig wieder geladen werden. Durch dieses Verfahren erhöht sich jedoch die Zeit, die nötig ist, bis die Stromzufuhr zum Verbraucher 120 neu gestartet wird. Ferner erhöht sich durch die Trennung und erneute Verbindung des Stromrichters 100 und der Gleichstromquellen 110 die Anzahl von Vorgängen in einem Hauptschalter, der zwischen jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b und der Gleichstromquelle 110 zum Schalten zwischen der Stromzufuhr und -unterbrechung bereitgestellt ist. Weiterhin verkürzt sich durch die erhöhte Anzahl von Ladungen und Entladungen der ersten Kondensatoren 1 die Lebensdauer der ersten Kondensatoren 1.Alternatively, there is a conceivable method in which the DC-DC converter 70a and 70b be disconnected from the power sources and then the first capacitors 1 discharged by a discharge circuit (not shown) and then the first capacitors 1 and the second capacitors 2 be reloaded at the same time. However, this procedure increases the time it takes to supply the power to the load 120 is restarted. It also increases due to the disconnection and reconnection of the converter 100 and the DC sources 110 the number of operations in a main switch between each of the DC-DC converters 70a and 70b and the DC power source 110 is provided for switching between the power supply and interruption. Furthermore, it is shortened by the increased number of charges and discharges of the first capacitors 1 the life of the first capacitors 1 ,

Um das obengenannte Problem zu lösen, umfasst der Stromrichter 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste Strombegrenzungsschaltung 3, die mit einer Klemme der primärseitigen Wicklung 61 von wenigstens einem der jeweiligen Transformatoren 6 der Gleichstromwandler 70a und 70b verbunden ist. Die erste Strombegrenzungsschaltung 3 ist mit dem dritten Leitungsweg 23 verbunden. Die erste Strombegrenzungsschaltung 3 weist den ersten Strombegrenzer 31, der durch den dritten Leitungsweg 23, den Leitungsweg für Wechselstrom, fließenden Strom steuert, und den ersten Schalter 32 auf. Der erste Strombegrenzer 31 und der erste Schalter 32 sind parallel geschaltet.To solve the above problem, the power converter includes 100 According to the present embodiment, the first current limiting circuit 3 connected to a terminal of the primary-side winding 61 of at least one of the respective transformers 6 the DC-DC converter 70a and 70b connected is. The first current limiting circuit 3 is with the third conduction path 23 connected. The first current limiting circuit 3 indicates the first current limiter 31 passing through the third conduction path 23 , the conduction path for alternating current, current flowing controls, and the first switch 32 on. The first current limiter 31 and the first switch 32 are connected in parallel.

Wenn nur die zweiten Kondensatoren 2 wieder geladen werden, nachdem die zweiten Kondensatoren 2 durch Kurzschließen des Entladeschalters 81 entladen wurden, wird der Gleichstromwandler 70a oder 70b, der den ersten Schalter 32 umfasst, mit geöffnetem ersten Schalter 32 betrieben, sodass Strom von den ersten Kondensatoren 1 auf die zweiten Kondensatoren 2 übertragen wird.If only the second capacitors 2 be recharged after the second capacitors 2 by shorting the discharge switch 81 are discharged, the DC-DC converter 70a or 70b that's the first switch 32 includes, with the first switch open 32 operated, so that electricity from the first capacitors 1 on the second capacitors 2 is transmitted.

Dadurch, dass der erste Strombegrenzer 31 im Ladestromweg enthalten ist, erhöht sich die Impedanz des Ladestromwegs vorübergehend. Daher kann selbst dann, wenn eine Spannungsdifferenz zwischen den ersten Kondensatoren 1 und den zweiten Kondensatoren 2 vorliegt, ein Einschaltstrom, der mit dem Laden der zweiten Kondensatoren 2 einhergeht, gesteuert werden. Das bedeutet, die erste Strombegrenzungsschaltung 3 steuert den Strom, der durch den dritten Leitungsweg 23, den Leitungsweg für Wechselstrom, fließt.This being the first current limiter 31 is included in the charge current path, the impedance of the charging current path increases temporarily. Therefore, even if a voltage difference between the first capacitors 1 and the second capacitors 2 present, an inrush current that comes with the charging of the second capacitors 2 is accompanied, controlled. That means the first current limiting circuit 3 controls the current flowing through the third conduction path 23 , the conduction path for alternating current, flows.

Der erste Schalter 32 wird kurzgeschlossen, nachdem die Spannung der zweiten Kondensatoren 2 einen vorgegebenen Wert erreicht hat oder nachdem die Spannungsdifferenz zwischen den ersten Kondensatoren 1 und den zweiten Kondensatoren 2 kleiner als ein vorgegebener Wert geworden ist. Dadurch entsteht ein Stromweg, der den ersten Strombegrenzer 31 umgeht, sodass es möglich ist zu verhindern, dass ein Betrieb beim Neustart der Stromzufuhr zum Verbraucher 120 beeinträchtigt wird.The first switch 32 is shorted after the voltage of the second capacitors 2 has reached a predetermined value or after the voltage difference between the first capacitors 1 and the second capacitors 2 has become smaller than a predetermined value. This creates a current path that is the first current limiter 31 bypasses so that it is possible to prevent operation when restarting the power supply to the consumer 120 is impaired.

Ferner ist es möglich, einen Regelwiderstand zu verwenden, der den Widerstandswert wie der erste Strombegrenzer 31 in der ersten Strombegrenzungsschaltung 3 verändern kann, um auf den ersten Schalter 32 zu verzichten. Diese Anordnung kann ebenfalls Strom steuern, der durch den dritten Leitungsweg 23, den Leitungsweg für Wechselstrom, fließt.Furthermore, it is possible to use a variable resistor which is the resistance value as the first current limiter 31 in the first current limiting circuit 3 can change to switch at first 32 to renounce. This arrangement can also control current through the third conduction path 23 , the conduction path for alternating current, flows.

Der erste Strombegrenzer 31 ist z. B. als Widerstand oder Drossel ausgeführt. Um die erste Strombegrenzungsschaltung 3 kostengünstig umzusetzen, handelt es sich beim ersten Strombegrenzer 31 bevorzugt um einen Widerstand.The first current limiter 31 is z. B. designed as a resistor or choke. To the first current limiting circuit 3 cost-effective to implement, it is the first current limiter 31 preferably a resistor.

Dahingegen kann, da die Gleichstromwandler 70a und 70b bei einer hohen Frequenz von einigen hundert Hz oder mehr arbeiten, selbst wenn der erste Strombegrenzer 31 eine Drossel ist, der Einschaltstrom durch Erhöhen der Impedanz gesteuert werden. Eine Drossel eignet sich aufgrund ihres geringen Widerstandsverlusts beim Vorladen für eine Verwendung, bei der häufig gestartet und gestoppt wird. Es versteht sich von selbst, dass der erste Strombegrenzer 31 als Kombination aus einem Widerstand und einer Drossel ausgeführt sein kann.On the other hand, as the DC-DC converter 70a and 70b operate at a high frequency of a few hundred Hz or more, even if the first current limiter 31 is a choke, the inrush current is controlled by increasing the impedance. A choke, due to its low resistance loss during precharge, is suitable for use that is frequently started and stopped. It goes without saying that the first current limiter 31 can be implemented as a combination of a resistor and a throttle.

Eine Stelle, an der die erste Strombegrenzungsschaltung 3 installiert ist, kann anstelle der Klemme der primärseitigen Wicklung 61 des Transformators 6 zwischen dem ersten Kondensator 1 und der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 oder zwischen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 und dem zweiten Kondensator 2 sein, wovon die gleichen Wirkungen zu erwarten sind. Somit kann die erste Strombegrenzungsschaltung 3 zwischen dem ersten Kondensator 1 und der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 oder zwischen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 und dem zweiten Kondensator 2 installiert sein.A spot where the first current limiting circuit 3 installed, instead of the terminal of the primary-side winding 61 of the transformer 6 between the first capacitor 1 and the first AC-DC conversion circuit 4 or between the second AC-DC conversion circuit 5 and the second capacitor 2 be what the same effects are to be expected. Thus, the first current limiting circuit 3 between the first capacitor 1 and the first AC-DC conversion circuit 4 or between the second AC-DC conversion circuit 5 and the second capacitor 2 be installed.

Die Verdrahtung zwischen dem ersten Kondensator 1 und der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 und die Verdrahtung zwischen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 und dem zweiten Kondensator 2 ist jedoch typischerweise derart ausgelegt, dass die parasitäre Induktivität gering ist. Der Zweck besteht hierbei darin, einen Spannungsstoß zu verringern, der beim Schalten der Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d und der Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d auftritt.The wiring between the first capacitor 1 and the first AC-DC conversion circuit 4 and the wiring between the second AC-DC conversion circuit 5 and the second capacitor 2 However, it is typically designed such that the parasitic inductance is low. The purpose here is to reduce a surge in the switching of the semiconductor devices 4a . 4b . 4c and 4d and the semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d occurs.

So erhöht sich durch Installieren der ersten Strombegrenzungsschaltung 3 zwischen dem ersten Kondensator 1 und der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 oder zwischen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 und dem zweiten Kondensator 2 typischerweise die Verdrahtungslänge, was sich sehr wahrscheinlich auf den Betrieb der Gleichstromwandler 70a und 70b auswirkt.This increases by installing the first current limiting circuit 3 between the first capacitor 1 and the first AC-DC conversion circuit 4 or between the second AC-DC conversion circuit 5 and the second capacitor 2 typically the wiring length, which is very likely to affect the operation of the DC-DC converter 70a and 70b effect.

Dahingegen umfassen die Wicklungen des Transformators 6 einige Induktivitätskomponenten. Die Induktivitätskomponenten sind für den Betrieb der Gleichstromwandler 70a und 70b erforderlich.On the other hand, the windings of the transformer include 6 some inductance components. The inductance components are for the operation of the DC-DC converter 70a and 70b required.

Daher ist es wünschenswerter, die erste Strombegrenzungsschaltung 3 an eine Klemme des Transformators 6 anzuschließen. Durch diese Anordnung lässt sich ein Anstieg parasitärer Induktivität verhindern, der sich auf das Schalten einer Hauptvorrichtung auswirkt, sodass die Auswirkungen auf den Betrieb einer Hauptschaltung minimierbar sind und die Anordnung und Verdrahtung von Komponenten erleichtert werden.Therefore, it is more desirable to use the first current limiting circuit 3 to a terminal of the transformer 6 to join. This arrangement can prevent an increase in parasitic inductance, which affects the switching of a main device, so that the effects on the operation of a main circuit can be minimized and the arrangement and wiring of components are facilitated.

Ferner kann eine Stelle, an der die erste Strombegrenzungsschaltung 3 installiert wird, eine Klemme der sekundärseitigen Wicklung 62 des Transformators 6 sein, wovon die gleichen Wirkungen zu erwarten sind. Wenn die erste Strombegrenzungsschaltung 3 an der sekundärseitigen Wicklung 62 des Transformator 6 installiert wird, besteht jedoch die Möglichkeit, dass magnetisierender Einschaltstrom im Transformator 6 zunimmt.Further, a location at which the first current limiting circuit 3 is installed, a terminal of the secondary-side winding 62 of the transformer 6 be what the same effects are to be expected. When the first current limiting circuit 3 on the secondary-side winding 62 of the transformer 6 However, there is the possibility that magnetizing inrush current in the transformer 6 increases.

Die Anregungsimpedanz des Transformators 6 ist üblicherweise höher als die Kurzschlussimpedanz. Somit ist Magnetisierungsstrom im Transformator 6 niedriger als Vorladestrom im zweiten Kondensator 2. Wenn das Schalten der Gleichstromwandler 70a und 70b gestartet und eine Rechteckwellenspannung an die primärseitige Wicklung 61 angelegt wird, wird der innere magnetische Fluss im Transformator 6 jedoch vorübergehend je nach Phase der Spannung vormagnetisiert. Dabei senkt sich die Anregungsimpedanz, wenn der Transformator 6 eine Sättigungsmagnetisierung aufgrund der Vormagnetisierung verursacht, was einen magnetisierenden Einschaltstrom zur Folge hat. Zusätzlich zum Vorladestrom im zweiten Kondensator 2 fließt dieser Strom durch die Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d und die Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d der Gleichstromwandler 70a und 70b.The excitation impedance of the transformer 6 is usually higher than the short circuit impedance. Thus, magnetizing current is in the transformer 6 lower than the pre-charge current in the second capacitor 2 , When switching the DC-DC converter 70a and 70b started and a square wave voltage to the primary-side winding 61 is applied, the internal magnetic flux in the transformer 6 but temporarily biased depending on the phase of the voltage. This lowers the excitation impedance when the transformer 6 causes saturation magnetization due to the bias, resulting in a magnetizing inrush current. In addition to the pre-charge current in the second capacitor 2 this current flows through the semiconductor devices 4a . 4b . 4c and 4d and the semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d the DC-DC converter 70a and 70b ,

Daher kann die erste Strombegrenzungsschaltung 3 Strom bei Inbetriebnahme wirksamer steuern, wenn sie an der primärseitigen Wicklung 61 anstelle der sekundärseitigen Wicklung 62 des Transformators 6 installiert ist. Jedoch kann im Hinblick auf die Auslegung des Transformators 6, wenn festgestellt werden kann, dass die Auswirkungen eines magnetisierenden Einschaltstroms gering sind, die erste Strombegrenzungsschaltung 3 an der sekundärseitigen Wicklung 62 des Transformators 6 zur einfacheren Anordnung und Verdrahtung von Komponenten installiert werden.Therefore, the first current limiting circuit 3 Control power more efficiently at start-up, if it is on the primary-side winding 61 instead of the secondary-side winding 62 of the transformer 6 is installed. However, with regard to the design of the transformer 6 if it can be determined that the effects of a magnetizing inrush current are low, the first current limiting circuit 3 on the secondary-side winding 62 of the transformer 6 for easier installation and wiring of components.

Wenn der Stromrichter 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wenigstens zwei Gleichstromwandler 70a und 70b umfasst, kann die erste Strombegrenzungsschaltung 3 in wenigstens einem der Gleichstromwandler 70a und 70b installiert sein. Die Paare aus den Klemmen 70-3 und 70-4 an den ausgangsseitigen Anschlüssen der Gleichstromwandler 70a und 70b sind zueinander parallel geschaltet. Das bedeutet, dass auch alle zweiten Kondensatoren 2 parallel geschaltet sind. Daher wird, wenn der zweite Kondensator 2 durch Betreiben eines der Gleichstromwandler 70a und 70b, in denen die erste Strombegrenzungsschaltung 3 installiert ist, geladen wird, der andere zweite Kondensator 2 ebenfalls geladen.When the power converter 100 According to the present embodiment, at least two DC-DC converters 70a and 70b includes, the first current limiting circuit 3 in at least one of the DC-DC converters 70a and 70b be installed. The pairs from the clamps 70-3 and 70-4 at the output terminals of the DC-DC converter 70a and 70b are connected in parallel. That means that all second capacitors 2 are connected in parallel. Therefore, when the second capacitor 2 by operating one of the DC-DC converters 70a and 70b in which the first current limiting circuit 3 is installed, charging, the other second capacitor 2 also loaded.

Wie oben umfasst der Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste Strombegrenzungsschaltung 3, die durch den dritten Leitungsweg 23, den Leitungsweg für Wechselstrom, fließenden Strom steuert, sodass selbst dann, wenn die Spannungsdifferenz zwischen den ersten Kondensatoren 1 und den zweiten Kondensatoren 2 hoch ist, der Einschaltstrom durch Vorladen der zweiten Kondensatoren 2 über den ersten Strombegrenzer 31 gesteuert werden kann.As above, the power converter according to the present embodiment includes the first current limiting circuit 3 passing through the third conduction path 23 , the conduction path for alternating current, current flowing controls, so even if the voltage difference between the first capacitors 1 and the second capacitors 2 is high, the inrush current by precharging the second capacitors 2 over the first current limiter 31 can be controlled.

Ferner umfasst der Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste Strombegrenzungsschaltung 3, die mit dem dritten Leitungsweg 23, dem Leitungsweg für Wechselstrom, verbunden ist, wodurch die gleichen Wirkungen erzielt werden, während verhindert wird, dass sich die parasitäre Induktivität so weit erhöht, dass sie den Betrieb der Hauptschaltung beeinträchtigt.Furthermore, the power converter according to the present embodiment includes the first current limiting circuit 3 that with the third conduction path 23 , the conduction path for alternating current, which achieves the same effects while preventing the parasitic inductance from increasing so much that it interferes with the operation of the main circuit.

Weiterhin umfasst der Stromrichter 100, wie in 1, wenigstens zwei Gleichstromwandler 70a und 70b, sodass selbst dann, wenn einer der Gleichstromwandler 70a und 70b gestört ist und ausfällt, der andere der Gleichstromwandler 70a und 70b ohne Störung angetrieben werden kann. Somit erhöht sich die Zuverlässigkeit des Stromrichters 100.Furthermore, the power converter includes 100 , as in 1 , at least two DC-DC converters 70a and 70b so even if one of the DC-DC converters 70a and 70b is disturbed and fails, the other the DC-DC converter 70a and 70b can be driven without interference. Thus, the reliability of the converter increases 100 ,

Selbst wenn die erste Strombegrenzungsschaltung 3 in dem einzigen Gleichstromwandler 70a installiert ist, wie beim Stromrichter 101 in 6 dargestellt, kann der Einschaltstrom ebenso durch Vorladen des zweiten Kondensators 2 über den ersten Strombegrenzer 31 gesteuert werden.Even if the first current limiting circuit 3 in the single DC-DC converter 70a is installed, as with the power converter 101 in 6 shown, the inrush current can also by precharging the second capacitor 2 over the first current limiter 31 to be controlled.

Zweite Ausführungsform.Second embodiment.

7 ist ein Diagramm, das einen Ladevorgang von Kondensatoren in einem Stromrichter gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Umsetzung dieser Erfindung veranschaulicht. 7 stellt ein Spannungsverhältnis (im Folgenden als „Spannungsverhältnis” bezeichnet) vC2/(n·vC1) beim Durchführen des oben beschriebenen Ladevorgangs schematisch dar. Das Spannungsverhältnis wird aus dem Wert der Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 erhalten, der durch das Übersetzungsverhältnis n und die Spannung vC1 des ersten Kondensators 1 dividiert wird. Das Übersetzungsverhältnis n wird aus dem Wert der Anzahl von Windungen n2 der sekundärseitigen Wicklung 62 im Transformator 6, dividiert durch die Anzahl von Windungen n1 der primärseitigen Wicklung 61, erhalten. 7 FIG. 15 is a diagram illustrating a charging process of capacitors in a power converter according to a second embodiment for practicing this invention. FIG. 7 schematically represents a voltage ratio (hereinafter referred to as "voltage ratio") vC2 / (n * vC1) in performing the charging operation described above. The voltage ratio becomes the value of the voltage vC2 of the second capacitor 2 obtained by the gear ratio n and the voltage vC1 of the first capacitor 1 divided. The gear ratio n becomes the value of the number of turns n2 of the secondary-side winding 62 in the transformer 6 divided by the number of turns n1 of the primary-side winding 61 , receive.

In 7 geben die horizontalen Achsen in der oberen, mittleren und unteren Zeile die Zeit wieder. Die vertikale Achse in der oberen Zeile gibt das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) wieder. Die vertikale Achse in der mittleren Zeile gibt die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 wieder. Die vertikale Achse in der unteren Zeile gibt den Spitzenwert von durch den zweiten Kondensator 2 fließendem Ladestrom wieder. Wellenformen mit durchgängigen Linien stehen in 7 für Wellenformen, bei denen der erste Schalter 32 bei einem Zeitpunkt t1 kurzgeschlossen wird. Wellenformen mit gestrichelten Linien stehen in 7 für Wellenformen, bei denen der erste Schalter 32 zum Zeitpunkt t1 nicht kurzgeschlossen wird (offen ist). Die Spannung vC1 des ersten Kondensators 1 und die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 weisen nach abgeschlossenem Laden die Beziehung vC1 = vC2/n auf. Somit wird das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) für die vertikale Achse in 7 verwendet.In 7 The horizontal axes in the top, middle and bottom lines represent the time. The vertical axis in the upper line represents the voltage ratio vC2 / (n · vC1). The vertical axis in the middle row gives the voltage vC2 of the second capacitor 2 again. The vertical axis in the bottom row gives the peak value of the second capacitor 2 flowing charging current again. Waveforms with continuous lines are in 7 for waveforms where the first switch 32 is shorted at a time t1. Waveforms with dashed lines are in 7 for waveforms where the first switch 32 is not short-circuited at time t1 (open). The voltage vC1 of the first capacitor 1 and the voltage vC2 of the second capacitor 2 after completion of loading, the relation vC1 = vC2 / n. Thus, the voltage ratio vC2 / (n · vC1) for the vertical axis becomes 7 used.

Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, ist, wenn der erste Schalter 32 geöffnet ist und der zweite Kondensator 2 geladen wird, während der Einschaltstrom gesteuert wird, die Zeit, die zum Laden erforderlich ist, wie bei den Wellenformen mit den gestrichelten Linien in 7 erhöht. Ein Problem in einem Fall, bei dem Einschaltstrom (d. h. Ladestrom) während des Ladens des zweiten Kondensators 2 unterdrückt wird, ist der Spitzenwert des Ladestroms, der beim Ladevorgang erzeugt wird.As described in the first embodiment, when the first switch 32 is open and the second capacitor 2 is charged while the inrush current is controlled, the time required for charging, as in the waveforms with the broken lines in 7 elevated. A problem in a case where inrush current (ie charging current) during charging of the second capacitor 2 is suppressed, is the peak value of the charging current, which is generated during the charging process.

In 7 nimmt, wenn der zweite Kondensator 2 über den ersten Strombegrenzer 31 geladen wird, der Spitzenwert des Ladestroms ab, während die Spannung des zweiten Kondensators 2 steigt. Daher kann zum Zeitpunkt t1, bevor das Laden des zweiten Kondensators 2 abgeschlossen ist, der erste Schalter 32 kurzgeschlossen werden. Gleichzeitig liegen die Spannung des zweiten Kondensators 2 und der Spitzenwert des Ladestroms in den Wellenformen mit den durchgängigen Linien in 7 vor. Die Steuereinheit 90 bestimmt jedoch den Zeitpunkt t1 derart, dass der Spitzenwert des Ladestroms unmittelbar nach dem Kurzschließen des ersten Schalters 32 einen zulässigen Wert nicht überschreitet.In 7 takes when the second capacitor 2 over the first current limiter 31 is charged, the peak value of the charging current while the voltage of the second capacitor 2 increases. Therefore, at time t1, before charging the second capacitor 2 is complete, the first switch 32 be shorted. At the same time the voltage of the second capacitor 2 and the peak value of the charging current in the waveforms with the solid lines in FIG 7 in front. The control unit 90 determines, however, the time t1 such that the peak value of the charging current immediately after the shorting of the first switch 32 does not exceed a permissible value.

Somit erhöht sich, wie in 7 dargestellt, nach Ladebeginn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) allmählich und der Spitzenwert des Ladestroms nimmt allmählich ab. Nachdem sich das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) auf einen bestimmten Wert erhöht hat, schließt die Steuereinheit 90 den ersten Schalter 32 kurz. Wenn die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 höher als ein vorgegebener Wert a ist, stellt die Steuereinheit 90 fest, dass das Vorladen des zweiten Kondensators 2 abgeschlossen ist, und startet einen normalen Betriebsmodus. Durch diese Steuerungen lässt sich die zum Laden benötigte Zeit weiter verringern, als wenn der erste Schalter 32 nicht kurzgeschlossen wird (die Wellenformen mit den gestrichelten Linien in 7), und zwar so weit, dass der Spitzenwert des Ladestroms einen Spitzenwert c unmittelbar nach dem Ladebeginn nicht überschreitet.Thus, as in 7 shown, after charging start, the voltage ratio vC2 / (n · vC1) gradually and the peak value of the charging current gradually decreases. After the voltage ratio vC2 / (n · vC1) has increased to a certain value, the control unit closes 90 the first switch 32 short. When the voltage vC2 of the second capacitor 2 is higher than a predetermined value a, represents the control unit 90 states that precharging the second capacitor 2 is completed, and starts a normal operating mode. These controls further reduce the time required for charging than when the first switch 32 is not shorted (the waveforms with the dashed lines in 7 ), so far that the peak value of the charging current does not exceed a peak value c immediately after charging.

Um die zum Laden benötigte Zeit zu verringern und gleichzeitig zu vermeiden, dass der Spitzenwert des durch den zweiten Kondensator 2 fließenden Ladestroms zu hoch wird, muss der Zustand des ersten Schalters 32 je nach Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Kondensator 1 und dem zweiten Kondensator 2 ausgewählt werden.To reduce the charging time required while avoiding the peak of the second capacitor 2 flowing charging current is too high, the state of the first switch must 32 depending on the voltage difference between the first capacitor 1 and the second capacitor 2 to be selected.

In 7 öffnet die Steuereinheit 90 den ersten Schalter 32 und das Vorladen beginnt. Das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) steigt allmählich von null an. Die Steuereinheit 90 führt eine Steuerung zum Kurzschließen des ersten Schalters 32, wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) größer als ein vorgegebener Wert b ist, und zum Öffnen des ersten Schalters 32, wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) kleiner gleich dem vorgegebenen Wert b ist, durch.In 7 opens the control unit 90 the first switch 32 and the preloading starts. The voltage ratio vC2 / (n * vC1) gradually increases from zero. The control unit 90 performs a control to short-circuit the first one switch 32 when the voltage ratio vC2 / (n * vC1) is greater than a predetermined value b, and to open the first switch 32 when the voltage ratio vC2 / (n · vC1) is less than or equal to the predetermined value b by.

Der Wert b ist mit einem Wert vorgegeben, bei dem der Spitzenwert des Ladestroms den Spitzenwert c unmittelbar nach dem Ladebeginn nicht überschreitet. Danach stellt die Steuereinheit 90 fest, wenn die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 größer als der Wert a ist, dass das Vorladen des zweiten Kondensators 2 abgeschlossen ist, und startet den normalen Betriebsmodus. Durch diese Steuerungen lässt sich die zum Laden benötigte Zeit weiter verringern, als wenn der erste Schalter 32 nicht kurzgeschlossen wird (die Wellenformen mit den gestrichelten Linien in 7), und zwar so weit, dass der Spitzenwert des Ladestroms den Spitzenwert c unmittelbar nach dem Ladebeginn nicht überschreitet.The value b is set at a value at which the peak value of the charging current does not exceed the peak value c immediately after the charging start. After that puts the control unit 90 fixed when the voltage vC2 of the second capacitor 2 greater than the value a is that the precharging of the second capacitor 2 is completed and starts the normal operating mode. These controls further reduce the time required for charging than when the first switch 32 is not shorted (the waveforms with the dashed lines in 7 ), so far that the peak value of the charging current does not exceed the peak value c immediately after charging.

8 ist ein Ablaufschema, das den Ladevorgang der Kondensatoren im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. In 8 wird der oben beschriebene Startvorgang veranschaulicht. In 8 stehen vC1, vC2 und n für die Spannung des ersten Kondensators 1, die Spannung des zweiten Kondensators 2 bzw. das Übersetzungsverhältnis, bei dem es sich um den Wert der Anzahl von Windungen n2 der sekundärseitigen Wicklung 62 im Transformator 6, dividiert durch die Anzahl von Windungen n1 der primärseitigen Wicklung 61, handelt. 8th FIG. 10 is a flowchart illustrating the charging operation of the capacitors in the power converter according to the present embodiment. In 8th the boot process described above is illustrated. In 8th vC1, vC2 and n represent the voltage of the first capacitor 1 , the voltage of the second capacitor 2 or the gear ratio, which is the value of the number of turns n2 of the secondary-side winding 62 in the transformer 6 divided by the number of turns n1 of the primary-side winding 61 , acts.

In Schritt S1 erfasst die Steuereinheit 90, wenn eine übergeordnete Steuerung an die Steuereinheit 90 einen Startbefehl zum Starten des Stromrichters 100 ausgibt, zunächst die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2.In step S1, the control unit detects 90 if a parent control to the control unit 90 a start command to start the power converter 100 initially outputs the voltage vC2 of the second capacitor 2 ,

In Schritt S2 stellt, wenn die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 größer als der vorgegebene Wert a ist, die Steuereinheit 90 fest, dass das Laden des zweiten Kondensators 2 abgeschlossen ist.In step S2, when the voltage vC2 of the second capacitor 2 greater than the predetermined value a, the control unit 90 notice that the charging of the second capacitor 2 is completed.

Anschließend wird in Schritt S7 der normale Betriebsmodus gestartet und das Starten des Stromrichters 100 abgeschlossen (Schritt S8). Als vorgegebener Wert a wird in diesem Fall z. B. ein Schwellenwert, bei dem die Gleichstromwandler 70a und 70b sich in einem Zustand befinden, in dem sie stabil regelbar sind, je nach dem vom Verbraucher 120 benötigten Strom eingestellt.Subsequently, in step S7, the normal operating mode is started and the starting of the power converter 100 completed (step S8). As a predetermined value a in this case z. B. a threshold value at which the DC-DC converter 70a and 70b in a state in which they are stable, depending on the consumer 120 required power set.

Ferner erfasst die Steuereinheit 90, wenn die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 kleiner gleich dem Schwellenwert a in Schritt S2 ist und das Vorladen des zweiten Kondensators 2 erforderlich ist, in Schritt S3 die Spannung vC1 des ersten Kondensators 1 zum Vergleich mit vC2.Further, the control unit detects 90 when the voltage vC2 of the second capacitor 2 is less than the threshold a in step S2 and the precharging of the second capacitor 2 is required, in step S3, the voltage vC1 of the first capacitor 1 for comparison with vC2.

Wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) kleiner gleich dem vorgegebenen Wert b in Schritt S3 ist, schaltet sich die Steuereinheit 90 in Schritt S4 aus, d. h. sie öffnet den ersten Schalter 32.When the voltage ratio vC2 / (n · vC1) is less than or equal to the predetermined value b in step S3, the control unit turns on 90 in step S4, ie it opens the first switch 32 ,

Wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) größer als der vorgegebene Wert b in Schritt S3 ist, schaltet sich die Steuereinheit 90 in Schritt S5 ein, d. h. sie schließt den ersten Schalter 32 kurz. Der vorgegebene Wert b wird in diesem Fall auf einen Wert eingestellt, bei dem der Ladestrom im zweiten Kondensator 2 einen Höchststrom in Komponenten, welche die Gleichstromwandler 70a und 70b bilden, nicht überschreitet.When the voltage ratio vC2 / (n · vC1) is larger than the predetermined value b in step S3, the control unit turns on 90 in step S5, ie it closes the first switch 32 short. The predetermined value b is set in this case to a value at which the charging current in the second capacitor 2 a maximum current in components which the DC-DC converter 70a and 70b do not exceed.

Daraufhin startet die Steuereinheit 90 in Schritt S6 einen Vorlademodus und beginnt mit dem Schalten der Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d und der Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d in den Gleichstromwandlern 70a und 70b. Die Gleichstromwandler 70a und 70b steuern Schaltmuster der Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d und der Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d, wodurch sie dazu imstande sind, die vom ersten Kondensator 1 auf den zweiten Kondensator 2 übertragene Strommenge anzupassen. Beim Schalten im Vorlademodus wird ein Schaltmuster angewandt, bei dem die übertragene Strommenge begrenzt ist, sodass der Ladestrom im zweiten Kondensator 2 den zulässigen Wert nicht überschreitet.Then the control unit starts 90 in step S6, a precharge mode and starts switching the semiconductor devices 4a . 4b . 4c and 4d and the semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d in the DC-DC converters 70a and 70b , The DC-DC converter 70a and 70b control switching patterns of the semiconductor devices 4a . 4b . 4c and 4d and the semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d whereby they are capable of, that of the first capacitor 1 on the second capacitor 2 adjusted amount of electricity. When switching in the precharge mode, a switching pattern is applied in which the amount of current transmitted is limited, so that the charging current in the second capacitor 2 does not exceed the permissible value.

Anschließend kehrt das Verfahren von Schritt S6 zu Schritt S2 zurück und die Steuereinheit 90 führt nochmals einen ersten Vorladeschritt durch die Schritte S2, S3, S4 und S6 oder einen zweiten Vorladeschritt durch die Schritte S2, S3, S5 und S6 durch, bis die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 größer wird als der vorgegebene Wert a, d. h., bis das Vorladen des zweiten Kondensators 2 nicht mehr nötig ist, um den Vorlademodus fortzusetzen.Subsequently, the process returns from step S6 to step S2 and the control unit 90 performs again a first Vorladeschritt by the steps S2, S3, S4 and S6 or a second Vorladeschritt by the steps S2, S3, S5 and S6 until the voltage vC2 of the second capacitor 2 becomes larger than the predetermined value a, that is, until the precharging of the second capacitor 2 is no longer necessary to continue the preload mode.

Beim oben beschriebenen Feststellungsvorgang in Schritt S2 wird, wenn die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 gleich dem Schwellenwert a ist, eine Feststellung „Nein” getroffen und mit Schritt S3 fortgefahren. Alternativ dazu wird, wenn die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 gleich dem Schwellenwert a ist, eine Feststellung „Ja” getroffen und mit Schritt S7 fortgefahren. Das bedeutet, wenn die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 gleich dem Schwellenwert a ist, kann eine getroffene Feststellung entweder „Ja” oder „Nein” sein.In the above-described determination process in step S2, when the voltage vC2 of the second capacitor becomes 2 is equal to the threshold a, a determination of "No" is made and proceeded to step S3. Alternatively, when the voltage vC2 of the second capacitor becomes 2 is equal to the threshold a, a determination of "Yes" is made and proceeded to step S7. This means when the voltage vC2 of the second capacitor 2 is equal to the threshold a, a determination made may be either "yes" or "no".

Beim oben beschriebenen Feststellungsvorgang in Schritt S3 wird, wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) gleich dem Wert b ist, eine Feststellung „Nein” getroffen und mit Schritt S4 fortgefahren. Alternativ dazu wird, wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) gleich dem Wert b ist, eine Feststellung „Ja” getroffen und mit Schritt S5 fortgefahren. Das bedeutet, wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) gleich dem Wert b ist, kann eine getroffene Feststellung entweder „Ja” oder „Nein” sein.In the above-described determination process in step S3, if the voltage ratio vC2 / (n · vC1) is equal to the value b, a determination of "no" is made and the operation proceeds to step S4. Alternatively, when the voltage ratio vC2 / (n · vC1) is equal to the value b, a determination of "Yes" is made, and the operation proceeds to step S5. The that is, when the voltage ratio vC2 / (n * vC1) is equal to the value b, a determination made may be either "yes" or "no".

9 ist eine Darstellung, die einen Betrieb der Gleichstromwandler im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. 10 ist eine Darstellung, die einen anderen Betrieb der Gleichstromwandler im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Die 9 und 10 sind Beispiele für Schaltmuster im Vorlademodus, wenn es sich bei den Gleichstromwandlern 70a und 70b um eine Halbbrücke handelt, wie in 2 dargestellt. In den 9 und 10 geben die horizontalen Achsen die Zeit wieder. Die vertikalen Achsen geben die Betriebszustände der Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 5a und 5b wieder. 9 FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of the DC-DC converter in the power converter according to the present embodiment. FIG. 10 FIG. 12 is a diagram illustrating another operation of the DC-DC converter in the power converter according to the present embodiment. The 9 and 10 are examples of switching patterns in precharge mode when dealing with DC-DC converters 70a and 70b is a half bridge, as in 2 shown. In the 9 and 10 the horizontal axes represent the time. The vertical axes indicate the operating states of the semiconductor devices 4a . 4b . 5a and 5b again.

In 9 werden nur die beiden Halbleitervorrichtungen 4a und 4b der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4 bei einer vorgegebenen Frequenz geschaltet, sodass das Leitungsverhältnis 50% beträgt. Dabei arbeitet die zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 als Diodengleichrichter. In 10 werden die Halbleitervorrichtungen 5a und 5b der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 bei einem Leitungsverhältnis von 50% und bei einer vorgegebenen Frequenz geschaltet. Das Schaltmuster der Halbleitervorrichtungen 5a und 5b der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 5 ist gleich dem Schaltmuster der Halbleitervorrichtungen 4a und 4b der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 4.In 9 only the two semiconductor devices 4a and 4b the first AC-DC conversion circuit 4 switched at a given frequency so that the line ratio is 50%. In this case, the second AC-DC conversion circuit operates 5 as a diode rectifier. In 10 become the semiconductor devices 5a and 5b the second AC-DC conversion circuit 5 switched at a line ratio of 50% and at a given frequency. The switching pattern of the semiconductor devices 5a and 5b the second AC-DC conversion circuit 5 is equal to the switching pattern of the semiconductor devices 4a and 4b the first AC-DC conversion circuit 4 ,

Bei der in 8 dargestellten Startsequenz überschreitet zunächst das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) den Schwellenwert b und der erste Schalter 32 wird kurzgeschlossen. Ferner wird beim weiteren Laden des zweiten Kondensators 2, wenn die Spannung vC2 des zweiten Kondensators 2 größer als der Schwellenwert a wird, festgestellt, dass das Vorladen abgeschlossen ist und das Starten abgeschlossen ist, und die Gleichstromwandler 70a und 70b gehen in den normalen Betriebsmodus über.At the in 8th shown start sequence first exceeds the voltage ratio vC2 / (n · vC1) the threshold b and the first switch 32 will be shorted. Further, upon further charging of the second capacitor 2 when the voltage vC2 of the second capacitor 2 is greater than the threshold a, it is determined that the precharge is complete and the startup is complete, and the DC / DC converters 70a and 70b go into the normal operating mode.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren können die gleichen Wirkungen erzielt werden wie bei der ersten Ausführungsform und es kann zudem die Zeit verringert werden, die zum Vorladen des zweiten Kondensators 2 erforderlich ist.With the above-described method, the same effects as those of the first embodiment can be obtained and, in addition, the time required for precharging the second capacitor can be reduced 2 is required.

Wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) größer ist als der vorgegebene Wert b in Schritt S3 in 8, schließt in Schritt S5 die Steuereinheit 90 den ersten Schalter 32 kurz (schaltet ihn ein). Wenn es nicht nötig ist, die zum Vorladen erforderliche Zeit zu verringern, kann die Steuereinheit 90 in Schritt S5 den ersten Schalter 32 offen (ausgeschaltet) lassen wie in Schritt S4. Das bedeutet, die Steuereinheit 90 führt eine Steuerung durch, bei der Schritt S5 des zweiten Vorladeschritts aus den Schritten S2, S3, S5 und S6 durch Schritt S4 ersetzt ist.When the voltage ratio vC2 / (n * vC1) is larger than the predetermined value b in step S3 in FIG 8th , in step S5, closes the control unit 90 the first switch 32 short (turns it on). If it is not necessary to reduce the time required for precharge, the control unit may 90 in step S5, the first switch 32 leave open (off) as in step S4. That means the control unit 90 performs a control in which step S5 of the second precharge step of steps S2, S3, S5 and S6 is replaced by step S4.

Wie beim Stromrichter 101 in 6 dargestellt, kann selbst dann, wenn die erste Strombegrenzungsschaltung 3 in dem einzigen Gleichstromwandler 70a installiert ist, die gleiche Steuerung wie oben durchgeführt werden.As with the power converter 101 in 6 can be shown, even if the first current limiting circuit 3 in the single DC-DC converter 70a is installed, the same control as above are performed.

Dritte Ausführungsform.Third embodiment.

11 ist eine Darstellung, die einen Betrieb zum Laden von Kondensatoren in einem Stromrichter gemäß einer dritten Ausführungsform zum Umsetzen dieser Erfindung veranschaulicht. Die Komponenten der Gleichstromwandler 70a und 70b in 11 sind gleich, sodass die Bezugszeichen für die Komponenten des Gleichstromwandlers 70b weggelassen werden. 11 Fig. 12 is a diagram illustrating an operation for charging capacitors in a power converter according to a third embodiment for practicing this invention. The components of the DC-DC converter 70a and 70b in 11 are the same, so that the reference numerals for the components of the DC-DC converter 70b be omitted.

In 11 unterscheidet sich ein Stromumwandlungssystem 202 gemäß der vorliegenden Ausführungsform von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass es einen Stromrichter 102 anstelle des Stromrichters 100 in 1 und eine Wechselstromquelle 111 anstelle der beiden Gleichstromquellen 110 in 1 umfasst.In 11 differs a power conversion system 202 according to the present embodiment of the first embodiment in that it is a power converter 102 instead of the power converter 100 in 1 and an AC power source 111 instead of the two DC sources 110 in 1 includes.

Der Stromrichter 102 umfasst eine Stromumwandlungsschaltung 97 anstelle der Stromumwandlungsschaltung 95 in 1 und eine Steuereinheit 90. Die Stromumwandlungsschaltung 97 umfasst die beiden Gleichstromwandler 70a und 70b, eine Entladeschaltung 80 und einen Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71. Die Stromumwandlungsschaltung 97 unterscheidet sich von der Stromumwandlungsschaltung 95 in 1 dahingehend, dass sie ferner den Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 umfasst.The power converter 102 includes a power conversion circuit 97 instead of the power conversion circuit 95 in 1 and a control unit 90 , The power conversion circuit 97 includes the two DC-DC converters 70a and 70b , a discharge circuit 80 and an AC-DC power converter 71 , The power conversion circuit 97 differs from the power conversion circuit 95 in 1 in that it further comprises the AC-DC power converter 71 includes.

Der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 umfasst zwei dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7, eine zweite Strombegrenzungsschaltung 8, die durch einen Leitungsweg für Wechselstrom aus der Wechselstromquelle 111 fließenden Strom steuert, einen Hauptschalter 9, der zwischen Stromzufuhr und -unterbrechung schaltet, eine Drossel 10, zwei Paare aus den Klemmen 71-1 und 71-2 sowie 71-3 und 71-4 an gleichstromseitigen Anschlüssen und ein Paar aus den Klemmen 71-5 und 71-6 an wechselstromseitigen Anschlüssen, die für die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 vorgesehen sind. Der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 wandelt Wechselstrom und Gleichstrom ineinander um.The AC-DC converter 71 includes two third AC-DC conversion circuits 7 , a second current limiting circuit 8th passing through a line path for alternating current from the AC source 111 flowing electricity controls, a main switch 9 switching between power supply and interruption, a throttle 10 , two pairs from the clamps 71-1 and 71-2 such as 71-3 and 71-4 on DC side connections and a pair off the terminals 71-5 and 71-6 at AC-side terminals, which are for the third AC-DC conversion circuits 7 are provided. The AC-DC converter 71 Converts AC and DC into each other.

Hierbei bildet ein Leitungsweg für Wechselstrom aus der Wechselstromquelle 111 einen vierten Leitungsweg 24. Der vierte Leitungsweg 24 ist ein Leitungsweg von der Wechselstromquelle 111 zu einem Paar aus den Klemmen 7-3 und 7-4 an wechselstromseitigen Anschlüssen jeder dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 in 11.In this case forms a path for AC power from the AC source 111 a fourth conduction path 24 , The fourth route 24 is a conduction path from the AC power source 111 to a pair out of the clamps 7-3 and 7-4 at AC side terminals of each third AC-DC conversion circuit 7 in 11 ,

In 11 ist das Paar aus den Klemmen 71-5 und 71-6 an den wechselstromseitigen Anschlüssen im Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 mit der Wechselstromquelle 111 verbunden. Die beiden Paare aus den Klemmen 71-1 und 71-2 sowie 71-3 und 71-4 an den gleichstromseitigen Anschlüssen im Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 sind mit den entsprechenden Paaren aus den Klemmen 70-1 und 70-2 an eingangsseitigen Anschlüssen der Gleichstromwandler 70a und 70b verbunden.In 11 is the pair out of the clamps 71-5 and 71-6 at the AC side terminals in the AC-DC converter 71 with the AC power source 111 connected. The two pairs from the clamps 71-1 and 71-2 such as 71-3 and 71-4 at the DC side terminals in the AC-DC converter 71 are with the corresponding pairs of clamps 70-1 and 70-2 at input side terminals of the DC-DC converter 70a and 70b connected.

Die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 weisen jeweils ein Paar aus den Klemmen 7-1 und 7-2 an gleichstromseitigen Anschlüssen, die einen Leitungsweg für Gleichstrom bilden, und das Paar aus den Klemmen 7-3 und 7-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen, das einen Leitungsweg für Wechselstrom bildet, auf. Gleichstromanschlüsse der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 sind mit einem ersten Leitungsweg 21 verbunden und Wechselstromanschlüsse der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 sind mit dem vierten Leitungsweg 24 verbunden.The third AC-DC conversion circuits 7 each have a pair of the terminals 7-1 and 7-2 on DC side terminals that form a DC conduction path, and the pair on the terminals 7-3 and 7-4 at the AC side terminals, which forms a conduction path for AC. DC terminals of the third AC-DC conversion circuits 7 are with a first conduction path 21 connected and AC terminals of the third AC-DC conversion circuits 7 are with the fourth conduction path 24 connected.

Die jeweiligen Paare aus den Klemmen 7-1 und 7-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen der zwei dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 sind mit den entsprechenden beiden Paaren aus den Klemmen 71-1 und 71-2 sowie 71-3 und 71-4 an den gleichstromseitigen Anschlüssen im Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 verbunden. Das bedeutet, die Paare aus den Klemmen 7-1 und 7-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen der beiden dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 sind mit den entsprechenden Paaren aus den Klemmen 4-1 bzw. 4-2 an gleichstromseitigen Anschlüssen der beiden ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 4 verbunden.The respective pairs from the clamps 7-1 and 7-2 at the DC side terminals of the two third AC-DC conversion circuits 7 are with the corresponding two pairs of the terminals 71-1 and 71-2 such as 71-3 and 71-4 at the DC side terminals in the AC-DC converter 71 connected. That means the pairs out of the clamps 7-1 and 7-2 at the DC side terminals of the two third AC-DC conversion circuits 7 are with the corresponding pairs of clamps 4-1 respectively. 4-2 at DC side terminals of the two first AC-DC conversion circuits 4 connected.

Die jeweiligen Paare aus den Klemmen 7-3 und 7-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen der beiden dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 sind alle in Reihe geschaltet. Die Klemme 7-3 an einem der wechselstromseitigen Anschlüsse einer der beiden dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 ist mit der Klemme 71-5 an einem der wechselstromseitigen Anschlüsse im Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 über die Drossel 10, die zweite Strombegrenzungsschaltung 8 und den Hauptschalter 9 verbunden. Die Klemme 7-4 am anderen wechselstromseitigen Anschluss der anderen der beiden dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 ist mit der Klemme 71-6 am anderen wechselstromseitigen Anschluss im Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 verbunden. Das bedeutet, der Hauptschalter 9 ist mit dem wechselstromseitigen Anschluss im Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 verbunden.The respective pairs from the clamps 7-3 and 7-4 at the AC side terminals of the two third AC-DC conversion circuits 7 they are all connected in series. the clamp 7-3 at one of the AC side terminals of one of the two third AC-DC conversion circuits 7 is with the clamp 71-5 at one of the AC side terminals in the AC-DC converter 71 over the throttle 10 , the second current limiting circuit 8th and the main switch 9 connected. the clamp 7-4 at the other AC side terminal of the other of the two third AC-DC conversion circuits 7 is with the clamp 71-6 at the other AC-side terminal in the AC-DC converter 71 connected. That means the main switch 9 is with the AC side terminal in the AC-DC converter 71 connected.

Die zweite Strombegrenzungsschaltung 8 weist einen zweiten Strombegrenzer 83, der durch den vierten Leitungsweg 24, den Leitungsweg für Wechselstrom aus der Wechselstromquelle 111, fließenden Strom steuert, und einen zweiten Schalter 84 auf. Der zweite Strombegrenzer 83 und der zweite Schalter 84 sind parallel geschaltet.The second current limiting circuit 8th has a second current limiter 83 passing through the fourth conduction path 24 , the conduction path for AC power from the AC power source 111 , flowing current controls, and a second switch 84 on. The second current limiter 83 and the second switch 84 are connected in parallel.

Die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 wandeln jeweils Wechselstrom und Gleichstrom ineinander um. Die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 wandeln einen Wechselspannungseingang aus der Wechselstromquelle 111 zum Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 in Gleichspannung um und führen diese den jeweiligen Paaren aus den Klemmen 70-1 und 70-2 an den eingangsseitigen Anschlüssen der Gleichstromwandler 70a und 70b zu.The third AC-DC conversion circuits 7 Convert alternating current and direct current into each other. The third AC-DC conversion circuits 7 convert an AC input from the AC source 111 to the AC-DC converter 71 in DC voltage and lead them to the respective pairs of the terminals 70-1 and 70-2 at the input side terminals of the DC-DC converter 70a and 70b to.

Neben dem Eingang und Ausgang eines jeden der Gleichstromwandler 70a und 70b steuert die Steuereinheit 90 einen Wechselstromeingang zum Paar aus den Klemmen 71-5 und 71-6 an den wechselstromseitigen Anschlüssen und einen Gleichstromausgang aus den beiden Paare der Klemmen 71-1 und 71-2 sowie 71-3 und 71-4 an den gleichstromseitigen Anschlüssen, wobei diese Ströme der Eingang und Ausgang des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers 71 sind.Next to the input and output of each of the DC-DC converters 70a and 70b controls the control unit 90 an AC input to the pair from the terminals 71-5 and 71-6 at the AC side terminals and a DC output from the two pairs of terminals 71-1 and 71-2 such as 71-3 and 71-4 at the DC side terminals, these currents being the input and output of the AC to DC converter 71 are.

12 ist ein Schaltplan des Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichters im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 bilden jeweils eine Brückenschaltung, wie z. B. in 12 dargestellt. In 12 sind die Halbleitervorrichtungen 7a und 7b in Reihe geschaltet, sind die Halbleitervorrichtungen 7c und 7d in Reihe geschaltet und sind ferner die beiden Sätze aus Halbleitervorrichtungen parallel geschaltet. Ein Anschluss der Halbleitervorrichtungen 7a und 7b bildet die Klemme 7-3 an einem der wechselstromseitigen Anschlüsse in der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 und ein Anschluss der Halbleitervorrichtungen 7c und 7d bildet die Klemme 7-4 am anderen wechselstromseitigen Anschluss in der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7. Ferner bildet der Anschluss der Halbleitervorrichtungen 7a und 7c die Klemme 7-1 an einem der gleichstromseitigen Anschlüsse in der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 und bildet der Anschluss der Halbleitervorrichtungen 7b und 7d die Klemme 7-2 am anderen gleichstromseitigen Anschluss in der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7. 12 FIG. 12 is a circuit diagram of the AC-DC converter in the power converter according to the present embodiment. FIG. The third AC-DC conversion circuits 7 each form a bridge circuit, such. In 12 shown. In 12 are the semiconductor devices 7a and 7b Connected in series are the semiconductor devices 7c and 7d connected in series and further, the two sets of semiconductor devices are connected in parallel. A connection of the semiconductor devices 7a and 7b forms the clamp 7-3 at one of the AC side terminals in the third AC-DC conversion circuit 7 and a terminal of the semiconductor devices 7c and 7d forms the clamp 7-4 at the other AC side terminal in the third AC-DC conversion circuit 7 , Furthermore, the terminal forms the semiconductor devices 7a and 7c the clamp 7-1 at one of the DC side terminals in the third AC-DC conversion circuit 7 and forms the terminal of the semiconductor devices 7b and 7d the clamp 7-2 at the other DC side terminal in the third AC-DC conversion circuit 7 ,

Als nächstes wird ein Betrieb der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 unter Bezugnahme auf ein Vektordiagramm in 13 beschrieben.Next, an operation of the third AC-DC conversion circuits 7 with reference to a vector diagram in 13 described.

13 ist ein Vektordiagramm, das einen Betrieb des Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichters im Stromrichter gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Hierbei ist die Spannung der Wechselstromquelle Vs, ein durch die Drossel 10 fließender Wechselstrom ist Is, ein Wechselspannungsausgang aus der n-ten dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 zum Paar aus den Klemmen 7-3 und 7-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen in der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 ist Vn, die Gesamtsumme aus V1 bis Vn ist gleich Vg und die Impedanz der Drossel 10 ist X. 13 FIG. 15 is a vector diagram illustrating an operation of the AC-DC converter in the power converter according to the present embodiment. FIG. Here, the voltage of the AC power source Vs, one through the throttle 10 flowing AC is Is, an AC output from the nth third AC-DC conversion circuit 7 to the pair from the clamps 7-3 and 7-4 at the AC side terminals in the third AC-DC conversion circuit 7 is Vn, the total of V1 to Vn is equal to Vg and the impedance of the choke 10 is X.

Eine Spannung, die der Differenz zwischen Vs und Vg entspricht, wird an die Drossel 10 angelegt und ein Strom mit einer Phasenlaufzeit von 90° in Bezug auf die angelegte Spannung fließt durch die Drossel 10. Der Widerstand der Drossel 10 wird jedoch nicht berücksichtigt. Daher werden dadurch, dass die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 die Größe und Phase von Vg anpassen, die Größe und Phase des Stroms Is tgesteuert. 13 ist ein Vektordiagramm, bei dem Vg derart ausgegeben wird, dass der Leistungsfaktor auf der Wechselstromquellenseite gleich eins ist.A voltage corresponding to the difference between Vs and Vg goes to the choke 10 applied and a current with a phase delay of 90 ° with respect to the applied voltage flows through the throttle 10 , The resistance of the throttle 10 is not considered. Therefore, by making the third AC-DC conversion circuits 7 adjust the size and phase of Vg, the size and phase of the current is t controlled. 13 FIG. 12 is a vector diagram in which Vg is output such that the power factor on the AC power source side is equal to one.

Je größer der Strom Is ist, desto größer ist der Strom, der in den Paaren aus den Klemmen 7-1 und 7-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 fließt. Die Paare aus den Klemmen 7-1 und 7-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 sind mit den entsprechenden Paaren aus den Klemmen 4-1 bzw. 4-2 an den gleichstromseitigen Anschlüssen der zwei ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 4 verbunden und sind mit den ersten Kondensatoren 1 verbunden. Daher können die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 durch Anpassen der Größe und Phase von Vg die Spannung der ersten Kondensatoren 1 steuern.The larger the current Is, the greater the current that is in the pairs of terminals 7-1 and 7-2 at the DC side terminals of the third AC-DC conversion circuits 7 flows. The pairs from the clamps 7-1 and 7-2 at the DC side terminals of the third AC-DC conversion circuits 7 are with the corresponding pairs of clamps 4-1 respectively. 4-2 at the DC side terminals of the two first AC-DC conversion circuits 4 connected and are connected to the first capacitors 1 connected. Therefore, the third AC-DC conversion circuits 7 by adjusting the magnitude and phase of Vg, the voltage of the first capacitors 1 Taxes.

Die Steuereinheit 90 erhält die Spannung der ersten Kondensatoren 1 von einem Spannungssensor (nicht dargestellt) und berechnet einen Sollwert für den Strom Is der Drossel 10 auf Grundlage der Differenz zwischen dem erfassten Spannungswert der ersten Kondensatoren 1 und einem Zielspannungswert der ersten Kondensatoren 1. Ferner erhält die Steuereinheit 90 einen Istwert des Stroms Is von einem Stromsensor (nicht dargestellt), vergleicht den erfassten Stromwert des Stroms Is und den Sollwert des Stroms Is und berechnet einen Sollwert für die Ausgangsspannung Vg der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7. Anschließend werden die Ein- und Aus-Zustände der Halbleitervorrichtungen 7a bis 7d auf Grundlage des Sollwerts der Ausgangsspannung Vg bestimmt.The control unit 90 receives the voltage of the first capacitors 1 from a voltage sensor (not shown) and calculates a setpoint for the current Is of the reactor 10 based on the difference between the detected voltage value of the first capacitors 1 and a target voltage value of the first capacitors 1 , Furthermore, the control unit receives 90 an actual value of the current Is from a current sensor (not shown), compares the detected current value of the current Is and the set value of the current Is, and calculates a target value for the output voltage Vg of the third AC-DC conversion circuits 7 , Subsequently, the on and off states of the semiconductor devices become 7a to 7d determined based on the target value of the output voltage Vg.

Wie oben beschrieben, wandelt der Stromrichter 102 gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus der Wechselstromquelle 111 erhaltenen Wechselstrom in Gleichstrom durch die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 um und führt den umgewandelten Gleichstrom den jeweiligen Paaren aus den Klemmen 70-1 und 70-2 an den eingangsseitigen Anschlüssen der Gleichstromwandler 70a und 70b zu. Daraufhin wird Gleichstrom, der in eine gewünschte Spannung durch die Gleichstromwandler 70a und 70b umgewandelt wurde, einem Verbraucher 120 zugeführt. Dabei sind die Wechselstromquelle 111 und der Verbraucher 120 durch einen Transformator 6 in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b elektrisch isoliert.As described above, converts the power converter 102 according to the present embodiment, from the AC power source 111 AC power obtained in direct current through the third AC-DC conversion circuits 7 and converts the converted direct current to the respective pairs from the terminals 70-1 and 70-2 at the input side terminals of the DC-DC converter 70a and 70b to. Thereupon, DC, which is in a desired voltage through the DC-DC converter 70a and 70b was converted to a consumer 120 fed. These are the AC power source 111 and the consumer 120 through a transformer 6 in each of the DC-DC converters 70a and 70b electrically isolated.

Dahingegen ist als Anordnung einer Vorrichtung, die Strom aus der Wechselstromquelle 111 erhält und Strom dem Verbraucher 120 zuführt, nachdem eine elektrische Isolierung bereitgestellt wurde, eine Anordnung wie in 14 denkbar.On the other hand, as an arrangement of a device, the power from the AC source 111 receives and electricity to the consumer 120 after electrical insulation has been provided, an arrangement as in 14 conceivable.

14 ist ein Schaltplan in einem herkömmlichen Stromrichter. In einem Stromumwandlungssystem 900 in 14 wird Wechselstrom aus einer Wechselstromquelle 111 durch einen Transformator 806 in einem Stromrichter 800 isoliert und einer Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 807 zugeführt. Wechselstrom wird in Gleichstrom durch die Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 807 umgewandelt und der Gleichstrom wird einem Verbraucher 120 zugeführt. Bei dieser Anordnung ist der Transformator 806 dazu ausgelegt, bei der gleichen Frequenz wie die Wechselstromquelle 111 zu arbeiten. Als Frequenz der Wechselstromquelle 111 wird in diesem Fall typischerweise z. B. eine Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz angewandt. 14 is a circuit diagram in a conventional power converter. In a power conversion system 900 in 14 becomes AC from an AC source 111 through a transformer 806 in a power converter 800 isolated and an AC-DC conversion circuit 807 fed. AC becomes DC through the AC-DC conversion circuit 807 converted and the DC becomes a consumer 120 fed. In this arrangement, the transformer 806 designed to be at the same frequency as the AC source 111 to work. As the frequency of the AC power source 111 is in this case typically z. B. a frequency of 50 Hz or 60 Hz applied.

Wenn die Klemmenspannung im Transformator 806 konstant eingestellt ist, so ist, je höher die Betriebsfrequenz des Transformators 806 ist, der durch einen Kern im Inneren des Transformators 806 fließende magnetische Fluss umso kleiner. Je kleiner der durch den Kern im Inneren des Transformators 806 fließende magnetische Fluss ist, desto kleiner kann die Querschnittsfläche des Kerns im Inneren des Transformators 806 ausgeführt werden.When the terminal voltage in the transformer 806 is set constant, so the higher the operating frequency of the transformer 806 is that through a core inside the transformer 806 flowing magnetic flux all the smaller. The smaller the through the core inside the transformer 806 flowing magnetic flux, the smaller the cross-sectional area of the core inside the transformer 806 be executed.

Dahingegen führen die Gleichstromwandler 70a und 70b in der vorliegenden Ausführungsform in 1 oder 11 den Schaltvorgang bei einer Frequenz von einigen hundert Hz oder mehr durch. Daher ist der Transformator 6 in jedem der Gleichstromwandler 70a und 70b für eine Frequenz von einigen hundert Hz oder mehr ausgelegt. Folglich kann die Größe des Transformators 6 in 1 oder 11 gegenüber dem Transformator 806 in 14 verringert werden. On the other hand, the DC converters lead 70a and 70b in the present embodiment 1 or 11 the switching operation at a frequency of a few hundred Hz or more. Therefore, the transformer 6 in each of the DC-DC converters 70a and 70b designed for a frequency of a few hundred Hz or more. Consequently, the size of the transformer 6 in 1 or 11 opposite the transformer 806 in 14 be reduced.

Bei den im Stromrichter 102 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 7a, 7b, 7c und 7d handelt es sich z. B. um Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs), Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) oder dergleichen. Bei IGBTs beträgt die Stehspannungsgrenze der derzeit weit verbreiteten Vorrichtungen etwa 6,5 kV. Bei der Brückenschaltung, wie in den 2, 3, 4, 5 oder 12 dargestellt, muss die Stehspannung je Halbleitervorrichtung etwa zweimal so hoch sein wie die Gleichspannung, einschließlich eines Toleranzbereichs. Daher liegt bei der Brückenschaltung, wie in den 2, 3, 4, 5 oder 12 dargestellt, die Nennspannungsgrenze der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2 im Bereich von 3 kV bis 4 kV.In the converter 102 According to the present embodiment, semiconductor devices used 4a . 4b . 4c . 4d . 5a . 5b . 5c . 5d . 7a . 7b . 7c and 7d is it z. B. insulated gate bipolar transistors (IGBTs), metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) or the like. In IGBTs, the withstand voltage limit of currently widely used devices is about 6.5 kV. In the bridge circuit, as in the 2 . 3 . 4 . 5 or 12 As shown, the withstand voltage per semiconductor device must be about twice as high as the DC voltage, including a tolerance range. Therefore, in the bridge circuit, as in the 2 . 3 . 4 . 5 or 12 shown, the nominal voltage limit of the first capacitors 1 and the second capacitors 2 in the range of 3 kV to 4 kV.

Ferner ist mit Bezug auf das Vektordiagramm in 13 festzustellen, dass die Spannungsamplitude von Vg größer als die von Vs sein muss, damit die Steuerung den Leistungsfaktor der Wechselstromquelle 111 auf eins einstellen kann. Die Grundwellenamplitude der Spannung, welche die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 an die Paare aus den Klemmen 7-3 und 7-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen in den dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 ausgeben können, weist den gleichen Wert auf wie die Spannung der ersten Kondensatoren 1 bei einem Höchstwert. Durch Anwendung des sogenannten Übermodulationsverfahrens bei PWM kann die Grundwellenamplitude der Spannung, die an die Paare aus den Klemmen 7-3 und 7-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen in den dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 ausgegeben werden kann, erhöht werden, was jedoch nicht wünschenswert ist, da dies zu einer Verzerrung des Stroms in der Wechselstromquelle 111 führt. Daher ist bei der Steuerung des Leistungsfaktors der Wechselstromquelle 111 auf eins die Steuerung der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 ein spannungserhöhender Vorgang.Further, with reference to the vector diagram in FIG 13 determine that the voltage amplitude of Vg must be greater than that of Vs, so that the controller can control the power factor of the AC power source 111 can adjust to one. The fundamental wave amplitude of the voltage which the third AC-DC conversion circuits 7 to the couples from the clamps 7-3 and 7-4 at the AC side terminals in the third AC-DC conversion circuits 7 can output the same value as the voltage of the first capacitors 1 at a maximum. By applying the so-called overmodulation method to PWM, the fundamental wave amplitude of the voltage applied to the pairs from the terminals 7-3 and 7-4 at the AC side terminals in the third AC-DC conversion circuits 7 can be increased, but this is not desirable, as this leads to a distortion of the current in the AC power source 111 leads. Therefore, in the power factor control, the AC power source is 111 to one, the control of the third AC-DC conversion circuits 7 a stress-increasing process.

Wie oben ist, wenn eine dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 vorliegt, die anschließbare Spannung der Wechselstromquelle 111 begrenzt. Wenn zwei dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 in der vorliegenden Ausführungsform vorhanden sind, sind die Paare aus den Klemmen 7-3 und 7-4 an den wechselstromseitigen Anschlüssen der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 in Reihe geschaltet, um jeweils Strom aus der Wechselstromquelle 111 zu erhalten, sodass der Stromrichter 102 mit der Wechselstromquelle 111 einer höheren Spannung als bei Vorliegen einer dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 verbunden sein kann.As above, when a third AC-DC conversion circuit 7 is present, the connectable voltage of the AC power source 111 limited. When two third AC-DC conversion circuits 7 In the present embodiment, the pairs are out of the clamps 7-3 and 7-4 at the AC side terminals of the third AC-DC conversion circuits 7 connected in series to each current from the AC source 111 so that the power converter 102 with the AC power source 111 a higher voltage than in the presence of a third AC-DC conversion circuit 7 can be connected.

Ferner kann bei einer Anwendung, bei der die Wechselstromquelle 111 und der Verbraucher 120 elektrisch isoliert werden müssen, indem eine Isolierung mittels der isolierten Gleichstromwandler 70a und 70b, die bei einer hohen Frequenz arbeiten, bereitgestellt wird, die Größe der Transformatoren 6 im Stromrichter 102 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verringert werden. Weiterhin kann sogar dann, wenn die Spannungsdifferenz zwischen den ersten Kondensatoren 1 und den zweiten Kondensatoren 2 hoch ist, durch Vorladen der zweiten Kondensatoren 2 über die ersten Strombegrenzungsschaltungen 3 wie bei der ersten Ausführungsform der Einschaltstrom gesteuert werden.Further, in an application where the AC power source 111 and the consumer 120 must be electrically isolated by insulation by means of the isolated DC-DC converter 70a and 70b that are provided at a high frequency, the size of the transformers is provided 6 in the power converter 102 be reduced according to the present embodiment. Furthermore, even if the voltage difference between the first capacitors 1 and the second capacitors 2 is high, by precharging the second capacitors 2 via the first current limiting circuits 3 as in the first embodiment, the inrush current can be controlled.

Die Stromumwandlungsschaltung 97 des Stromrichters 102 kann einen Gleichstromwandler 70a umfassen und der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 kann eine dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 umfassen.The power conversion circuit 97 of the power converter 102 Can a DC-DC converter 70a include and the AC-DC power converter 71 may be a third AC-DC conversion circuit 7 include.

15 ist eine Modifikation des Schaltplans des Stromrichters gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei einem in 15 dargestellten Stromumwandlungssystem 203 umfasst eine Stromumwandlungsschaltung 98 eines Stromrichters 103 einen Gleichstromwandler 70a und umfasst ein Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 eine dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7. Selbst wenn eine erste Strombegrenzungsschaltung 3 in dem einzigen Gleichstromwandler 70a installiert ist, kann durch Vorladen eines zweiten Kondensators 2 über einen ersten Strombegrenzer 31 ein Einschaltstrom ebenso gesteuert werden. 15 FIG. 12 is a modification of the circuit diagram of the power converter according to the present embodiment. FIG. At an in 15 illustrated power conversion system 203 includes a power conversion circuit 98 a power converter 103 a DC-DC converter 70a and includes an AC to DC power converter 71 a third AC-DC conversion circuit 7 , Even if a first current limiting circuit 3 in the single DC-DC converter 70a can be installed by pre-charging a second capacitor 2 via a first current limiter 31 an inrush current are also controlled.

Vierte Ausführungsform.Fourth embodiment.

In einer vierten Ausführungsform wird ein Verfahren zum Starten des in der dritten Ausführungsform beschriebenen Stromrichters 102 beschrieben.In a fourth embodiment, a method for starting the power converter described in the third embodiment 102 described.

16 ist eine Darstellung, die einen Betrieb eines Stromrichters gemäß der vierten Ausführungsform zum Umsetzen dieser Erfindung veranschaulicht. In 16 geben die horizontalen Achsen sowohl in der oberen als auch der unteren Zeile die Zeit wieder. Die vertikale Achse in der oberen Zeile gibt die Spannungen der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2 wieder. Die vertikale Achse in der unteren Zeile gibt die Betriebszustände des Schaltens der ersten Schalter 32, des zweiten Schalters 84, des Hauptschalters 9 und der Gleichstromwandler 70a und 70b wieder, wenn die ersten Kondensatoren 1 und die zweiten Kondensatoren 2 geladen werden. 16 veranschaulicht die Spannungen der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2 sowie die Betriebszustände der ersten Schalter 32, des zweiten Schalters 84, des Hauptschalters 9 und der Gleichstromwandler 70a und 70b, wenn der Stromrichter 102 gestartet wird. 16 Fig. 12 is a diagram illustrating an operation of a power converter according to the fourth embodiment for practicing this invention. In 16 The horizontal axes give time in both the top and bottom lines again. The vertical axis in the upper line gives the voltages of the first capacitors 1 and the second capacitors 2 again. The vertical axis in the lower row indicates the operating states of the switching of the first switches 32 , the second switch 84 , the main switch 9 and the DC-DC converter 70a and 70b again, when the first capacitors 1 and the second capacitors 2 getting charged. 16 illustrates the voltages of the first capacitors 1 and the second capacitors 2 as well as the operating conditions of the first switch 32 , the second switch 84 , the main switch 9 and the DC-DC converter 70a and 70b when the power converter 102 is started.

Der Stromrichter 102 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfordert, dass die ersten Kondensatoren 1 und die zweiten Kondensatoren 2 auf einen vorgegebenen Spannungswert geladen werden, bevor die Stromzufuhr zum Verbraucher 120 gestartet wird. Daher ist beim Starten des Stromrichters 102 ein Vorladen der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2 nötig.The power converter 102 According to the present embodiment requires that the first capacitors 1 and the second capacitors 2 be charged to a predetermined voltage value before the power supply to the load 120 is started. Therefore, when starting the power converter 102 a pre-charge of the first capacitors 1 and the second capacitors 2 necessary.

Zum Starten aus einem Zustand, bei dem weder in den ersten Kondensatoren 1 noch den zweiten Kondensatoren 2 Ladung übrig ist, hält die Steuereinheit 90 vor dem Starten zunächst die ersten Schalter 32 und den zweiten Schalter 84 kurzgeschlossen, hält den Hauptschalter 9 offen und hat den Betrieb der Gleichstromwandler 70a und 70b angehalten.To start from a state where neither in the first capacitors 1 still the second capacitors 2 Charge is left, the control unit stops 90 before starting, first the first switch 32 and the second switch 84 shorted, holds the main switch 9 open and has the operation of the DC-DC converter 70a and 70b stopped.

Anschließend öffnet die Steuereinheit 90 den zweiten Schalter 84 und schließt den Hauptschalter 9 kurz. Daraufhin arbeiten die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 als Diodengleichrichter und es wird das Laden der ersten Kondensatoren 1 gestartet. Dabei wird der Einschaltstrom durch die Wirkungen des zweiten Strombegrenzers 83 gesteuert. Dabei hält die Steuereinheit 90 die ersten Schalter 32 kurzgeschlossen. 16 veranschaulicht einen Zustand, bei dem der Hauptschalter 9 von offen (aus) zu kurzgeschlossen (ein) geschaltet wird, wenn der zweite Schalter 84 von kurzgeschlossen (ein) zu offen (aus) geschaltet wird. In Anbetracht der Betriebsdauer, die zum Schalten des Zustands des zweiten Schalters 84 erforderlich ist, wird der Hauptschalter 9 wünschenswerterweise einige Zeit nach Öffnen des zweiten Schalters 84 kurzgeschlossen.Subsequently, the control unit opens 90 the second switch 84 and closes the main switch 9 short. Thereafter, the third AC-DC conversion circuits operate 7 as a diode rectifier and it will be charging the first capacitors 1 started. At this time, the inrush current becomes due to the effects of the second current limiter 83 controlled. The control unit stops 90 the first switches 32 shorted. 16 illustrates a state in which the main switch 9 from open (off) to shorted (on) when the second switch is on 84 from shorted (on) to open (off). In view of the operating time required for switching the state of the second switch 84 is required, the main switch 9 desirably some time after opening the second switch 84 shorted.

Während die ersten Kondensatoren 1 geladen werden, hält die Steuereinheit 90 den Betrieb der Gleichstromwandler 70a und 70b aufrecht, sodass Strom von den ersten Kondensatoren 1 auf die zweiten Kondensatoren 2 übertragen wird. Der Grund für diesen Vorgang liegt darin, dass, wenn das Schalten der Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c und 5d der Gleichstromwandler 70a und 70b in einem Zustand durchgeführt wird, bei dem die Spannungsdifferenz zwischen den ersten Kondensatoren 1 und den zweiten Kondensatoren 2 hoch ist, ein Einschaltstrom übermäßig sein kann.While the first capacitors 1 to be charged, the control unit stops 90 the operation of the DC-DC converter 70a and 70b upright, allowing current from the first capacitors 1 on the second capacitors 2 is transmitted. The reason for this process is that when switching the semiconductor devices 4a . 4b . 4c . 4d . 5a . 5b . 5c and 5d the DC-DC converter 70a and 70b is performed in a state where the voltage difference between the first capacitors 1 and the second capacitors 2 is high, an inrush current may be excessive.

Ferner führt, wenn die Spannung der ersten Kondensatoren 1 kleiner gleich einem vorgegebenen Wert d ist, die Steuereinheit 90 eine Steuerung zum Öffnen des zweiten Schalters 84 durch. Und wenn die Spannung der ersten Kondensatoren 1 größer wird als der vorgegebene Wert d, führt die Steuereinheit 90 eine Steuerung zum Kurzschließen des zweiten Schalters 84 durch. Wenn der zweite Schalter 84 kurzgeschlossen wird, wird der zweite Strombegrenzer 83 umgangen. Dadurch kann die Zeit verringert werden, die dafür nötig ist, dass die Spannungen der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2 einen Vorladungszielwert erreichen.Further, when the voltage of the first capacitors results 1 is less than a predetermined value d, the control unit 90 a controller for opening the second switch 84 by. And if the voltage of the first capacitors 1 becomes larger than the predetermined value d, the control unit performs 90 a controller for short-circuiting the second switch 84 by. If the second switch 84 becomes shorted, becomes the second current limiter 83 bypassed. This can reduce the time required for the voltages of the first capacitors 1 and the second capacitors 2 reach a precharge target.

Wenn weder in den ersten Kondensatoren 1 noch den zweiten Kondensatoren 2 Ladung übrig ist, können sie gleichzeitig vorgeladen werden, wie oben beschrieben. Dabei hält die Steuereinheit 90 die ersten Schalter 32 wünschenswerterweise kurzgeschlossen. Denn wenn die ersten Kondensatoren 1 und die zweiten Kondensatoren 2 gleichzeitig von einer Ladung gleich null vorgeladen werden, wird das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) nicht kleiner als ein Schätzwert bei einem Normalbetrieb. In diesem Fall wird beim Öffnen der ersten Schalter 32 der Ladestrom übermäßig gesteuert, was zu einer Erhöhung der zum Vorladen benötigten Zeit führt.If neither in the first capacitors 1 still the second capacitors 2 Charge is left, they can be pre-charged at the same time, as described above. The control unit stops 90 the first switches 32 desirably shorted. Because if the first capacitors 1 and the second capacitors 2 simultaneously precharged by a charge equal to zero, the voltage ratio vC2 / (n * vC1) does not become smaller than an estimate in a normal operation. In this case, when you open the first switch 32 the charging current is excessively controlled, resulting in an increase in the time required for precharging.

In 16 führt, wenn die Spannung der ersten Kondensatoren 1 größer als ein vorgegebener Wert d wird, die Steuereinheit 90 eine Steuerung zum Kurzschließen des zweiten Schalters 84 durch. Wenn es jedoch nicht erforderlich ist, die zum Vorladen benötigte Zeit zu verringern, kann der zweite Schalter 84 offengehalten werden.In 16 leads when the voltage of the first capacitors 1 greater than a predetermined value d, the control unit 90 a controller for short-circuiting the second switch 84 by. However, if it is not necessary to reduce the time required for precharge, the second switch may 84 be kept open.

Wenn nur in den zweiten Kondensatoren 2 Ladung übrig ist, kann die Ladeschaltung der Gleichstromwandler 70a und 70b zum Laden der ersten Kondensatoren 1 ausgeschaltet gelassen werden. Dabei führt die Steuereinheit 90 die gleiche Steuerung mit Ausnahme der Ladeschaltung der Gleichstromwandler 70a und 70b in 16 durch.If only in the second capacitors 2 Charge left over, the charging circuit of the DC-DC converter 70a and 70b for charging the first capacitors 1 be left off. The control unit performs this 90 the same control except for the charging circuit of the DC-DC converter 70a and 70b in 16 by.

Als nächstes wird in Bezug auf das Neustarten nach Kurzschließen des Entladeschalters 81 beschrieben, wie die zweiten Kondensatoren 2 schnell entladen werden und die Ladung in den zweiten Kondensatoren 2 null wird.Next, with respect to restarting, after shorting the discharge switch 81 described as the second capacitors 2 be quickly discharged and the charge in the second capacitors 2 becomes zero.

17 ist eine Darstellung, die einen Betrieb des Stromrichters gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. In 17 geben die horizontalen Achsen in der oberen, mittleren sowie unteren Zeile die Zeit wieder. Die vertikale Achse in der oberen Zeile gibt das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) wieder. Die vertikale Achse in der mittleren Zeile gibt die Spannung vC2 der zweiten Kondensatoren 2 wieder. Die vertikale Achse in der unteren Zeile gibt die Betriebszustände des Schaltens der ersten Schalter 32, des zweiten Schalters 84, des Hauptschalters 9 und der Gleichstromwandler 70a und 70b wieder, wenn die ersten Kondensatoren 1 und die zweiten Kondensatoren 2 geladen werden. 17 veranschaulicht das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) und die Betriebszustände der ersten Schalter 32, des zweiten Schalters 84, des Hauptschalters 9 und der Gleichstromwandler 70a und 70b, wenn der Stromrichter 102 gestartet wird. 17 FIG. 15 is a diagram illustrating an operation of the power converter according to the present embodiment. FIG. In 17 The horizontal axes in the top, middle and bottom lines represent the time. The vertical axis in the upper line gives the voltage ratio vC2 / (n · vC1) again. The vertical axis in the middle row gives the voltage vC2 of the second capacitors 2 again. The vertical axis in the lower row indicates the operating states of the switching of the first switches 32 , the second switch 84 , the main switch 9 and the DC-DC converter 70a and 70b again, when the first capacitors 1 and the second capacitors 2 getting charged. 17 illustrates the voltage ratio vC2 / (n · vC1) and the operating states of the first switch 32 , the second switch 84 , the main switch 9 and the DC-DC converter 70a and 70b when the power converter 102 is started.

Damit die Gleichstromwandler 70a und 70b die Stromzufuhr zum Verbraucher 120 neu starten, müssen die zweiten Kondensatoren 2 vorgeladen werden. Daher führt die Steuereinheit 90 zunächst eine Steuerung zum Öffnen des ersten Schalters 32 von wenigstens einem der Gleichstromwandler 70a und 70b durch und führt eine Steuerung zum Übertragen von Strom vom ersten Kondensator 1 auf den zweiten Kondensator 2 im Gleichstromwandler 70a oder 70b, der diesen ersten Schalter 32 umfasst, durch, sodass die zweiten Kondensatoren 2 geladen werden. Dabei hält die Steuereinheit 90 den zweiten Schalter 84 und den Hauptschalter 9 kurzgeschlossen. Bei einem Neustart nach Kurzschließen des Entladeschalters 81 ist das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) kleiner gleich dem vorgegebenen Wert b. Jedoch wird aufgrund der Wirkungen des ersten Strombegrenzers 31 der mit dem Laden der zweiten Kondensatoren 2 einhergehende Einschaltstrom gesteuert.Thus the DC-DC converter 70a and 70b the power supply to the consumer 120 restart, the second capacitors need 2 be summoned. Therefore, the control unit performs 90 First, a controller for opening the first switch 32 of at least one of the DC-DC converters 70a and 70b and performs a control to transfer power from the first capacitor 1 on the second capacitor 2 in the DC-DC converter 70a or 70b , this first switch 32 through, so that the second capacitors 2 getting charged. The control unit stops 90 the second switch 84 and the main switch 9 shorted. When restarting after shorting the discharge switch 81 the voltage ratio vC2 / (n * vC1) is less than or equal to the predetermined value b. However, due to the effects of the first current limiter 31 with the charging of the second capacitors 2 accompanying inrush current controlled.

17 veranschaulicht einen Zustand, bei dem eine Ladeschaltung der Gleichstromwandler 70a und 70b durchgeführt wird, wenn der erste Schalter 32 von kurzgeschlossen (ein) zu offen (aus) geschaltet wird. In Anbetracht der Betriebsdauer, die zum Schalten des Zustands des ersten Schalters 32 erforderlich ist, erfolgt die Steuerung zur Stromübertragung von den ersten Kondensatoren 1 auf die zweiten Kondensatoren 2 durch die Gleichstromwandler 70a und 70b wünschenswerterweise einige Zeit nach Öffnen des ersten Schalters 32. 17 FIG. 10 illustrates a state in which a charging circuit of the DC-DC converter. FIG 70a and 70b is performed when the first switch 32 from shorted (on) to open (off). Considering the operating time required to switch the state of the first switch 32 is required, the control is carried out for power transmission from the first capacitors 1 on the second capacitors 2 through the DC-DC converter 70a and 70b desirably some time after opening the first switch 32 ,

Die Steuereinheit 90 muss nur einen der Gleichstromwandler 70a und 70b, der den geöffneten ersten Schalter 32 umfasst, betreiben. Da alle zweiten Kondensatoren 2 zueinander parallel geschaltet sind, führt ein Betreiben von nur einem der Gleichstromwandler dazu, dass automatisch alle zweiten Kondensatoren 2 geladen werden. Wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) größer als der vorgegebene Wert b ist, kann die Steuereinheit 90 den Gleichstromwandler 70a oder 70b, der den nicht geöffneten, d. h. kurzgeschlossenen, ersten Schalter 32 umfasst, betreiben.The control unit 90 just needs one of the DC-DC converters 70a and 70b who opened the first switch 32 includes, operate. Because all second capacitors 2 operating in parallel with each other, operating only one of the DC-DC converters automatically causes all second capacitors 2 getting charged. If the voltage ratio vC2 / (n * vC1) is greater than the predetermined value b, the control unit may 90 the DC-DC converter 70a or 70b , the first switch not open, ie short-circuited 32 includes, operate.

In 17 öffnet die Steuereinheit 90 den ersten Schalter 32 und das Vorladen beginnt. Das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) steigt allmählich von null an. Wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) größer als der vorgegebene Wert b ist, führt die Steuereinheit 90 eine Steuerung zum Kurzschließen des ersten Schalters 32 durch. Wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) kleiner gleich dem vorgegebenen Wert b ist, führt die Steuereinheit 90 eine Steuerung zum Öffnen des ersten Schalters 32 durch. Der Wert b ist mit einem Wert vorgegeben, bei dem der Spitzenwert des Ladestroms einen Spitzenwert c unmittelbar nach dem Ladebeginn nicht überschreitet, wie bei der ersten Ausführungsform. Danach stellt die Steuereinheit 90 fest, wenn die Spannung vC2 größer als ein Wert a ist, dass das Vorladen der zweiten Kondensatoren 2 abgeschlossen ist, und startet einen normalen Betriebsmodus. Durch diese Steuerungen lässt sich die zum Laden benötigte Zeit soweit verringern, dass der Spitzenwert des Ladestroms den Spitzenwert c unmittelbar nach dem Ladebeginn nicht überschreitet.In 17 opens the control unit 90 the first switch 32 and the preloading starts. The voltage ratio vC2 / (n * vC1) gradually increases from zero. When the voltage ratio vC2 / (n · vC1) is larger than the predetermined value b, the control unit performs 90 a controller for short-circuiting the first switch 32 by. When the voltage ratio vC2 / (n · vC1) is less than or equal to the predetermined value b, the control unit performs 90 a controller for opening the first switch 32 by. The value b is set at a value at which the peak value of the charging current does not exceed a peak value c immediately after charging start, as in the first embodiment. After that puts the control unit 90 when the voltage vC2 is greater than a value a, that the precharging of the second capacitors 2 is completed, and starts a normal operating mode. By these controls, the time required for charging can be reduced so much that the peak value of the charging current does not exceed the peak value c immediately after charging.

Selbst wenn die Entladeschaltung 80 in 11 nicht bereitgestellt wird, ist der Vorgang in 17 in einem Fall möglich, in dem die zweiten Kondensatoren 2 durch den Verbraucher 120 oder dergleichen entladen werden und die Ladung in den zweiten Kondensatoren 2 null wird.Even if the discharge circuit 80 in 11 is not provided, the process is in 17 possible in a case where the second capacitors 2 by the consumer 120 or the like, and the charge in the second capacitors 2 becomes zero.

Wie oben beschrieben, öffnet die Steuereinheit 90 des Stromrichters 102 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn weder in den ersten Kondensatoren 1 noch den zweiten Kondensatoren 2 Ladung übrig ist, den zweiten Schalter 84 zum gleichzeitigen Vorladen der ersten Kondensatoren 1 und der zweiten Kondensatoren 2. Wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) kleiner gleich dem vorgegebenen Wert b ist, öffnet die Steuereinheit 90 den ersten Schalter 32 zum Vorladen von nur den zweiten Kondensatoren 2. Das bedeutet, der Stromrichter 102 kann unabhängig von den Ladezuständen der ersten und zweiten Kondensatoren gestartet werden, während der Einschaltstrom unterdrückt wird, und es können die gleichen Wirkungen wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.As described above, the control unit opens 90 of the power converter 102 according to the present embodiment, when neither in the first capacitors 1 still the second capacitors 2 Charge is left, the second switch 84 for simultaneous precharging of the first capacitors 1 and the second capacitors 2 , When the voltage ratio vC2 / (n · vC1) is less than or equal to the predetermined value b, the control unit opens 90 the first switch 32 for pre-charging only the second capacitors 2 , That means the power converter 102 can be started regardless of the charge states of the first and second capacitors while suppressing the inrush current, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.

In 17 führt die Steuereinheit 90 eine Steuerung zum Kurzschließen des ersten Schalters 32 durch, wenn das Spannungsverhältnis vC2/(n·vC1) größer als der vorgegebene Wert b ist. Wenn es jedoch nicht erforderlich ist, die zum Vorladen benötigte Zeit zu verringern, kann der erste Schalter 32 offengehalten werden. Ferner kann sich in 17 der zweite Schalter 84 in einem geöffneten Zustand befinden, bis die Spannung vC2 der zweiten Kondensatoren 2 größer wird als der vorgegebene Wert a.In 17 leads the control unit 90 a controller for short-circuiting the first switch 32 when the voltage ratio vC2 / (n * vC1) is greater than the predetermined value b. However, if it is not necessary to reduce the time required for precharge, the first switch 32 be kept open. Further, in 17 the second switch 84 be in an open state until the voltage vC2 of the second capacitors 2 becomes larger than the predetermined value a.

In der zweiten Strombegrenzungsschaltung 8 kann der zweite Schalter 84 durch Verwendung eines Regelwiderstands entfallen, der den Widerstandswert wie der zweite Strombegrenzer 83 ändern kann. Durch diese Anordnung kann ebenfalls durch den vierten Leitungsweg 24, den Leitungsweg für Wechselstrom, fließender Strom gesteuert werden.In the second current limiting circuit 8th can the second switch 84 by using a Variable resistance eliminates the resistance value as the second current limiter 83 can change. By this arrangement can also by the fourth conduction path 24 The conduction path for AC, flowing current can be controlled.

Selbst wenn die erste Strombegrenzungsschaltung 3 in einem Gleichstromwandler 70a, wie beim Stromrichter 103 in 15 dargestellt, installiert ist, kann die gleiche Steuerung wie oben durchgeführt werden.Even if the first current limiting circuit 3 in a DC-DC converter 70a as in the converter 103 in 15 shown, the same control can be performed as above.

Fünfte Ausführungsform.Fifth embodiment.

18 ist ein Schaltplan eines Stromrichters gemäß einer fünften Ausführungsform zum Umsetzen dieser Erfindung. In 18 unterscheidet sich ein Stromumwandlungssystem 204 gemäß der vorliegenden Ausführungsform von dem der dritten Ausführungsform dahingehend, dass es einen Stromrichter 104 anstelle des Stromrichters 102 in 11 umfasst, der Stromrichter 104 eine Stromumwandlungsschaltung 99 anstelle der Stromumwandlungsschaltung 97 in 11 umfasst und die Stromumwandlungsschaltung 99 die Gleichstromwandler 70c und 70d anstelle der Gleichstromwandler 70a und 70b in 11 umfasst und ferner Abgleichwiderstände 11 umfasst. 18 Fig. 12 is a circuit diagram of a power converter according to a fifth embodiment for practicing this invention. In 18 differs a power conversion system 204 according to the present embodiment, that of the third embodiment in that it is a power converter 104 instead of the power converter 102 in 11 includes, the power converter 104 a power conversion circuit 99 instead of the power conversion circuit 97 in 11 includes and the power conversion circuit 99 the DC-DC converter 70c and 70d instead of the DC-DC converter 70a and 70b in 11 includes and also balancing resistors 11 includes.

Beim Stromrichter 104 in 18 umfassen die Gleichstromwandler 70c und 70d ferner die aus Widerständen gebildeten Abgleichwiderstände 11. Die Abgleichwiderstände 11 sind mit den ersten Kondensatoren 1 parallel geschaltet. Die Spannung der ersten Kondensatoren 1 wird konstant an die Abgleichwiderstände 11 angelegt. Daher wird der Widerstandswert der Abgleichwiderstände 11 auf einen ausreichend hohen Wert eingestellt, um zu verhindern, dass ein in den Abgleichwiderständen 11 erzeugter Verlust zum Problem wird.At the power converter 104 in 18 include the DC-DC converter 70c and 70d Furthermore, the compensation resistors formed from resistors 11 , The balancing resistors 11 are with the first capacitors 1 connected in parallel. The voltage of the first capacitors 1 becomes constant at the balancing resistors 11 created. Therefore, the resistance of the trimming resistors becomes 11 set to a sufficiently high value to prevent one in the balancing resistors 11 becomes a problem.

Eine Funktion der Abgleichwiderstände 11 besteht darin, ein Spannungsungleichgewicht zwischen den ersten Kondensatoren 1 zu verringern. Ein Spannungsungleichgewicht zwischen den ersten Kondensatoren 1 liegt vor, wenn ein durch die Gleichstromwandler 70c und 70d übertragener Strom einzeln variiert. Eine Steuereinheit 90 steuert die Gleichstromwandler 70c und 70d und die dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 derart, dass der jeweilige Strom der Gleichstromwandler 70c und 70d nicht variiert. Da jedoch die Leitungsbeläge der Gleichstromwandler 70c und 70d und der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 7 variieren, kann ein gewisses Stromungleichgewicht nicht vermieden werden.A function of balancing resistors 11 This is a voltage imbalance between the first capacitors 1 to reduce. A voltage imbalance between the first capacitors 1 occurs when a through the DC-DC converter 70c and 70d transmitted power varies individually. A control unit 90 controls the DC-DC converter 70c and 70d and the third AC-DC conversion circuits 7 such that the respective current of the DC-DC converter 70c and 70d not varied. However, since the line pads of the DC-DC converter 70c and 70d and the third AC-DC conversion circuits 7 vary, a certain current imbalance can not be avoided.

Da die Abgleichwiderstände 11 mit den ersten Kondensatoren 1 parallel geschaltet sind, ist, je höher die Spannung der ersten Kondensatoren 1 ist, der Strom in den Abgleichwiderständen 11 umso größer. Durch den Strom in den Abgleichwiderständen 11 wird die Ladung in den ersten Kondensatoren 1 abgeleitet, sodass die Spannung der ersten Kondensatoren 1 gesenkt wird. Somit weisen die Abgleichwiderstände 11 eine Spannungsabweichungen zwischen den ersten Kondensatoren 1 unterdrückende Funktion auf.Because the balancing resistors 11 with the first capacitors 1 are connected in parallel, the higher the voltage of the first capacitors 1 is the current in the balancing resistors 11 the bigger. By the current in the balancing resistors 11 gets the charge in the first capacitors 1 derived, so the voltage of the first capacitors 1 is lowered. Thus, the balancing resistors 11 a voltage deviation between the first capacitors 1 suppressive function.

Eine andere Funktion der Abgleichwiderstände 11 besteht darin, zu verhindern, dass Ladung in den ersten Kondensatoren 1 zurückbleibt, nachdem der Stromrichter 104 zur Wartung, Überprüfung oder dergleichen ausgeschaltet wurde. In einem Zustand, bei dem ein Stromweg unterbrochen wurde, dauert es sehr lange, bis die Ladung in den ersten Kondensatoren 1 auf natürliche Weise entladen wird. Somit ist es nicht wünschenswert, dass die ersten Kondensatoren 1 elektrisch geladen bleiben, selbst nachdem der Stromrichter 104 ausgeschaltet wurde.Another function of balancing resistors 11 is to prevent charge in the first capacitors 1 lags behind after the power converter 104 was turned off for maintenance, inspection or the like. In a state in which a current path has been interrupted, it takes a very long time for the charge in the first capacitors 1 discharged in a natural way. Thus, it is not desirable that the first capacitors 1 remain electrically charged, even after the power converter 104 was turned off.

Hierzu sei ein Fall angenommen, in dem ein Entladeschalter 81 kurzgeschlossen und der Stromrichter 104 zum Schutz vorübergehend ausgeschaltet wird. Dabei wird, während die zweiten Kondensatoren 2 schnell entladen werden, die Ladung in den ersten Kondensatoren 1 aufrechterhalten. Die zweiten Kondensatoren 2 müssen nicht erneut vorgeladen werden, um den Stromrichter 104 neu zu starten. Jedoch kann beim Schalten der Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c und 4d und beim Schalten der Halbleitervorrichtungen 5a, 5b, 5c und 5d der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 4 und der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen 5 in diesem Zustand ein übermäßiger Einschaltstrom entstehen.For this purpose, a case is assumed in which a discharge switch 81 shorted and the power converter 104 is temporarily switched off for protection. This is while the second capacitors 2 quickly discharge the charge in the first capacitors 1 maintained. The second capacitors 2 do not need to be re-summoned to the power converter 104 to restart. However, when switching the semiconductor devices 4a . 4b . 4c and 4d and when switching the semiconductor devices 5a . 5b . 5c and 5d the first AC-DC conversion circuits 4 and the second AC-DC conversion circuits 5 In this state, an excessive inrush current arise.

Eine Möglichkeit, das Auftreten von Einschaltstrom zu verhindern, besteht darin, einen Hauptschalter 9 zu öffnen und die ersten Kondensatoren 1 und die zweiten Kondensatoren 2 vorzuladen, nachdem die ersten Kondensatoren 1 durch die Abgleichwiderstände 11 entladen wurden. Wenn jedoch der Stromrichter 104 zum Schutz vorübergehend ausgeschaltet wird, wird der Hauptschalter 9 jedes Mal geöffnet und auf ein Entladen der ersten Kondensatoren 1 gewartet. Dies ist in Anbetracht einer Erhöhung der bis zum Neustart nötigen Zeit, eine Erhöhung der Anzahl von Vorgängen am Hauptschalter 9 und eine Erhöhung der Anzahl von Ladungen und Entladungen der ersten Kondensatoren 1 unerwünscht.One way to prevent the occurrence of inrush current is to use a main switch 9 to open and the first capacitors 1 and the second capacitors 2 pre-charge after the first capacitors 1 through the balancing resistors 11 were unloaded. However, if the power converter 104 is temporarily turned off for protection, the main switch 9 opened each time and on a discharge of the first capacitors 1 maintained. This is an increase in the number of operations at the main switch in consideration of an increase in the time required for the restart 9 and an increase in the number of charges and discharges of the first capacitors 1 undesirable.

Daher stellt die Steuereinheit 90 des Stromrichters 104 in der vorliegenden Ausführungsform beim Kurzschließen des Entladeschalters 81 und Ausschalten des Stromrichters 104 das Schalten aller Halbleitervorrichtungen 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 5d, 7a, 7b, 7c und 7d ein, um diese in einen Aus-Zustand zu versetzen, und hält den Hauptschalter 9 kurzgeschlossen. Das bedeutet, die Steuereinheit 90 führt eine Steuerung eines Entladeschritts durch, bei dem der Entladeschalter 81 kurzgeschlossen wird und der Hauptschalter 9 kurzgeschlossen wird. Indem der Hauptschalter 9 kurzgeschlossen gehalten wird, kann die Spannung der ersten Kondensatoren 1 aufrechterhalten werden, nachdem der Stromrichter 104 ausgeschaltet wurde. Ferner kann durch Öffnen der ersten Schalter 32 zum Vorladen der zweiten Kondensatoren 2 der Einschaltstrom gesteuert werden. Folglich können die Öffnungs- und Schließvorgänge am Hauptschalter 9 und die Anzahl von Ladungen und Entladungen der ersten Kondensatoren 1 verringert werden, um den Stromrichter 104 zügig neu zu starten.Therefore, the control unit 90 of the power converter 104 in the present embodiment, when shorting the discharge switch 81 and switching off the power converter 104 the switching of all semiconductor devices 4a . 4b . 4c . 4d . 5a . 5b . 5c . 5d . 7a . 7b . 7c and 7d on to put them in an off state, and holds the main switch 9 shorted. That means the control unit 90 performs a control of a discharge step in which the discharge switch 81 is shorted and the main switch 9 shorted. By the main switch 9 shorted, can the voltage of the first capacitors 1 be maintained after the power converter 104 was turned off. Further, by opening the first switch 32 for precharging the second capacitors 2 the inrush current are controlled. Consequently, the opening and closing operations on the main switch 9 and the number of charges and discharges of the first capacitors 1 be reduced to the power converter 104 to restart quickly.

Wenn die Abgleichwiderstände 11 fehlen, kann dadurch, dass die Steuereinheit 90 eine Steuerung zum Kurzschließen des Entladeschalters 81 und Kurzschließen des Hauptschalters 9 durchführt, die Spannung der ersten Kondensatoren 1 aufrechterhalten werden.If the balancing resistors 11 missing, may be due to the fact that the control unit 90 a controller for shorting the discharge switch 81 and shorting the main switch 9 performs the voltage of the first capacitors 1 be maintained.

Somit ist es zum Neustarten des Stromrichters 104 lediglich erforderlich, die ersten Schalter 32 zu öffnen und nur die zweiten Kondensatoren 2 vorzuladen, sodass die Öffnungs- und Schließvorgänge des Hauptschalters 9 und die Anzahl von Ladungen und Entladungen der ersten Kondensatoren 1 verringert werden können. Demzufolge wird ein Verschleiß des Hauptschalters 9 und der ersten Kondensatoren 1 unterdrückt.Thus, it is for restarting the power converter 104 only required the first switch 32 to open and only the second capacitors 2 so that the opening and closing operations of the main switch 9 and the number of charges and discharges of the first capacitors 1 can be reduced. As a result, wear of the main switch 9 and the first capacitors 1 suppressed.

Wie in 15 dargestellt, kann die Stromumwandlungsschaltung 99 einen Gleichstromwandler 70c umfassen und der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter 71 kann eine dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung 7 umfassen. Selbst wenn der Abgleichwiderstand 11 in dem einzigen Gleichstromwandler 70c installiert ist, können durch Aufrechterhalten der Spannung des ersten Kondensators 1, wie oben beschrieben, die Öffnungs- und Schließvorgänge des Hauptschalters 9 und die Anzahl von Ladungen und Entladungen des ersten Kondensators 1 verringert und ein Verschleiß des Hauptschalters 9 und des ersten Kondensators 1 begrenzt werden.As in 15 shown, the power conversion circuit 99 a DC-DC converter 70c include and the AC-DC power converter 71 may be a third AC-DC conversion circuit 7 include. Even if the balance resistance 11 in the single DC-DC converter 70c can be installed by maintaining the voltage of the first capacitor 1 as described above, the opening and closing operations of the main switch 9 and the number of charges and discharges of the first capacitor 1 decreases and wear of the main switch 9 and the first capacitor 1 be limited.

Bei der Steuerung zum Durchführen eines Neustarts nach Kurzschließen des Entladeschalters 81 werden die zweiten Kondensators 2 schnell entladen und die Ladung in den zweiten Kondensatoren 2 wird gleich null; die Gleichstromwandler 70c und 70d müssen die Abgleichwiderstände 11 nicht umfassen. In diesem Zustand kann selbst nach Ausschalten des Stromrichters 104 die Steuereinheit 90 ebenfalls die Spannung der ersten Kondensatoren 1 aufrechterhalten, indem sie eine Steuerung durchführt, um den Entladeschalter 81 kurzzuschließen und den Hauptschalter 9 kurzgeschlossen zu halten.In the controller for performing a restart after shorting the discharge switch 81 become the second capacitor 2 quickly discharge and charge in the second capacitors 2 becomes zero; the DC-DC converter 70c and 70d need the balancing resistors 11 do not include. In this state, even after turning off the power converter 104 the control unit 90 also the voltage of the first capacitors 1 maintained by performing a control to the discharge switch 81 short circuit and the main switch 9 to be short-circuited.

Diese Erfindung stellt den Strombegrenzer an der Klemme des Hochfrequenzisolators bereit, wodurch eine Wirkung erzielt wird, bei der es möglich ist, den Betrieb ohne Erzeugen eines übermäßigen Stroms in den Gleichstromwandler bildenden Komponenten zu starten, selbst wenn eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Kondensatoren vorliegt.This invention provides the current limiter at the terminal of the high-frequency insulator, thereby achieving an effect in which it is possible to start the operation without generating excessive current in the DC-DC converter forming components, even if there is a voltage difference between the two capacitors.

Die in den obigen Ausführungsformen veranschaulichten Anordnungen zeigen Beispiele für die Details der vorliegenden Erfindung und können mit einem anderen Stand der Technik kombiniert werden. Die Anordnungen können teilweise ausgelassen oder verändert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.The arrangements illustrated in the above embodiments show examples of the details of the present invention and may be combined with another prior art. The arrangements may be partially omitted or changed without departing from the scope of the present invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2005-73362 A [0004] JP 2005-73362 A [0004]
  • WO 2012/098107 A [0005] WO 2012/098107 A [0005]
  • JP 62-104586 U [0006] JP 62-104586 U [0006]

Claims (16)

Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104), umfassend: wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) zur Umwandlung eines Gleichstroms über Wechselstrom in einen anderen Gleichstrom, wobei der wenigstens eine isolierte Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) Folgendes umfasst: einen ersten Kondensator (1, 1a, 1b), der mit einem ersten Leitungsweg (21) eines Gleichstroms verbunden ist, einen zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26), der mit einem zweiten Leitungsweg (22) eines anderen Gleichstroms verbunden ist, und eine erste Strombegrenzungsschaltung (3), die durch einen dritten Leitungsweg (23) für Wechselstrom fließenden Strom steuert.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ), comprising: at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) for converting a direct current via alternating current into another direct current, wherein the at least one isolated direct current converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) Comprising: a first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) connected to a first conduction path ( 21 ) of a direct current, a second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ), which is connected to a second conduction path ( 22 ) of another direct current, and a first current limiting circuit ( 3 ) through a third conduction path ( 23 ) for AC current flowing controls. Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 1, wobei die erste Strombegrenzungsschaltung (3) mit dem dritten Leitungsweg (23) verbunden ist.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 1, wherein said first current limiting circuit ( 3 ) with the third conduction path ( 23 ) connected is. Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der wenigstens eine isolierte Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) ferner eine erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) und eine zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52), die Gleichstrom und Wechselstrom ineinander umwandeln, und einen Transformator (6) umfasst, Gleichstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) mit dem ersten Leitungsweg (21) verbunden sind, Wechselstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) mit dem dritten Leitungsweg (23) verbunden sind, Gleichstromanschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) mit dem zweiten Leitungsweg (22) verbunden sind, Wechselstromanschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) mit dem dritten Leitungsweg (23) verbunden sind und die Wechselstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) mit den Wechselstromanschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) über den Transformator (6) und die erste Strombegrenzungsschaltung (3) verbunden sind.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 1 or 2, wherein the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d Further, a first AC-DC conversion circuit ( 4 ) and a second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ), which convert DC and AC into each other, and a transformer ( 6 ), DC terminals of the first AC-DC conversion circuit ( 4 ) with the first conduction path ( 21 ), AC terminals of the first AC-DC conversion circuit ( 4 ) with the third conduction path ( 23 ), DC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ) with the second conduction path ( 22 ), AC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ) with the third conduction path ( 23 ) and the AC terminals of the first AC-DC conversion circuit ( 4 ) with the AC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ) over the transformer ( 6 ) and the first current limiting circuit ( 3 ) are connected. Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 3, wobei der wenigstens eine isolierte Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) eine Mehrzahl von isolierten Gleichstromwandlern (70a, 70b, 70c, 70d) umfasst und die Gleichstromanschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen (5, 51, 52) in der Mehrzahl von isolierten Gleichstromwandlern (70a, 70b, 70c, 70d) alle zueinander parallel geschaltet sind.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 3, wherein said at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) a plurality of isolated DC-DC converters ( 70a . 70b . 70c . 70d ) and the DC terminals of the second AC-DC conversion circuits ( 5 . 51 . 52 ) in the plurality of isolated DC-DC converters ( 70a . 70b . 70c . 70d ) are all connected in parallel. Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 3, ferner umfassend: einen Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter (71), der Wechselstrom und Gleichstrom ineinander umwandelt, wobei der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter (71) wenigstens eine dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (7), die Wechselstrom und Gleichstrom ineinander umwandelt, und eine zweite Strombegrenzungsschaltung (8), die durch einen vierten Leitungsweg (24) für Wechselstrom fließenden Strom steuert, umfasst, wobei Gleichstromanschlüsse der wenigstens einen dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (7) mit dem ersten Leitungsweg (21) verbunden sind und Wechselstromanschlüsse der wenigstens einen dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (7) mit dem vierten Leitungsweg (24) verbunden sind.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 3, further comprising: an AC-DC converter ( 71 ), which converts alternating current and direct current into one another, whereby the alternating current direct current converter ( 71 ) at least a third AC-DC conversion circuit ( 7 ), which converts AC and DC into each other, and a second current limiting circuit ( 8th ) passing through a fourth conduction path ( 24 ), wherein DC connections of the at least one third AC-to-DC conversion circuit ( 7 ) with the first conduction path ( 21 ) and AC terminals of the at least one third AC-DC conversion circuit ( 7 ) with the fourth conduction path ( 24 ) are connected. Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 5, wobei der wenigstens eine isolierte Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) eine Mehrzahl von isolierten Gleichstromwandlern (70a, 70b, 70c, 70d) umfasst, der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter (71) die wenigstens eine dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (7) umfasst, die eine Mehrzahl von dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen (7) umfasst, die Gleichstromanschlüsse der Mehrzahl von dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen (7) mit den entsprechenden Gleichstromanschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen (4) in der Mehrzahl von isolierten Gleichstromwandlern (70a, 70b, 70c, 70d) verbunden sind, die Wechselstromanschlüsse der Mehrzahl von dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen (7) alle zueinander in Reihe geschaltet sind und die Gleichstromanschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltungen (5, 51, 52) alle zueinander parallel geschaltet sind.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 5, wherein the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) a plurality of isolated DC-DC converters ( 70a . 70b . 70c . 70d ), the AC-DC converter ( 71 ) the at least one third AC-DC conversion circuit ( 7 ) comprising a plurality of third AC-DC conversion circuits ( 7 ), the DC terminals of the plurality of third AC-DC conversion circuits ( 7 ) to the respective DC terminals of the first AC-DC conversion circuits ( 4 ) in the plurality of isolated DC-DC converters ( 70a . 70b . 70c . 70d ), the AC terminals of the plurality of third AC-DC conversion circuits ( 7 ) are all connected in series with each other and the DC terminals of the second AC-DC conversion circuits ( 5 . 51 . 52 ) are all connected in parallel. Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 3 oder 4, ferner umfassend: eine Steuereinheit (90), die Eingang und Ausgang des wenigstens einen isolierten Gleichstromwandlers (70a, 70b, 70c, 70d) steuert, wobei die erste Strombegrenzungsschaltung (3) einen ersten Strombegrenzer (31), der Strom steuert, und einen ersten Schalter (32), der mit dem ersten Strombegrenzer (31) parallel geschaltet ist, aufweist, der Transformator (6) eine primärseitige Wicklung (61), die mit den Wechselstromanschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) verbunden ist, und eine sekundärseitige Wicklung (62, 63), die mit den Wechselstromanschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) verbunden ist, aufweist und, wenn ein Spannungsverhältnis (vC2/(n·vC1)) kleiner gleich einem vorgegebenen Wert ist, wobei das Spannungsverhältnis (vC2/(n·vC1)) ein Wert einer Spannung (vC2) des zweiten Kondensators (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26), dividiert durch ein Übersetzungsverhältnis (n), einen Wert einer Anzahl von Windungen (n2) der sekundärseitigen Wicklung (62, 63), dividiert durch eine Anzahl von Windungen (n1) der primärseitigen Wicklung (61), und eine Spannung (vC1) des ersten Kondensators (1, 1a, 1b) ist, die Steuereinheit (90) eine Steuerung zum Öffnen des ersten Schalters (32) und dann Übertragen von Strom vom ersten Kondensator (1, 1a, 1b) auf den zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26) in dem wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) durchführt.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 3 or 4, further comprising: a control unit ( 90 ), the input and output of the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) controls, wherein the first current limiting circuit ( 3 ) a first current limiter ( 31 ), which controls power, and a first switch ( 32 ), which is connected to the first current limiter ( 31 ) is connected in parallel, the transformer ( 6 ) a primary-side winding ( 61 ) connected to the AC terminals of the first AC-to-DC conversion circuit ( 4 ), and a secondary-side winding ( 62 . 63 ) connected to the AC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ), and when a voltage ratio (vC2 / (n * vC1)) is less than or equal to a predetermined value, wherein the voltage ratio (vC2 / (n * vC1)) is a value of a voltage (vC2) of the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) divided by a gear ratio (n), a value of a number of turns (n2) of the secondary-side winding ( 62 . 63 ) divided by a number of turns (n1) of the primary-side winding ( 61 ), and a voltage (vC1) of the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ), the control unit ( 90 ) a controller for opening the first switch ( 32 ) and then transmitting power from the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) to the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) in the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ). Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend: eine Steuereinheit (90), die Eingang und Ausgang des wenigstens einen isolierten Gleichstromwandlers (70a, 70b, 70c, 70d) sowie Eingang und Ausgang des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers (71) steuert, wobei der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter (71) ferner einen Hauptschalter (9) umfasst, der zwischen Stromzufuhr und -unterbrechung schaltet, der Hauptschalter (9) mit dem vierten Leitungsweg (24) verbunden ist, die erste Strombegrenzungsschaltung (3) einen ersten Strombegrenzer (31), der Strom steuert, und einen ersten Schalter (32), der mit dem ersten Strombegrenzer (31) parallel geschaltet ist, aufweist, der Transformator (6) eine primärseitige Wicklung (61), die mit den Wechselstromanschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) verbunden ist, und eine sekundärseitige Wicklung (62, 63), die mit den Wechselstromanschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) verbunden ist, aufweist und die Steuereinheit (90) den Hauptschalter (9) kurzschließt und, wenn ein Spannungsverhältnis (vC2/(n·vC1)) kleiner gleich einem vorgegebenen Wert ist, wobei das Spannungsverhältnis (vC2/(n·vC1)) ein Wert einer Spannung (vC2) des zweiten Kondensators (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26), dividiert durch ein Übersetzungsverhältnis (n), einen Wert einer Anzahl von Windungen (n2) der sekundärseitigen Wicklung (62, 63), dividiert durch eine Anzahl von Windungen (n1) der primärseitigen Wicklung (61), und eine Spannung (vC1) des ersten Kondensators (1, 1a, 1b), ist, eine Steuerung zum Öffnen des ersten Schalters (32) und dann Übertragen von Strom vom ersten Kondensator (1, 1a, 1b) auf den zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26) in dem wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) durchführt.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 5 or 6, further comprising: a control unit ( 90 ), the input and output of the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) and the input and output of the AC-DC converter ( 71 ), wherein the AC-DC converter ( 71 ) further comprises a main switch ( 9 ), which switches between power supply and interruption, the main switch ( 9 ) with the fourth conduction path ( 24 ), the first current limiting circuit ( 3 ) a first current limiter ( 31 ), which controls power, and a first switch ( 32 ), which is connected to the first current limiter ( 31 ) is connected in parallel, the transformer ( 6 ) a primary-side winding ( 61 ) connected to the AC terminals of the first AC-to-DC conversion circuit ( 4 ), and a secondary-side winding ( 62 . 63 ) connected to the AC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ) and the control unit ( 90 ) the main switch ( 9 ) and, when a voltage ratio (vC2 / (n * vC1)) is less than or equal to a predetermined value, wherein the voltage ratio (vC2 / (n * vC1)) is a value of a voltage (vC2) of the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) divided by a gear ratio (n), a value of a number of turns (n2) of the secondary-side winding ( 62 . 63 ) divided by a number of turns (n1) of the primary-side winding ( 61 ), and a voltage (vC1) of the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ), a controller for opening the first switch ( 32 ) and then transmitting power from the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) to the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) in the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ). Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 7 oder 8, wobei, wenn das Spannungsverhältnis größer als der vorgegebene Wert ist, die Steuereinheit (90) eine Steuerung zum Kurzschließen des ersten Schalters (32) und Übertragen von Strom vom ersten Kondensator (1, 1a, 1b) auf den zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26) in dem wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) durchführt.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 7 or 8, wherein, if the voltage ratio is greater than the predetermined value, the control unit ( 90 ) a controller for short-circuiting the first switch ( 32 ) and transmitting power from the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) to the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) in the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ). Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend: eine Steuereinheit (90), die Eingang und Ausgang des wenigstens einen isolierten Gleichstromwandlers (70a, 70b, 70c, 70d) sowie Eingang und Ausgang des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers (71) steuert, wobei der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter (71) ferner einen Hauptschalter (9) umfasst, der zwischen Stromzufuhr und -unterbrechung schaltet, der Hauptschalter (9) mit dem vierten Leitungsweg (24) verbunden ist, die zweite Strombegrenzungsschaltung (8) einen zweiten Strombegrenzer (83), der Strom steuert, und einen zweiten Schalter (84), der mit dem zweiten Strombegrenzer (83) parallel geschaltet ist, aufweist und, wenn eine Spannung des ersten Kondensators (1, 1a, 1b) kleiner gleich einem vorgegebenen Wert ist, die Steuereinheit (90) eine Steuerung zum Öffnen des zweiten Schalters (84) und dann Kurzschließen des Hauptschalters (9) und Übertragen von Strom vom ersten Kondensator (1, 1a, 1b) auf den zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26) in dem wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) durchführt.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 5 or 6, further comprising: a control unit ( 90 ), the input and output of the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) and the input and output of the AC-DC converter ( 71 ), wherein the AC-DC converter ( 71 ) further comprises a main switch ( 9 ), which switches between power supply and interruption, the main switch ( 9 ) with the fourth conduction path ( 24 ), the second current limiting circuit ( 8th ) a second current limiter ( 83 ), which controls power, and a second switch ( 84 ) connected to the second current limiter ( 83 ) is connected in parallel, and when a voltage of the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) is less than or equal to a predetermined value, the control unit ( 90 ) a controller for opening the second switch ( 84 ) and then short circuit the main switch ( 9 ) and transmitting power from the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) to the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) in the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ). Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 10, wobei, wenn die Spannung des ersten Kondensators (1, 1a, 1b) größer als der vorgegebene Wert ist, die Steuereinheit (90) eine Steuerung zum Kurzschließen des zweiten Schalters (84), Kurzschließen des Hauptschalters (9) und Übertragen von Strom vom ersten Kondensator (1, 1a, 1b) auf den zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26) in dem wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) durchführt. Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 10, wherein when the voltage of the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) is greater than the predetermined value, the control unit ( 90 ) a controller for short-circuiting the second switch ( 84 ), Short-circuit the main switch ( 9 ) and transmitting power from the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) to the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) in the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ). Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der erste Strombegrenzer (31) ein Widerstand oder eine Drossel ist.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to one of claims 7 to 9, wherein the first current limiter ( 31 ) is a resistor or a choke. Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104) nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Entladeschaltung, in der ein Entladeschalter und ein Entladewiderstand in Reihe geschaltet sind, wobei die Entladeschaltung mit dem zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26) parallel geschaltet ist, und die Steuereinheit (90) den Entladeschalter kurzschließt und den Hauptschalter (9) kurzschließt.Power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ) according to claim 8, further comprising: a discharge circuit in which a discharge switch and a discharge resistor are connected in series, wherein the discharge circuit with the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) is connected in parallel, and the control unit ( 90 ) short-circuits the discharge switch and the main switch ( 9 ) short circuits. Steuerungsverfahren in einem Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104), der Folgendes umfasst: wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) zum Umwandeln eines Gleichstroms über Wechselstrom in einen anderen Gleichstrom, wobei der wenigstens eine isolierte Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) Folgendes umfasst: einen ersten Kondensator (1, 1a, 1b), der mit einem ersten Leitungsweg (21) eines Gleichstroms verbunden ist, einen zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26), der mit einem zweiten Leitungsweg (22) eines anderen Gleichstroms verbunden ist, eine erste Strombegrenzungsschaltung (3), die durch einen dritten Leitungsweg (23) für Wechselstrom fließenden Strom steuert, eine zweite Strombegrenzungsschaltung (8), die durch einen vierten Leitungsweg (24) für Wechselstrom aus einer Wechselstromquelle fließenden Strom steuert, eine erste Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) und eine zweite Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52), die Gleichstrom und Wechselstrom ineinander umwandeln, und einen Transformator (6), wobei Gleichstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) mit dem ersten Leitungsweg (21) verbunden sind, Wechselstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) mit dem dritten Leitungsweg (23) verbunden sind, Gleichstromanschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) mit dem zweiten Leitungsweg (22) verbunden sind, Wechselstromanschlüsse der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) mit dem dritten Leitungsweg (23) verbunden sind, die Wechselstromanschlüsse der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) mit den Wechselstromanschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) über den Transformator (6) und die erste Strombegrenzungsschaltung (3) verbunden sind und die erste Strombegrenzungsschaltung (3) einen ersten Strombegrenzer (31), der Strom steuert, und einen ersten Schalter (32), der mit dem ersten Strombegrenzer (31) parallel geschaltet ist, aufweist, wobei bei dem Verfahren der Transformator (6) eine primärseitige Wicklung (61), die mit den Wechselstromanschlüssen der ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (4) verbunden ist, und eine sekundärseitige Wicklung (62, 63), die mit den Wechselstromanschlüssen der zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (5, 51, 52) verbunden ist, aufweist, wenn ein Spannungsverhältnis (vC2/(n·vC1)) kleiner gleich einem vorgegebenen Wert ist, wobei das Spannungsverhältnis (vC2/(n·vC1)) ein Wert einer Spannung (vC2) des zweiten Kondensators (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26), dividiert durch ein Übersetzungsverhältnis (n), einen Wert einer Anzahl von Windungen (n2) der sekundärseitigen Wicklung (62, 63), dividiert durch eine Anzahl von Windungen (n1) der primärseitigen Wicklung (61), und eine Spannung (vC1) des ersten Kondensators (1, 1a, 1b), ist, eine Steuereinheit (90) einen Vorladeschritt durch Öffnen des ersten Schalters (32) und dann Übertragen von Strom vom ersten Kondensator (1, 1a, 1b) auf den zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26) in dem wenigstens einen isolierten Gleichstromwandler (70a, 70b, 70c, 70d) durchführt.Control method in a power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ), comprising: at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) for converting a direct current via alternating current into another direct current, wherein the at least one isolated direct current converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ) Comprising: a first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) connected to a first conduction path ( 21 ) of a direct current, a second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ), which is connected to a second conduction path ( 22 ) of a different direct current, a first current limiting circuit ( 3 ) through a third conduction path ( 23 ) for AC flowing current, a second current limiting circuit ( 8th ) passing through a fourth conduction path ( 24 ) for alternating current flowing from an AC power source, a first AC-DC conversion circuit ( 4 ) and a second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ), which convert DC and AC into each other, and a transformer ( 6 ), wherein DC terminals of the first AC-DC conversion circuit ( 4 ) with the first conduction path ( 21 ), AC terminals of the first AC-DC conversion circuit ( 4 ) with the third conduction path ( 23 ), DC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ) with the second conduction path ( 22 ), AC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ) with the third conduction path ( 23 ), the AC terminals of the first AC-DC conversion circuit ( 4 ) with the AC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ) over the transformer ( 6 ) and the first current limiting circuit ( 3 ) and the first current limiting circuit ( 3 ) a first current limiter ( 31 ), which controls power, and a first switch ( 32 ), which is connected to the first current limiter ( 31 ) is connected in parallel, wherein in the method the transformer ( 6 ) a primary-side winding ( 61 ) connected to the AC terminals of the first AC-to-DC conversion circuit ( 4 ), and a secondary-side winding ( 62 . 63 ) connected to the AC terminals of the second AC-DC conversion circuit ( 5 . 51 . 52 ), when a voltage ratio (vC2 / (n · vC1)) is less than or equal to a predetermined value, wherein the voltage ratio (vC2 / (n · vC1)) is a value of a voltage (vC2) of the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) divided by a gear ratio (n), a value of a number of turns (n2) of the secondary-side winding ( 62 . 63 ) divided by a number of turns (n1) of the primary-side winding ( 61 ), and a voltage (vC1) of the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ), is a control unit ( 90 ) a precharge step by opening the first switch ( 32 ) and then transmitting power from the first capacitor ( 1 . 1a . 1b ) to the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) in the at least one isolated DC-DC converter ( 70a . 70b . 70c . 70d ). Steuerungsverfahren nach Anspruch 14 in dem Stromrichter, der ferner Folgendes umfasst: einen Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter (71), der Wechselstrom und Gleichstrom ineinander umwandelt, wobei der Wechselstrom-Gleichstrom-Stromrichter (71) eine dritte Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (7), die Wechselstrom und Gleichstrom ineinander umwandelt, und einen Hauptschalter (9), der zwischen Stromzufuhr und -unterbrechung schaltet, umfasst, wobei Gleichstromanschlüsse der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (7) mit dem ersten Leitungsweg (21) verbunden sind, Wechselstromanschlüsse der dritten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungsschaltung (7) mit dem vierten Leitungsweg (24) verbunden sind, und der Hauptschalter (9) mit dem vierten Leitungsweg (24) verbunden ist, wobei bei dem Verfahren der Hauptschalter (9) im Vorladeschritt kurzgeschlossen wird.A control method according to claim 14 in the power converter, further comprising: an AC-DC power converter ( 71 ), which converts alternating current and direct current into one another, whereby the alternating current direct current converter ( 71 ) a third AC-DC conversion circuit ( 7 ), which converts AC and DC into each other, and a main switch ( 9 ), which switches between power supply and interruption, wherein DC connections of the third AC-DC conversion circuit ( 7 ) with the first conduction path ( 21 ), AC terminals of the third AC-DC conversion circuit ( 7 ) with the fourth conduction path ( 24 ) and the main switch ( 9 ) with the fourth conduction path ( 24 ), wherein in the method the main switch ( 9 ) is shorted in the precharge step. Steuerungsverfahren nach Anspruch 15 in dem Stromrichter (100, 101, 102, 103, 104), der ferner Folgendes umfasst: eine Entladeschaltung (80), in der ein Entladeschalter (81) und ein Entladewiderstand (82) in Reihe geschaltet sind, wobei die Entladeschaltung (80) mit dem zweiten Kondensator (2, 2a, 2b, 2d, 2c, 25, 26) parallel geschaltet ist, wobei die Steuereinheit (90) einen Entladeschritt durch Kurzschließen des Entladeschalters (81) vor dem Vorladeschritt durchführt.Control method according to claim 15 in the power converter ( 100 . 101 . 102 . 103 . 104 ), further comprising: a discharge circuit ( 80 ), in which a discharge switch ( 81 ) and a discharge resistor ( 82 ) are connected in series, the discharge circuit ( 80 ) with the second capacitor ( 2 . 2a . 2 B . 2d . 2c . 25 . 26 ) is connected in parallel, wherein the control unit ( 90 ) a discharging step by short-circuiting the discharge switch ( 81 ) before the precharging step.
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