DE102018212523B4 - Vehicle-side charging circuit - Google Patents

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Abstract

Fahrzeugseitige Ladeschaltung mit- einer Wechselspannungsschnittstelle (AC),- einem daran angeschlossenen Gleichrichter (PFC),- mindestens einem ersten und einem zweiten Gleichspannungswandler (W1, W2), die jeweils galvanisch verbindend sind und die jeweils mindestens einen Zwischenkreiskondensator (C1, C2) und mindestens eine Schaltereinheit (SE1, SE2) aufweisen, und- einem Bordnetzanschluss (AN), wobei der Gleichrichter (PFC) über die Gleichspannungswandler (W1, W2) mit dem Bordnetzanschluss (AN) verbunden ist, wobei die Ladeschaltung eine Schaltervorrichtung (SV) umfasst, die die Gleichspannungswandler (W1, W2) untereinander schaltbar verbindet, wobei die Schaltervorrichtung (SV) in einem ersten Schaltzustand (1) die Zwischenkreiskondensatoren (C1, C2) parallel miteinander verbindet und die Schaltereinheiten (SE1, SE2) der Gleichspannungswandler (W1, W2) parallel miteinander verbindet und die Schaltervorrichtung (SV) ferner in einem zweiten Schaltzustand (2) die Zwischenkreiskondensatoren (C1, C2) seriell miteinander verbindet und die Schaltereinheiten (SE1, SE2) seriell miteinander verbindet, wobei dieLadeschaltung ferner eine Diodenkaskade (DK) umfasst, diezwischen den Gleichspannungswandlern (W1, W2) und dem Bordnetzanschluss (AN) parallel zu dem Bordnetzanschluss (AN) angeschlossen ist, einer der Wandler (W2) mit einem Verbindungspunkt zwischen zwei Dioden (D1, D2) der Diodenkaskade (DK) verbunden ist, und eine der Dioden (D1) zwischen diesem Wandler (W2) und dem anderen Wandler (W1) angeschlossen ist und die Schaltervorrichtung (SV) einen Abtrennschalter (KS3) aufweist, der ein negatives Versorgungspotential des zweiten Wandlers (W2) schaltbar mit einem negativen Versorgungspotential (DC-) des Bordnetzanschlusses (AN) verbindet.Vehicle-side charging circuit with - an alternating voltage interface (AC), - a rectifier (PFC) connected to it, - at least one first and a second DC voltage converter (W1, W2), each of which is galvanically connecting and each has at least one intermediate circuit capacitor (C1, C2) and have at least one switch unit (SE1, SE2), and an on-board power supply connection (AN), the rectifier (PFC) being connected to the on-board power supply connection (AN) via the DC voltage converter (W1, W2), the charging circuit comprising a switch device (SV) which connects the DC voltage converters (W1, W2) to one another in a switchable manner, the switching device (SV) in a first switching state (1) connecting the intermediate circuit capacitors (C1, C2) in parallel with one another and the switch units (SE1, SE2) of the DC voltage converters (W1, W2 ) connects in parallel with each other and the switch device (SV) also in a second switching state (2) the intermediate circuit condenser ators (C1, C2) serially connects to one another and the switch units (SE1, SE2) serially connects to one another, the charging circuit further comprising a diode cascade (DK) which is connected between the DC voltage converters (W1, W2) and the vehicle electrical system connection (AN) parallel to the vehicle electrical system connection ( AN) is connected, one of the converters (W2) is connected to a connection point between two diodes (D1, D2) of the diode cascade (DK), and one of the diodes (D1) between this converter (W2) and the other converter (W1) is connected and the switch device (SV) has a disconnecting switch (KS3) which connects a negative supply potential of the second converter (W2) switchably to a negative supply potential (DC-) of the vehicle electrical system connection (AN).

Description

Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb weisen einen Akkumulator auf, um den Antrieb zu speisen. Bei zahlreichen Fahrzeugen ist eine Ladebuchse vorgesehen, um Energie von außen in den Akkumulator zur übertragen, etwa im Rahmen eines Ladevorgangs.Vehicles with an electric drive have an accumulator to feed the drive. In many vehicles, a charging socket is provided in order to transfer energy from the outside into the accumulator, for example as part of a charging process.

Beim Anschluss eines Fahrzeugs an ein Wechselspannungsnetz können mehrere elektrische Parameter variieren, die Einfluss auf Betriebsgrößen wie Spannung oder Leistung der Ladeschaltung haben. Diese variablen Parameter sind beispielsweise die Phasenanzahl, die von der Ausgestaltung des Wechselspannungsanschlusses abhängt, sowie die Spannung bzw. Konfiguration des Wechselspannungsnetzes, die regional variieren kann.When connecting a vehicle to an AC voltage network, several electrical parameters can vary, which have an influence on operating parameters such as voltage or power of the charging circuit. These variable parameters are, for example, the number of phases, which depends on the configuration of the AC voltage connection, and the voltage or configuration of the AC voltage network, which can vary regionally.

Die Druckschrift US 2014 / 0 112 025 A1 beschreibt Kondensatoren mit nachgeschalteten Wandlern, wobei eine Konfigurationsschaltung die Kondensatoren und die Wandlereingänge wahlweise seriell oder parallel miteinander verbindet. Eine Inverterbrücke wird mit der Spannung versorgt, die zwischen den Wandlerausgängen besteht.The document US 2014/0 112 025 A1 describes capacitors with downstream converters, a configuration circuit connecting the capacitors and the converter inputs either in series or in parallel with one another. An inverter bridge is supplied with the voltage that exists between the converter outputs.

Die Druckschrift DE 10 2014 217 703 A1 beschreibt eine Ladeschaltung, bei der zwei Wandlerschaltungen parallelgeschaltet werden können, um die Ladeleistung für einen Akkumulator, der an die Wandlerschaltungen angeschlossen ist, zu erhöhen.The pamphlet DE 10 2014 217 703 A1 describes a charging circuit in which two converter circuits can be connected in parallel in order to increase the charging power for an accumulator which is connected to the converter circuits.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der möglichst kostengünstig unterschiedlich ausgeprägte Wechselspannunganschlüsse zum Laden eines Fahrzeugs verwendet werden können.There is therefore the task of showing a possibility with which differently designed AC voltage connections can be used for charging a vehicle as cost-effectively as possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Weitere Ausführungsformen, Merkmale, Eigenschaften und Vorteile ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.This object is achieved by the subject matter of claim 1. Further embodiments, features, properties and advantages emerge from the dependent claims, the description and the figures.

Es wird eine fahrzeugseitige Ladeschaltung vorgeschlagen, bei der mehrere galvanisch verbindende Gleichspannungswandler mittels einer einstellbaren Schaltervorrichtung wahlweise parallel oder seriell miteinander verbunden werden können, um so die Ladeschaltung an die Ausprägung (etwa: ein- oder mehrphasig) des Anschlusses an ein Wechselspannungsnetz anpassen zu können. Die Ladeschaltung ist somit eine galvanisch verbindende Ladeschaltung. Aufgrund dieser Ausprägung ist es nicht notwendig, einen Transformator zur galvanischen Trennung zu verwenden.A vehicle-side charging circuit is proposed in which several galvanically connecting DC voltage converters can be connected to one another either in parallel or in series by means of an adjustable switch device in order to be able to adapt the charging circuit to the characteristics (e.g. single or multi-phase) of the connection to an AC voltage network. The charging circuit is thus a galvanically connecting charging circuit. Because of this feature, it is not necessary to use a transformer for galvanic isolation.

Ein Gleichrichter der Ladeschaltung ist einer Wechselspannungsschnittstelle der Ladeschaltung nachgeschaltet und richtet die an der Wechselspannungsschnittstelle anliegende Spannung gleich. Die gleichgerichtete Spannung (bzw. deren Spitzenwert) richtet sich nach der Phasenanzahl der Wechselspannungsschnittstelle. Bei einem 230 V - Netz und einer dreiphasigen Anschlusskonfiguration kann sich so eine gleichgerichtete Spannung ergeben, die über einer Grenz-Nennspannung liegt, die sich mit einer bestimmten Halbleitertechnologie erreichen lässt. Um für die Halbleiter der Gleichspannungswandler eine Grenz-Nennspannung vorzusehen, die nicht die verwendbaren Technologien beschränkt, kann in diesem Fall die Schaltervorrichtung die mehreren Gleichspannungswandler in Serie zueinander schalten. Dadurch teilt sich die Betriebsspannung für jeden Gleichspannungswandler durch deren Anzahl. Bei zwei Gleichspannungswandlern halbieren sich die Betriebsspannungen, mit denen die Halbleiter der Gleichspannungswandler jeweils arbeiten. Bei einem einphasigen Betrieb können die Gleichspannungswandler parallel geschaltet werden, um so eine Vervielfachung der Stromtragfähigkeit zu erreichen.A rectifier of the charging circuit is connected downstream of an AC voltage interface of the charging circuit and rectifies the voltage applied to the AC voltage interface. The rectified voltage (or its peak value) depends on the number of phases of the AC voltage interface. In the case of a 230 V network and a three-phase connection configuration, this can result in a rectified voltage that is above a nominal voltage limit that can be achieved with a certain semiconductor technology. In order to provide a nominal voltage limit for the semiconductors of the DC voltage converter, which does not restrict the technologies that can be used, in this case the switch device can switch the plurality of DC voltage converters in series with one another. As a result, the operating voltage for each DC voltage converter is divided by their number. With two DC voltage converters, the operating voltages with which the semiconductors of the DC voltage converters work are halved. In single-phase operation, the DC voltage converters can be connected in parallel in order to multiply the current-carrying capacity.

Die fahrzeugseitige Ladeschaltung ist mit einer Wechselspannungsschnittstelle und einem daran angeschlossenen Gleichrichter ausgestattet. Die Wechselspannungsschnittstelle ist insbesondere ein Steckverbindungselement mit mehreren Kontakten. Der Gleichrichter weist die Funktion des Gleichrichtens auf, kann jedoch in einigen Ausführungsformen neben dieser Funktion auch weitere Funktionen wie Leistungsfaktorkorrektur oder Oberwellenfiltern aufweisen; insbesondere ist der Gleichrichter ein aktiver Gleichrichter. Der Gleichrichter weist eine Wechselspannungsseite auf. Mit dieser ist der Gleichrichter an der Wechselspannungsschnittstelle angeschlossen.The vehicle-side charging circuit is equipped with an AC voltage interface and a rectifier connected to it. The AC voltage interface is, in particular, a plug connection element with a plurality of contacts. The rectifier has the function of rectifying, but in some embodiments can also have other functions such as power factor correction or harmonic filters in addition to this function; in particular, the rectifier is an active rectifier. The rectifier has an AC voltage side. With this the rectifier is connected to the AC voltage interface.

Der Gleichrichter umfasst vorzugsweise für jeden Phasenkontakt der Wechselspannungsschnittstelle mindestens eine Halbbrücke (die steuerbar sein kann oder eine Diodenhalbbrücke sein kann) . Die Wechselspannungsschnittstelle kann einen Neutralleiterkontakt aufweisen. Dieser ist vorzugsweise mit einer (eigenen) Halbbrücke des Gleichrichters verbunden. Diese Halbbrücke unterscheidet sich von einer Halbbrücke, die mit einer Phase der Wechselspannungsschnittstelle verbunden ist und kann insbesondere eine Diodenhalbbrücke sein.The rectifier preferably comprises at least one half-bridge (which can be controllable or can be a diode half-bridge) for each phase contact of the AC voltage interface. The AC voltage interface can have a neutral conductor contact. This is preferably connected to a (separate) half-bridge of the rectifier. This half bridge differs from a half bridge which is connected to one phase of the AC voltage interface and can in particular be a diode half bridge.

Der Gleichrichter umfasst auch eine Gleichspannungsseite. An diese sind die Halbbrücken des Gleichrichters angeschlossen. Die Gleichspannungsseite umfasst insbesondere zwei Gleichspannungspotentiale oder -schienen. An diese sind die Halbbrücken angeschlossen (wobei hierbei insbesondere die beiden Enden der Halbbrücken an dieser Potentiale oder Schienen angeschlossen sind).The rectifier also includes a DC voltage side. The half bridges of the rectifier are connected to these. The DC voltage side comprises in particular two DC voltage potentials or rails. The half bridges are connected to these (with the two ends of the half bridges in particular being connected to these potentials or rails).

An den Gleichrichter (bzw. an dessen Gleichspannungsseite) sind mehrere galvanisch verbindende Gleichspannungswandler angeschlossen. Die Gleichspannungswandler sind über die Schaltervorrichtung mit dem Gleichrichter verbunden. Zwischen dem Gleichspannungswandler und dem Gleichrichter ist die Schaltervorrichtung vorgesehen. Die Verbindungsart (parallel oder seriell), gemäß der die Gleichspannungswandler mit dem Gleichrichter verbunden sind, ist einstellbar mittels einer Schaltervorrichtung. Die Schaltervorrichtung verbindet die Gleichspannungswandler untereinander in schaltbarer (unterschiedlicher) Weise. Unterschiedliche Schaltstellungen der Schaltervorrichtung sind mit unterschiedlichen Verbindungen des Gleichrichters einerseits und der Gleichspannungswandler andererseits verknüpft. In einer Schaltstellung der Schaltervorrichtung sind die Seiten der Gleichspannungswandler, die mit dem Gleichrichter verbunden sind, parallel geschaltet (und insbesondere als Serienschaltung mit dem Gleichrichter verbunden). In einer weiteren Schaltstellung der Schaltervorrichtung sind die Seiten der Gleichspannungswandler, die mit dem Gleichrichter verbunden sind, seriell miteinander verbunden (und insbesondere als Serienschaltung mit dem Gleichrichter verbunden) .Several are galvanically connected to the rectifier (or its DC voltage side) connecting DC voltage converter connected. The DC / DC converters are connected to the rectifier via the switch device. The switch device is provided between the DC / DC converter and the rectifier. The type of connection (parallel or series) according to which the DC voltage converters are connected to the rectifier can be set by means of a switch device. The switch device connects the DC voltage converters to one another in a switchable (different) manner. Different switch positions of the switch device are linked to different connections of the rectifier on the one hand and the DC voltage converter on the other hand. In one switching position of the switch device, the sides of the DC voltage converters which are connected to the rectifier are connected in parallel (and in particular connected to the rectifier as a series circuit). In a further switch position of the switch device, the sides of the DC voltage converters which are connected to the rectifier are connected to one another in series (and in particular connected to the rectifier as a series circuit).

Mittels der Schaltvorrichtung können die Gleichspannungswandler (insbesondere die Seite der Gleichspannungswandler, die den Zwischenkreiskondensator aufweist) wahlweise parallel oder seriell miteinander verbunden werden. Insbesondere können mittels der Schaltvorrichtung die dem Gleichrichter zugewandten Seiten der Gleichspannungswandler einstellbar parallel oder seriell miteinander verbunden werden. Diese Seiten können den Eingangsseiten der Gleichspannungswandler entsprechen, insbesondere bei einem Ladevorgang. Bei einer Rückspeisung (d.h. bei bidirektionalen Gleichspannungswandlern) entsprechen die Seiten den Ausgängen der Gleichspannungswandler.By means of the switching device, the DC voltage converters (in particular the side of the DC voltage converters which has the intermediate circuit capacitor) can optionally be connected to one another in parallel or in series. In particular, by means of the switching device, the sides of the DC voltage converters facing the rectifier can be connected to one another in an adjustable manner in parallel or in series. These pages can correspond to the input pages of the DC-DC converter, in particular during a charging process. With feedback (i.e. with bidirectional DC voltage converters), the sides correspond to the outputs of the DC voltage converters.

Die Schaltvorrichtung erlaubt es, die Eingänge (insbesondere bezogen auf einen Ladevorgang) der Gleichspannungswandler seriell oder parallel miteinander zu verbinden. Da die Gleichspannungswandler mit dem Gleichrichter verbunden sind, kann mittels der Schaltvorrichtung somit die Verbindungsart der Gleichspannungswandler mit dem Gleichrichter eingestellt werden. Bei einer seriellen Verbindung ergibt sich bei zwei Gleichspannungswandler die halbe Betriebsspannung (bezogen auf die gleichgerichtete Spannung), so dass die Schalterelemente als auch die Zwischenkreiskondensatoren nur gemäß dieser halben (bzw. durch die Anzahl der Wandler geteilten) Betriebsspannung ausgelegt sein müssen. Die Gleichspannungswandler weisen eine dem Gleichrichter zugewandte Seite auf. Diese Seiten der Gleichspannungswandler werden mittels der Schaltvorrichtung wahlweise bzw. schaltbar (oder einstellbar) parallel oder seriell miteinander verbunden. An diesen Seiten befinden sich die Zwischenkreiskondensatoren, die somit einstellbar parallel oder seriell miteinander verbunden werden. Dies gilt auch für die Schaltereinheiten der Gleichspannungswandler.The switching device makes it possible to connect the inputs (in particular in relation to a charging process) of the DC voltage converters in series or in parallel with one another. Since the DC voltage converters are connected to the rectifier, the type of connection between the DC voltage converters and the rectifier can be set by means of the switching device. With a serial connection, two DC voltage converters result in half the operating voltage (based on the rectified voltage), so that the switch elements and the intermediate circuit capacitors only have to be designed according to this half (or divided by the number of converters) operating voltage. The DC voltage converters have a side facing the rectifier. These sides of the DC voltage converters are optionally or switchably (or adjustable) connected to one another in parallel or in series by means of the switching device. The intermediate circuit capacitors are located on these sides, which can be connected to one another in parallel or in series. This also applies to the switch units of the DC / DC converters.

Der Gleichrichter ist über die Gleichspannungswandler mit dem Bordnetzanschluss verbunden. Der Bordnetzanschluss ist insbesondere ein Hochvoltanschluss und ist somit für Betriebsspannungen für > 60 V ausgelegt, insbesondere für mindestens 400 V, 600 V oder 800 V. Ein Bordnetz mit der hier beschriebenen Ladeschaltung umfasst ferner einen Akkumulator, der an den Bordnetzanschluss angeschlossen ist. Neben dem Akkumulator können weitere Komponenten an den Bordnetzanschluss angeschlossen sein. Der Bordnetzanschluss kann über Trennschalter mit den Gleichspannungswandlern verbunden sein.The rectifier is connected to the vehicle electrical system connection via the DC voltage converter. The on-board network connection is in particular a high-voltage connection and is therefore designed for operating voltages of> 60 V, in particular for at least 400 V, 600 V or 800 V. An on-board network with the charging circuit described here also includes an accumulator that is connected to the on-board network connection. In addition to the accumulator, further components can be connected to the on-board power supply connection. The on-board power supply connection can be connected to the DC voltage converters via isolating switches.

Die Ladeschaltung umfasst ferner eine Diodenkaskade. Diese ist zwischen den Gleichspannungswandlern und dem Bordnetzanschluss vorgesehen und ist parallel zu dem Bordnetzanschluss angeschlossen. Die Diodenkaskade umfasst eine Reihenschaltung von Dioden. Die Reihenschaltung parallel zu dem Bordnetzanschluss angeschlossen. Die Enden der Reihenschaltung sind mit dem Bordnetzanschluss (insbesondere mit dessen beiden Gleichspannungspotentialen) verbunden. Zumindest einer der Gleichspannungswandler ist mit einem Zwischenpunkt der Reihenschaltung verbunden, über den zwei der Dioden miteinander (seriell) verbunden sind. Die Diodenkaskade ist insbesondere als eine (einphasige) Halbbrücke ausgebildet. Einer der Gleichspannungswandler ist mit dem Verbindungspunkt der Halbbrücke verbunden. Bei mehr als zwei Gleichspannungswandler umfasst die Diodenkaskade mehr als zwei Dioden. Die Anzahl der Gleichspannungswandler entspricht vorzugsweise der Anzahl der Dioden in der Diodenkaskade. Die Anzahl der Verbindungspunkte in der Diodenkaskade entspricht der Anzahl der Gleichspannungswandler minus 1. Bis auf einen Wandler werden die Gleichspannungswandler mit einem eigenen Verbindungspunkt der Diodenkaskade verbunden.The charging circuit also includes a diode cascade. This is provided between the DC voltage converters and the on-board power supply connection and is connected in parallel to the on-board power supply connection. The diode cascade comprises a series connection of diodes. The series connection is connected in parallel to the on-board power supply connection. The ends of the series circuit are connected to the vehicle electrical system connection (in particular to its two DC voltage potentials). At least one of the DC voltage converters is connected to an intermediate point of the series circuit, via which two of the diodes are connected to one another (in series). The diode cascade is designed in particular as a (single-phase) half-bridge. One of the DC / DC converters is connected to the connection point of the half bridge. If there are more than two DC voltage converters, the diode cascade comprises more than two diodes. The number of DC voltage converters preferably corresponds to the number of diodes in the diode cascade. The number of connection points in the diode cascade corresponds to the number of DC voltage converters minus 1. Except for one converter, the DC voltage converters are connected to their own connection point in the diode cascade.

Einer der Wandler ist mit einem Verbindungspunkt zwischen zwei Dioden der Diodenkaskade verbunden. Eine der Dioden ist zwischen diesem Wandler und dem anderen Wandler angeschlossen. Die Dioden der Diodenkaskade sind in gleicher Richtung miteinander verbunden. Die Durchlassrichtung der Dioden weist zum selben Potential. Dies gilt auch für die Sperrrichtung. Der erste und der zweite Wandler weisen jeweils eine positive Potentialschiene auf, wobei diese Potentialschienen über die erste der Dioden miteinander verbunden sind. Die erste Diode hat eine Durchlasssrichtung, die zur positiven Potentialschiene des ersten Gleichspannungswandlers weist. Die zweite Diode ist zwischen der positiven Potentialschiene des zweiten Gleichspannungswandlers und der negativen Potentialschiene des zweiten Gleichspannungswandlers angeschlossen. Die zweite Diode hat eine Durchlasssrichtung, die zur positiven Potentialschiene des zweiten Gleichspannungswandlers weist (bzw. zur ersten Diode bzw. zur positiven Potentialschiene des ersten Gleichspannungswandlers) .One of the converters is connected to a connection point between two diodes of the diode cascade. One of the diodes is connected between this converter and the other converter. The diodes of the diode cascade are connected to one another in the same direction. The forward direction of the diodes points to the same potential. This also applies to the blocking direction. The first and the second converter each have a positive potential rail, these potential rails being connected to one another via the first of the diodes. The first diode has a forward direction which points to the positive potential rail of the first DC voltage converter. The second diode is between the positive potential rail of the second DC voltage converter and the negative potential rail of the second DC voltage converter connected. The second diode has a forward direction which points to the positive potential rail of the second DC voltage converter (or to the first diode or to the positive potential rail of the first DC voltage converter).

Ein Teil der Gleichspannungswandler oder alle Gleichspannungswandler können jeweils einen Glättungskondensator aufweisen. Der Glättungskondensator ist parallel zu dem jeweiligen Gleichspannungswandler an der Seite des Gleichspannungswandlers angeschlossen, die zu dem Bordnetzanschluss weist.Some of the DC voltage converters or all DC voltage converters can each have a smoothing capacitor. The smoothing capacitor is connected in parallel to the respective DC voltage converter on the side of the DC voltage converter which faces the vehicle electrical system connection.

Die Gleichspannungswandler sind vorgesehen, den von dem Gleichrichter bzw. von der Seite der Wechselspannungsschnittstelle empfangene Spannung zu wandeln, um die gewandelte Spannung an den Bordnetzanschluss und insbesondere an die Diodenkaskade abzugeben. Die Diodenkaskade addiert die (bordnetzanschlussseitigen) Spannungen der Gleichspannungswandler und gibt die addierte Spannung an den Bordnetzanschluss ab.The DC voltage converters are provided to convert the voltage received from the rectifier or from the side of the AC voltage interface in order to output the converted voltage to the vehicle electrical system connection and in particular to the diode cascade. The diode cascade adds the voltages (on the vehicle electrical system connection side) of the DC voltage converters and transfers the added voltage to the vehicle electrical system connection.

Die Schaltereinheiten des ersten und des zweiten Spannungswandlers umfassen jeweils zwei Schalter oder ein Schalter und eine Diode, die in Reihe geschaltet sind. Diese Schalter sind vorzugsweise Halbleiterschalter, beispielsweise Transistoren. Da durch die Aufteilung in mehrere Gleichspannungswandler die Gesamtspannung des Gleichrichters aufgeteilt wird, können Transistoren mit einer Maximalspannung von weniger als 650, 700 oder 600 Volt verwendet werden, beispielsweise sogenannte „Superjunction FETs“ verwendet werden. Dies gilt insbesondere für ein 230 Volt-Netz, wenn dies dreiphasig an die Ladeschaltung angeschlossen ist, sodass es nicht erforderlich ist, die Gleichspannungswandler mit Transistoren auszustatten, die mit höheren Maximalspannungen ausgelegt werden müssen. Dadurch kann beispielsweise auf SiC-MOSFETs verzichtet werden, die einen signifikanten Kostenfaktor darstellen. Als Schaltereinheiten eignen sich insbesondere Transistoren wie MOSFETs oder auch IGBTs.The switch units of the first and second voltage converters each comprise two switches or a switch and a diode which are connected in series. These switches are preferably semiconductor switches, for example transistors. Since the total voltage of the rectifier is divided by the division into several DC voltage converters, transistors with a maximum voltage of less than 650, 700 or 600 volts can be used, for example so-called “superjunction FETs”. This applies in particular to a 230 volt network if it is connected to the charging circuit in three phases, so that it is not necessary to equip the DC voltage converters with transistors that have to be designed with higher maximum voltages. As a result, SiC MOSFETs, for example, which represent a significant cost factor, can be dispensed with. Transistors such as MOSFETs or IGBTs are particularly suitable as switch units.

Die Schaltereinheit eines der Spannungswandler (insbesondere der erste Spannungswandler) kann einen elektronischen Schalter und eine Diode umfassen. Diese sind in Reihe geschaltet. Die Schaltereinheit mindestens eines weiteren Spannungswandlers (insbesondere der zweite Spannungswandler) kann zwei elektronische Schalter umfassen, die in Reihe geschaltet sind.The switch unit of one of the voltage converters (in particular the first voltage converter) can comprise an electronic switch and a diode. These are connected in series. The switch unit of at least one further voltage converter (in particular the second voltage converter) can comprise two electronic switches that are connected in series.

Die Spannungswandler vorzugsweise jeweils eine Serieninduktivität auf. Diese sind an einer Seite der Spannungswandler vorgesehen, die mit dem Bordnetzanschluss verbunden ist. Die Serieninduktivität sind an einer Seite der Spannungswandler vorgesehen sind, an der die Spannungswandler mit dem Bordnetzanschluss verbunden sind. Die Schaltereinheiten der Spannungswandler weisen jeweils einen Verbindungspunkt auf, über den die (zwei) Schalter des betreffenden Spannungswandlers miteinander verbunden sind, oder über den die Diode der betreffenden Schaltereinheit mit dem Schalter der Schaltereinheit verbunden ist. Die Serieninduktivitäten verbinden somit die Schaltereinheiten der Spannungswandler mit dem Bordnetzanschluss bzw. mit der Diodenkaskade. Jeder Spannungswandler kann über einen Glättungskondensator verfügen, der die von der Schaltereinheit abgewandte Seite der Serieninduktivität mit einer Potentialschiene des betreffenden Gleichspannungswandlers verbindet, insbesondere mit einer negativen Potentialschiene des betreffenden Gleichspannungswandlers. Mit anderen Worten kann jeder Gleichspannungswandler über einen Glättungskondensator verfügen, der parallel an der Seite des Wandlers angeschlossen ist, die zum Bordnetzanschluss bzw. zur Diodenkaskade weist. Diese Seite ist entgegengesetzt zu der Seite der Spannungswandler, die dem Gleichrichter zugewandt ist.The voltage converters preferably each have a series inductance. These are provided on one side of the voltage converter that is connected to the vehicle electrical system connection. The series inductance are provided on one side of the voltage converters on which the voltage converters are connected to the on-board power supply connection. The switch units of the voltage converters each have a connection point via which the (two) switches of the voltage converter concerned are connected to one another, or via which the diode of the switch unit concerned is connected to the switch of the switch unit. The series inductances thus connect the switch units of the voltage converters to the vehicle electrical system connection or to the diode cascade. Each voltage converter can have a smoothing capacitor which connects the side of the series inductance facing away from the switch unit to a potential rail of the relevant DC / DC converter, in particular to a negative potential rail of the relevant DC / DC converter. In other words, each DC / DC converter can have a smoothing capacitor which is connected in parallel to the side of the converter facing the vehicle electrical system connection or the diode cascade. This side is opposite to the side of the voltage converters that faces the rectifier.

Der Gleichrichter weist vorzugsweise eine oder mehrere schaltbare Halbbrücke auf. Die Halbbrücken sind insbesondere vollschaltbar, das heißt bestehen jeweils aus einer Reihenschaltung von zwei Schaltern wie Transistoren. Die Halbbrücken bzw. deren Verbindungspunkte bzw. Zwischenabgriffe sind insbesondere direkt oder über Serieninduktivitäten mit der Wechselspannungsschnittstelle verbunden. Bei einer Verbindung über jeweilige Serieninduktivitäten ergibt sich eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, die sowohl gleichrichtende Funktion hat als auch eine spannungswandelnde Funktion, insbesondere eine Aufwärtswandlungsfunktion. Der Gleichrichter zwischen Wechselstromschnittstelle und den Gleichspannungswandlern ist daher vorzugsweise ein aktiver Gleichrichter und kann, wenn er mit Serieninduktivitäten wie beschrieben ausgestattet ist, auch eine korrigierende Funktion hinsichtlich des Leistungsfaktors ausüben und/oder oberwellendämpfend wirken. Alternativ ist der Gleichrichter ein passiver Gleichrichter und ist insbesondere ein Dioden-Gleichrichter. Der Gleichrichter kann ein- oder vorzugsweise mehrphasig ausgebildet sein.The rectifier preferably has one or more switchable half bridges. The half bridges can in particular be fully switched, that is to say each consist of a series connection of two switches such as transistors. The half bridges or their connection points or intermediate taps are in particular connected to the AC voltage interface directly or via series inductances. A connection via respective series inductances results in a power factor correction circuit which has both a rectifying function and a voltage-converting function, in particular an up-conversion function. The rectifier between the AC interface and the DC voltage converters is therefore preferably an active rectifier and, if it is equipped with series inductances as described, can also exercise a corrective function with regard to the power factor and / or act to dampen harmonics. Alternatively, the rectifier is a passive rectifier and is in particular a diode rectifier. The rectifier can be single-phase or preferably multi-phase.

Die Wechselspannungsschnittstelle kann einphasig ausgestaltet sein oder ist vorzugsweise mehrphasig ausgestaltet, beispielsweise dreiphasig. Somit ist auch der Gleichrichter zwischen der Wechselspannungsschnittstelle und den Gleichspannungswandlern vorzugsweise ein- mehr- oder insbesondere dreiphasig ausgestaltet. Die Anzahl der Phasen der Wechselspannungsschnittstelle entspricht vorzugsweise der Anzahl der Phasen des Gleichrichters, der der Wechselspannungsschnittstelle nachgeschaltet ist. Die Anzahl der Phasen der Wechselspannungsschnittstelle entspricht vorzugsweise der Anzahl der Phasen des Gleichrichters. Die Anzahl der Phasen des Gleichrichters entspricht vorzugsweise der Anzahl der (schaltbaren) Halbbrücken des Gleichrichters. Es kann vorgesehen sein, dass darüber hinaus eine zusätzliche Halbbrücke in Form einer Diodenhalbbrücke vorgesehen ist. In diesem Fall umfasst der Gleichrichter eine Anzahl von (schaltbaren) Halbbrücken, sowie eine zusätzliche Halbbrücke, die insbesondere als Diodenbrücke ausgestaltet ist.The AC voltage interface can be configured as a single phase or is preferably configured to be multiphase, for example three-phase. Thus, the rectifier between the AC voltage interface and the DC voltage converters is also preferably one-phase or, in particular, three-phase. The number of phases of the AC voltage interface preferably corresponds to the number of phases of the rectifier, that of the AC voltage interface is downstream. The number of phases of the AC voltage interface preferably corresponds to the number of phases of the rectifier. The number of phases of the rectifier preferably corresponds to the number of (switchable) half bridges of the rectifier. Provision can be made for an additional half-bridge in the form of a diode half-bridge to be provided. In this case, the rectifier comprises a number of (switchable) half bridges and an additional half bridge, which is designed in particular as a diode bridge.

Es können festverdrahtete oder schaltbare Verbindungen zwischen den Phasen der Wechselspannungsschnittstelle vorgesehen sein. Diese verbinden vorzugsweise alle Phasen miteinander, wenn die Schnittstelle selbst nur einphasig belegt ist bzw. einphasig betrieben wird. Ansonsten sind die Verbindungen nicht vorhanden oder offen. Bei einer mehrphasigen bzw. dreiphasigen Belegung der Wechselspannungsschnittstelle sind die Verbindungen nicht vorgesehen bzw. offen. Die Verbindungen erlauben daher eine Konfiguration und insbesondere die Verteilung des zu tragenden Stroms über alle Halbbrücken des Gleichrichters, auch bei einer nur einphasigen Belegung der Wechselstromschnittstelle. Die Wechselspannungsschnittstelle ist somit mit mehreren Phasenkontakten ausgestattet. Die Phasenkontakte sind in einem Einphasenzustand mittels Verbindungen miteinander verbunden. In einem Mehrphasenzustand sind die Phasenkontakte individuell mit den einzelnen Halbbrücken verbunden, das heißt mit den einzelnen Halbbrücken des Gleichrichters. In dem Mehrphasenzustand sind die Phasen der Wechselspannungsschnittstelle untereinander nicht verbunden.Hard-wired or switchable connections between the phases of the AC voltage interface can be provided. These preferably connect all phases with one another if the interface itself is only occupied in one phase or is operated in one phase. Otherwise the connections are not available or open. In the case of a polyphase or three-phase assignment of the AC voltage interface, the connections are not provided or are open. The connections therefore allow a configuration and, in particular, the distribution of the current to be carried over all half bridges of the rectifier, even with only a single-phase occupancy of the AC interface. The AC voltage interface is therefore equipped with several phase contacts. The phase contacts are connected to each other in a single-phase state by means of connections. In a multi-phase state, the phase contacts are individually connected to the individual half bridges, that is to say to the individual half bridges of the rectifier. In the multi-phase state, the phases of the AC voltage interface are not connected to one another.

Die Verbindungen können von Halbleiterschaltern, elektromechanischen Schaltern oder von fest verdrahteten, entfernbaren Verbindungselementen vorgesehen sein, die beispielsweise als Brücken ausgebildet sind, die auf Pins aufgesteckt sind und von diesen entfernbar sind. Durch die letztgenannte Möglichkeit ist es auf einfache und kostengünstige Weise möglich, eine Konfiguration auszuwählen, ohne die restliche Schaltung ändern zu müssen, um so die Ladeschaltung an ein- oder mehrphasiges Schalten anzupassen.The connections can be provided by semiconductor switches, electromechanical switches or hard-wired, removable connection elements which are designed, for example, as bridges that are plugged onto pins and can be removed from them. The last-mentioned option makes it possible to select a configuration in a simple and inexpensive manner without having to change the rest of the circuit in order to adapt the charging circuit to single-phase or multi-phase switching.

Die Schaltervorrichtung kann einen ersten Konfigurationsschalter und einen zweiten Konfigurationsschalter aufweisen. Der erste Konfigurationsschalter verbindet eine Spannungsschiene (vorzugsweise positiven Potentials) des ersten Spannungswandlers mit einer Spannungsschiene (vorzugsweise positiven Potentials) des zweiten Spannungswandlers in schaltbarer Weise. Der zweite Konfigurationsschalter verbindet vorzugsweise eine Spannungsschiene (vorzugsweise negativen Potentials) des ersten Spannungswandlers mit einer Spannungsschiene (vorzugsweise negativen Potentials) des zweiten Spannungswandlers in schaltbarer Weise. Die beiden Konfigurationsschalter sind unterschiedlichen Potentialen der Gleichspannungswandler zugeordnet. Die Konfigurationsschalter können elektromechanische oder elektronische Schalter sein. In einer Ausführungsform sind die Konfigurationsschalter wie die vorangehend genannten Verbindungen ausgestaltet.The switch device may have a first configuration switch and a second configuration switch. The first configuration switch connects a voltage rail (preferably positive potential) of the first voltage converter to a voltage rail (preferably positive potential) of the second voltage converter in a switchable manner. The second configuration switch preferably connects a voltage rail (preferably negative potential) of the first voltage converter to a voltage rail (preferably negative potential) of the second voltage converter in a switchable manner. The two configuration switches are assigned to different potentials of the DC voltage converters. The configuration switches can be electromechanical or electronic switches. In one embodiment, the configuration switches are designed like the connections mentioned above.

Die Schaltervorrichtung weist ferner einen dritten Konfigurationsschalter auf, der auch als Abtrennschalter bezeichnet werden kann. Dieser Schalter verbindet ein negatives Versorgungspotential des zweiten Wandlers schaltbar mit einem negativen Versorgungspotential des Bordnetzanschlusses.The switch device also has a third configuration switch, which can also be referred to as a disconnect switch. This switch connects a negative supply potential of the second converter in a switchable manner with a negative supply potential of the vehicle electrical system connection.

Die Ladeschaltung kann ferner eine Steuerung aufweisen. Diese ist mit den Konfigurationsschaltern bzw. mit der Schaltereinheit ansteuernd verbunden. Damit kann die Steuerung einstellen, ob die Gleichspannungswandler seriell oder parallel miteinander verbunden werden. Die Steuerung kann dadurch insbesondere einstellen, ob die Seiten der Gleichspannungswandler, die dem Gleichrichter zugewandt sind, parallel oder seriell miteinander verbunden werden. Dadurch kann die Steuerung einstellen, ob die Stromtragfähigkeit mittels Parallelschaltung der Gleichrichter vervielfacht wird, oder ob die jeweilige Betriebsspannung durch Seriell-schalten der Gleichspannungswandler gemäß der Anzahl der Gleichspannungswandler aufgeteilt wird. Die Steuerung steuert die Schaltereinheit in einem Einphasenzustand vorzugsweise an, die Gleichspannungswandler parallel miteinander zu verbinden.The charging circuit can also have a controller. This is connected to the configuration switches or to the switch unit. This allows the control to set whether the DC / DC converters are connected in series or in parallel. In this way, the controller can, in particular, set whether the sides of the DC voltage converters facing the rectifier are connected to one another in parallel or in series. This allows the control to set whether the current-carrying capacity is multiplied by connecting the rectifiers in parallel, or whether the respective operating voltage is divided by connecting the DC-DC converters in series according to the number of DC-DC converters. In a single-phase state, the controller preferably controls the switch unit to connect the DC voltage converters to one another in parallel.

In einem Mehrphasenzustand steuert die Steuerung die Schaltereinheit an, die Gleichspannungswandler seriell zu verbinden. Dies betrifft insbesondere die serielle oder parallele Verbindung der jeweiligen Zwischenkreiskondensatoren bzw. der Schaltereinheiten der betreffenden Gleichspannungswandler. Sind ferner Verbindungen zwischen den Phasenkontakten der Wechselspannungsschnittstelle vorgesehen, die schaltbar sind (etwa durch Halbleiterschalter oder durch elektromechanische Schalter innerhalb der Verbindungen), dann werden diese Verbindungen zwischen den Phasen bzw. Phasenkontakten hergestellt, wenn der Einphasenzustand vorgesehen ist, und aufgetrennt, wenn der Mehrphasenzustand vorgesehen ist. Es kann eine Erfassungseinrichtung vorgesehen sein, die den Belegungszustand an der Wechselstromschnittstelle erfasst, und die insbesondere erfasst, ob eine oder mehrere Phasen der Schnittstelle belegt sind. Sind mehrere Phasen belegt, wird der Mehrphasenzustand eingestellt, und ist nur eine Phase belegt, wird der Einphasenzustand eingestellt. Die Erfassungseinrichtung kann Teil der Steuerung sein oder kann dieser vorgeschaltet sein, um an diese entsprechende Informationen zu liefern. Die Steuerung kann eingerichtet sein, die Verbindungen zu steuern, sofern diese steuerbar sind (etwa wenn die Verbindungen als Schaltereinheiten ausgebildet sind). Die Steuerung ist eingerichtet, den dritten Konfigurationsschalter bzw. den Abtrennschalter in einem geschlossenen Zustand anzusteuern, wenn der erste Schaltzustand der Schaltervorrichtung (Parallelschaltung der Spannungswandler) vorliegt. Die Steuerung ist eingerichtet, den dritten Konfigurationsschalter bzw. den Abtrennschalter in einem offenen Zustand anzusteuern, wenn der zweite Schaltzustand der Schaltervorrichtung (Seriellschaltung der Spannungswandler) vorliegt. In dem ersten Schaltzustand sind die ersten und zweiten Konfigurationsschalter geschlossen und in dem zweiten Schaltzustand offen. Die Steuerung ist eingerichtet, dies anzusteuern und ist insbesondere ansteuernd mit den Konfigurationsschaltern verbunden.In a multi-phase state, the controller controls the switch unit to connect the DC-DC converters in series. This applies in particular to the serial or parallel connection of the respective intermediate circuit capacitors or the switch units of the relevant DC voltage converters. If connections are also provided between the phase contacts of the AC voltage interface, which can be switched (for example by means of semiconductor switches or electromechanical switches within the connections), then these connections are made between the phases or phase contacts if the single-phase state is provided and separated if the multi-phase state is provided. A detection device can be provided which detects the occupancy state at the alternating current interface and which, in particular, detects whether one or more phases of the interface are occupied. If several phases are occupied, the multi-phase state is set, and if only one phase is occupied, the single-phase state is set. The detection device can be part of the control or this can be connected upstream in order to provide corresponding information to them. The controller can be set up to control the connections, provided that they can be controlled (for example when the connections are designed as switch units). The controller is set up to control the third configuration switch or the isolating switch in a closed state when the first switching state of the switch device (parallel connection of the voltage converters) is present. The controller is set up to control the third configuration switch or the isolating switch in an open state when the second switching state of the switch device (series connection of the voltage converters) is present. The first and second configuration switches are closed in the first switching state and open in the second switching state. The controller is set up to control this and is in particular connected to the configuration switches for control purposes.

Die Schaltervorrichtung weist vorzugsweise einen Serienschalter auf. Dieser verbindet in geschlossenem Zustand die Zwischenkreiskondensatoren und die Schaltereinheiten seriell miteinander. In dem ersten Schaltzustand der Schaltervorrichtung ist der Serienschalter offen. In dem zweiten Schaltzustand der Schaltervorrichtung ist der Serienschalter geschlossen. Zur Parallelverbindung (im ersten Schaltzustand) werden der erste und der zweite Konfigurationsschalter verwendet, die auch als Parallelschalter bezeichnet werden können. In dem ersten Schaltzustand der Schaltervorrichtung sind der der erste und der zweite Konfigurationsschalter geschlossen (zur Parallelschaltung der Spannungswandler). In dem zweiten Schaltzustand sind der der erste und der zweite Konfigurationsschalter offen (zur Serienschaltung der Spannungswandler mittels des Serienschalters) .The switch device preferably has a series switch. In the closed state, this connects the intermediate circuit capacitors and the switch units to one another in series. In the first switching state of the switch device, the series switch is open. In the second switching state of the switch device, the series switch is closed. The first and second configuration switches, which can also be referred to as parallel switches, are used for the parallel connection (in the first switching state). In the first switching state of the switch device, the first and second configuration switches are closed (for parallel connection of the voltage converters). In the second switching state, the first and second configuration switches are open (for series connection of the voltage converters by means of the series switch).

Liegt an der Wechselstromschnittstelle der Einphasenzustand vor (etwa bei einer einphasigen Belegung der Wechselstromschnittstelle), befindet sich die Schaltervorrichtung vorzugsweise im ersten Schaltzustand (der Schaltvorrichtung) . Liegt an der Wechselstromschnittstelle der Mehrphasenzustand vor (etwa bei einer mehrphasigen Belegung der Wechselstromschnittstelle), befindet sich die Schaltervorrichtung vorzugsweise im zweiten Schaltzustand (der Schaltvorrichtung).If the AC interface is in the single-phase state (for example in the case of single-phase occupancy of the AC interface), the switch device is preferably in the first switching state (of the switching device). If the multiphase state is present at the alternating current interface (for example in the case of multiphase occupancy of the alternating current interface), the switch device is preferably in the second switching state (of the switching device).

Es kann jedoch auch eine hiervon abweichende Steuerung geben. In dem Einphasenzustand (d.h. eine einphasige Belegung oder Einstellung der Wechselstromschnittstelle) kann der zweite Schaltzustand der Schaltvorrichtung vorgesehen sein. In diesem Fall ergibt sich die (im Vergleich zum Mehrphasenzustand) geringere gleichgerichtete Spannung, wobei die Spannungswandler in Serie geschaltet sind, etwa bei einem bestimmten Spannungsbereich am Bordnetzanschluss oder einem gewünschten Leistungsflussmodus. Ferner kann im Mehrphasenzustand (d.h. eine mehrphasige Belegung oder Einstellung der Wechselstromschnittstelle) der erste Schaltzustand der Schaltvorrichtung vorgesehen sein. In diesem Fall ergibt sich die (im Vergleich zum Einphasenzustand an der Wechselstromschnittstelle) höhere gleichgerichtete Spannung, wobei die Spannungswandler parallel geschaltet sind, etwa bei einem anderen, bestimmten Spannungsbereich am Bordnetzanschluss oder einem gewünschten Leistungsflussmodus.However, there can also be a control that deviates from this. The second switching state of the switching device can be provided in the single-phase state (i.e. a single-phase assignment or setting of the AC interface). In this case, the rectified voltage is lower (compared to the multi-phase state), the voltage converters being connected in series, for example in the case of a certain voltage range at the vehicle electrical system connection or a desired power flow mode. Furthermore, the first switching state of the switching device can be provided in the multiphase state (i.e. a multiphase assignment or setting of the alternating current interface). In this case, the higher rectified voltage (compared to the single-phase state at the AC interface) results, with the voltage converters being connected in parallel, for example in the case of a different, specific voltage range at the vehicle electrical system connection or a desired power flow mode.

Der erste und zweite Konfigurationsschalter einerseits und der Serienschalter andererseits werden wechselseitig angesteuert. Sind der erste und zweite Konfigurationsschalter geschlossen, dann ist der Serienschalter offen. Ist der Serienschalter geschlossen, dann sind die ersten und zweiten Konfigurationsschalter offen. Die Steuerung ist zur entsprechenden Anssteuerung dieser Schalter bzw. der Schaltervorrichtung ausgebildet. Der Serienschalter ist Teil der Schaltervorrichtung. Der dritte Konfigurationsschalter kann Teil der Schaltervorrichtung sein, kann jedoch auch eine Komponente außerhalb der Schaltervorrichtung bilden. Der dritte Konfigurationsschalter weist vorzugsweise die gleiche Schaltstellung wie der erste und zweite Konfigurationsschalter auf.The first and second configuration switches on the one hand and the series switch on the other hand are controlled alternately. If the first and second configuration switches are closed, the series switch is open. If the series switch is closed, the first and second configuration switches are open. The control is designed for the corresponding activation of these switches or the switch device. The series switch is part of the switch device. The third configuration switch can be part of the switch device, but can also form a component outside of the switch device. The third configuration switch preferably has the same switch position as the first and second configuration switches.

Die Steuerung, ein Teil der Steuerung oder eine direkte oder indirekt verknüpfte Steuerungseinheit kann vorgesehen sein, um die Gleichspannungswandler bzw. deren Schalter anzusteuern und/oder um Schalteinrichtungen des Gleichrichters (sofern als aktiver Gleichrichter ausgebildet) anzusteuern. Die mit der Schaltereinheit ansteuernd verbundene Steuerung kann von einer übergeordneten Steuerung angeordnet sein, die auch ansteuernd mit derjenigen Steuereinheit verbunden ist, welche die Schaltereinheiten des Gleichspannungswandlers und/oder die Schaltelemente des Gleichrichters ansteuert. Jedoch ist letztlich die Aufgliederung der Steuerung in verschiedene Weisen umsetzbar.The control, part of the control or a direct or indirectly linked control unit can be provided to control the DC voltage converters or their switches and / or to control switching devices of the rectifier (if designed as an active rectifier). The control connected to the switch unit in a driving manner can be arranged by a higher-level controller which is also connected in a driving manner to that control unit which controls the switch units of the DC / DC converter and / or the switching elements of the rectifier. However, the breakdown of the control can ultimately be implemented in different ways.

Der Gleichrichter kann eine Dioden-Halbbrücke aufweisen, die mit einem Neutralleiterkontakt der Wechselspannungsschnittstelle verbunden ist. Neben der Dioden-Halbbrücke umfasst der Gleichrichter Halbbrücken mit Schaltereinheiten, wobei jede dieser Halbbrücke eine Phase der Wechselspannungsschnittstelle zugeordnet ist bzw. mit dieser (beispielsweise über Induktivitäten) verbunden ist.The rectifier can have a diode half-bridge which is connected to a neutral conductor contact of the AC voltage interface. In addition to the diode half-bridge, the rectifier includes half-bridges with switch units, each of these half-bridges being assigned a phase of the AC voltage interface or being connected to it (for example via inductances).

Der Gleichrichter kann ein oder vorzugsweise mehrere Halbbrücken umfasse, die jeweils eine Serienschaltung aus zwei Schaltelementen oder Dioden umfassen. Der Gleichrichter kann als aktiver Leistungsfaktorkorrekturfilter ausgebildet sein oder kann als passiver Gleichrichter ausgestaltet sein. Sofern dier Gleichrichter als aktiver Gleichrichter ausgebildet ist, umfasst dieser mehrere Halbbrückenschaltungen, die über Serieninduktivitäten mit der Wechselstromschnittstelle verbunden sind. Die Verbindungen sind hierbei individuell, sodass auch die Serieninduktivitäten eine individuelle Verbindung zwischen jeweiliger Halbbrücke und Phasenkontakt der Wechselspannungsschnittstelle darstellen. Wie erwähnt kann zum einphasigen Laden bzw. im Einphasenzustand vorgesehen sein, dass die Phasenkontakte über entsprechende Verbindungen miteinander verbunden sind. Der Gleichrichter kann insbesondre als Vienna-Gleichrichter ausgebildet sein.The rectifier can comprise one or preferably a plurality of half bridges, each of which comprises a series circuit made up of two switching elements or diodes. The rectifier can be designed as an active power factor correction filter or can be designed as a passive rectifier. Provided The rectifier is designed as an active rectifier, this includes a plurality of half-bridge circuits that are connected to the AC interface via series inductances. The connections are individual, so that the series inductances also represent an individual connection between the respective half-bridge and phase contact of the AC voltage interface. As mentioned, for single-phase charging or in the single-phase state, provision can be made for the phase contacts to be connected to one another via corresponding connections. The rectifier can in particular be designed as a Vienna rectifier.

Die Schalter der Schaltereinheiten sind vorzugsweise Halbleiterschalter können Transistoren wie MOSFETs und IGBTs umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass jeder Schalter der Schaltereinheiten zwei Halbleiterschalter (etwa Transistoren) umfasst, die antiseriell zueinander verbunden sind, insbesondere wenn die Halbleiterschalter Inversdioden aufweisen.The switches of the switch units are preferably semiconductor switches can comprise transistors such as MOSFETs and IGBTs. It can be provided that each switch of the switch units comprises two semiconductor switches (for example transistors) which are connected in reverse series to one another, in particular if the semiconductor switches have inverse diodes.

Die 1 dient zur näheren Erläuterung der hier beschriebenen Ladeschaltung.The 1 serves to explain the charging circuit described here in more detail.

Die 1 zeigt ein Bordnetz mit einer beispielhaften Ladeschaltung, die über die Wechselspannungsschnittstelle AC an ein Stromnetz SN (statisch) angeschlossen ist. Das Versorgungsstromnetz ist hierbei dreiphasig ausgebildet und ist insbesondere ein öffentliches Stromversorgungsnetz. Die Ladeschaltung umfasst die Wechselspannungsschnittstelle AC, die an einen Gleichrichter PFC angeschlossen ist. An den Gleichrichter schließen sich wiederum zwei Gleichspannungswandler W1, W2 an. Diese sind mittels einer Schaltervorrichtung SV miteinander konfigurierbar verbunden sind.The 1 shows an on-board network with an exemplary charging circuit that operates via the AC voltage interface AC to a power grid SN (statically) is connected. The power supply network is designed in three phases and is in particular a public power supply network. The charging circuit comprises the AC voltage interface AC attached to a rectifier PFC connected. Two DC voltage converters are connected to the rectifier W1 , W2 at. These are by means of a switch device SV are connected to each other in a configurable manner.

In einer Schalterstellung 1 sind die Gleichspannungswandler W1, W2 mittels der Schaltervorrichtung SV parallel miteinander verbunden. Dies betrifft insbesondere die Kondensatoren C1 und C2 der Gleichspannungswandler W1, W2 bzw. deren Schalteinheiten SE1, 2 oder, mit anderen Worten, deren zum Gleichrichter PFC weisenden Seiten (die auch als Eingänge betrachtet werden können). Die Schalterstellung 1 entspricht dem ersten Schaltzustand der Schaltervorrichtung SV.In a switch position 1 are the DC voltage converters W1 , W2 by means of the switch device SV connected in parallel. This applies in particular to the capacitors C1 and C2 the DC / DC converter W1 , W2 or their switching units SE1 , 2 or, in other words, theirs to the rectifier PFC pointing pages (which can also be viewed as entrances). The switch position 1 corresponds to the first switching state of the switch device SV .

Der erste Gleichspannungswandler W1 umfasst eine Halbbrücke, die einen ersten Schalter S1 und eine Diode S2 aufweist. Die Halbbrücke des Gleichspannungswandlers W1 ist somit eine halbgesteuerte Halbbrücke. Der Gleichspannungswandler W1 ist an die positive Stromschiene + angeschlossen, die zum Gleichrichter PFC führt. Der zweite Gleichspannungswandler W2 umfasst eine Halbbrücke, die einen dritten Schalter S3 und einen vierten Schalter S4 aufweist. Die Halbbrücke des Gleichspannungswandlers W2 ist somit eine vollgesteuerte Halbbrücke. Der Gleichspannungswandler W2 ist an die negative Stromschiene angeschlossen, die zum Gleichrichter PFC führt.The first DC / DC converter W1 includes a half bridge that has a first switch S1 and a diode S2 having. The half bridge of the DC / DC converter W1 is thus a half-controlled half-bridge. The DC / DC converter W1 is connected to the positive busbar + leading to the rectifier PFC leads. The second DC / DC converter W2 includes a half bridge that has a third switch S3 and a fourth switch S4 having. The half bridge of the DC / DC converter W2 is thus a fully controlled half bridge. The DC / DC converter W2 is connected to the negative power rail leading to the rectifier PFC leads.

Der erste Gleichspannungswandler W1 ist somit mit dem positiven Versorgungspotential + verbunden. Das positive Versorgungspotential des ersten Gleichspannungswandler W1 entspricht dem positiven Versorgungspotential + der Ladeschaltung. Ein zweites Versorgungspotential des ersten Gleichspannungswandlers W1 ist über die Schaltervorrichtung SV wählbar mit dem anderen Versorgungspotential der Ladeschaltung oder mit einem positiven Versorgungspotential des zweiten Gleichspannungswandlers W2 verbindbar. Dadurch kann ausgewählt werden, ob beide Gleichspannungswandler W1, W2 seriell oder parallel zueinander geschaltet werden sollen.The first DC / DC converter W1 is thus connected to the positive supply potential +. The positive supply potential of the first DC voltage converter W1 corresponds to the positive supply potential + of the charging circuit. A second supply potential of the first DC voltage converter W1 is about the switch device SV selectable with the other supply potential of the charging circuit or with a positive supply potential of the second DC / DC converter W2 connectable. This allows you to choose whether both DC / DC converters W1 , W2 should be connected in series or parallel to each other.

Der zweite Gleichspannungswandler W2 weist ein negatives Versorgungspotential auf, das dem negativen Versorgungspotential der Ladeschaltung entspricht. Jedoch weist auch der zweite Gleichspannungswandler W2 ein Potential auf, nämlich ein positive Versorgungspotential, welches über die Schaltervorrichtung SV auswählbar auf verschiedene Weise mit dem ersten Gleichspannungswandler W1 verbindbar ist. Das positive Versorgungspotential des zweiten Gleichspannungswandler W2 kann mit dem negativen Versorgungspotential des ersten Wandlers W1 verbunden werden (entsprechend dem zweiten Schaltzustand, Seriellschaltung) oder kann mit dem positiven Versorgungspotential V+ der Ladeschaltung verbunden werden (entsprechend dem ersten Schaltzustand, Parallelschaltung).The second DC / DC converter W2 has a negative supply potential which corresponds to the negative supply potential of the charging circuit. However, the second DC voltage converter also has W2 a potential, namely a positive supply potential, which via the switch device SV selectable in different ways with the first DC / DC converter W1 is connectable. The positive supply potential of the second DC voltage converter W2 can with the negative supply potential of the first converter W1 (corresponding to the second switching state, series connection) or can be connected to the positive supply potential V + of the charging circuit (corresponding to the first switching state, parallel connection).

Die Schaltervorrichtung SV umfasst einen ersten und einen zweiten Konfigurationsschalter KS1, KS2 sowie einen Serienschalter SS. Ferner umfasst die Schaltervorrichtung SV den dritten Konfigurationsschalter KS3. Im ersten Schaltzustand 1 sind die Konfigurationsschalter KS1, KS2 und KS3 geschlossen. Im ersten Schaltzustand 1 sind die Spannungswandler W1, W2 und insbesondere deren jeweiligen Versorgungspotentiale parallel geschaltet. Ferner sind die jeweiligen Schaltereinheiten SE1, SE2 im ersten Schaltzustand 1 parallel geschaltet. Dies gilt auch für die Zwischenkreiskondensatoren C1, C2 der Gleichspannungswandler W1, W2. Der dritte Konfigurationsschalter KS3 verbindet das negative Spannungspotential des zweiten Spannungswandlers W2 mit einem negativen Potential DC- bzw. Kontakt des Bordnetzanschlusses AN. Im Schaltzustand 1 entspricht das negative Spannungspotential des zweiten Spannungswandlers W2 dem negativen Spannungspotential des ersten Spannungswandlers W1, da Konfigurationsschalter KS2 diese Potentiale (im Schaltzustand 1) verbindet. Im Schaltzustand 1 verbindet der Konfigurationsschalter KS2 die negativen Potentiale oder Stromschienen der Spannungswandler W1, W2 miteinander. Im Schaltzustand 1 verbindet der Konfigurationsschalter KS1 die positiven Potentiale oder Stromschienen der Spannungswandler W1, W2 miteinander.The switch device SV comprises first and second configuration switches KS1 , KS2 as well as a series switch SS . Furthermore, the switch device comprises SV the third configuration switch KS3 . In the first switching state 1 are the configuration switches KS1 , KS2 and KS3 closed. In the first switching state 1 are the voltage converters W1 , W2 and in particular their respective supply potentials connected in parallel. Furthermore, the respective switch units SE1 , SE2 in the first switching state 1 connected in parallel. This also applies to the intermediate circuit capacitors C1 , C2 the DC / DC converter W1 , W2 . The third configuration switch KS3 connects the negative voltage potential of the second voltage converter W2 with a negative potential DC- or contact of the vehicle electrical system connection AT . In the switching state 1 corresponds to the negative voltage potential of the second voltage converter W2 the negative voltage potential of the first voltage converter W1 , as configuration switch KS2 these potentials (in the switching state 1 ) connects. In the switching state 1 connects the configuration switch KS2 the negative potentials or busbars of the voltage transformers W1 , W2 together. In the switching state 1 connects the configuration switch KS1 the positive potentials or busbars of the voltage transformers W1 , W2 together.

Im dargestellten Schaltzustand 2 der Schaltervorrichtung SV sind der Konfigurationsschalter KS1 und KS2 offen. Auch der dritte Konfigurationsschalter KS3 ist im Schaltzustand 2 offen. Im Schaltzustand 2 ist jedoch der Serienschalter SS geschlossen. Dadurch sind die Gleichspannungswandler W1, W2 seriell miteinander verbunden. Der Serienschalter SS verbindet im Schaltzustand 2 das negative Potential bzw. die negative Stromschiene des ersten Wandlers W1 mit dem positiven Potential bzw. der positiven Stromschiene des zweiten Wandlers W2. Die hier erwähnten Stromschienen und Potentiale der Wandler beziehen sich insbesondere auf die Stromschienen, an die der jeweilige Zwischenkreiskondensator C1, C2 parallel angeschlossen ist bzw. die die jeweilige Schaltereinheit SE1, SE2 überbrückt.In the switching state shown 2 the switch device SV are the configuration switch KS1 and KS2 open. Also the third configuration switch KS3 is in the switching state 2 open. In the switching state 2 however, is the series switch SS closed. This makes the DC-DC converters W1 , W2 connected in series. The series switch SS connects in the switching state 2 the negative potential or the negative busbar of the first converter W1 with the positive potential or the positive busbar of the second converter W2 . The busbars and potentials of the converters mentioned here relate in particular to the busbars to which the respective intermediate circuit capacitor is connected C1 , C2 is connected in parallel or the respective switch unit SE1 , SE2 bridged.

In dem Schaltzustand 1, der entgegengesetzt ist zu dem dargestellten Schaltzustand, ist SS offen und die Schalter KS1 - 3 sind geschlossen. Dadurch sind die Spannungswandler W1, W2 im Schaltzustand 1 jeweils unmittelbar mit dem Gleichrichter GR verbunden. Mit anderen Worten sind die Gleichspannungswandler W1, W2 zueinander parallel geschaltet, wenn der Schaltzustand 1 vorgesehen ist. Die Schalter KS1 - 3 sind gleichzeitig offen oder geschlossen. Der Schalter SS ist geöffnet, wenn die Schalter KS1 - 3 geschlossen sind. Der Schalter SS ist geschlossen, wenn die Konfigurationsschalter KS1 - 3 geöffnet sind. Der Schalter SS einerseits und die Schalter KS1, KS2 und KS3 andererseits arbeiten somit vorzugsweise komplementär zueinander (bezogen auf ihren Schaltzustand). Dies betrifft insbesondere den aktiven Zustand der Schaltung; in einem inaktiven Zustand der Schaltung können die Schalter KS1 - KS3 sowie SS offen sein.In the switching state 1 , which is opposite to the switching state shown SS open and the switches KS1 - 3 are closed. This makes the voltage converters W1 , W2 in the switching state 1 each directly connected to the rectifier GR. In other words, they are DC-DC converters W1 , W2 connected in parallel to each other if the switching state 1 is provided. The switches KS1 - 3 are open or closed at the same time. The desk SS is open when the switch KS1 - 3 are closed. The desk SS is closed when the configuration switch KS1 - 3 are open. The desk SS one hand and the switch KS1 , KS2 and KS3 on the other hand, they work preferably complementary to one another (based on their switching state). This applies in particular to the active state of the circuit; in an inactive state of the circuit, the switches KS1 - KS3 as SS be open.

Die beiden Gleichspannungswandler W1, W2 umfassen jeweils einen Zwischenkreiskondensator C1 bzw. C2. Der erste Gleichspannungswandler W1 weist den Zwischenkreiskondensator C1 auf. Der zweite Gleichspannungswandler W2 weist den Zwischenkreiskondensator C2 auf. Die Zwischenkreiskondensatoren sind jeweils parallel an die Versorgungspotentiale der jeweiligen Gleichspannungswandler angeschlossen. Das für die Zwischenkreiskondensatoren Erwähnte gilt auch für die Schaltereinheiten SE1, SE2.The two DC converters W1 , W2 each include an intermediate circuit capacitor C1 or. C2 . The first DC / DC converter W1 has the intermediate circuit capacitor C1 on. The second DC / DC converter W2 has the intermediate circuit capacitor C2 on. The intermediate circuit capacitors are each connected in parallel to the supply potentials of the respective DC voltage converters. What is mentioned for the intermediate circuit capacitors also applies to the switch units SE1 , SE2 .

Der Gleichspannungswandler W1 weist die Schaltereinheit SE1 auf. Diese umfasst eine Reihenschaltung aus einem Schalter S1 (etwa als Transistor ausgeführt) und einer Diode S2. Die Diode S2 ist mit dem negativen Potential des ersten Gleichspannungswandlers W1 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode S2 und dem Schalter S1 ist mit einer Serieninduktivität L1 verbunden. Die erste Serieninduktivität L1 verbindet die erste Schaltereinheit SE1 mit dem Bordnetzanschluss AN (insbesondere dem positiven Kontakt DC+) sowie mit einer Diodenkaskade DK, insbesondere einem Ende der Diodenkaskade. Der Verbindungspunkt der Schaltereinheit SE1 ist mit einem ersten Ende der Serieninduktivität L1 verbunden und das zweite Ende der Serieninduktivität L1 ist mit dem Bordnetzanschluss AN bzw. dessen positiven Potential bzw. Kontakt DC+ verbunden.The DC / DC converter W1 instructs the switch unit SE1 on. This comprises a series connection of a switch S1 (implemented as a transistor, for example) and a diode S2 . The diode S2 is with the negative potential of the first DC voltage converter W1 connected. The connection point between the diode S2 and the switch S1 is with a series inductance L1 connected. The first series inductor L1 connects the first switch unit SE1 with the on-board power supply connection AT (especially the positive contact DC + ) as well as with a diode cascade DK , especially one end of the diode cascade. The connection point of the switch unit SE1 is with a first end of the series inductance L1 connected and the second end of the series inductor L1 is with the on-board power supply connection AT or its positive potential or contact DC + connected.

Der Gleichspannungswandler W2 weist die Schaltereinheit SE2 auf. Diese umfasst eine Reihenschaltung aus einem zweiten Schalter S3 (etwa als Transistor ausgeführt) und einem dritten Schalter S4 (etwa als Transistor ausgeführt) . Der dritte Schalter S4 ist mit dem negativen Potential des zweiten Gleichspannungswandlers W2 verbunden. Der zweite Schalter S3 ist mit dem positiven Potential des zweiten Gleichspannungswandlers W2 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem zweiten und dem dritten Schalter S3, S4 ist mit einer (weiteren) Serieninduktivität L2 verbunden. Dies ist die Serieninduktivität L2 des zweiten Gleichspannungswandlers W2. Die zweite Serieninduktivität L2 verbindet die zweite Schaltereinheit SE2 mit einem Verbindungspunkt innerhalb der Diodenkaskade DK. Die Diodenkaskade DK umfasst eine erste und eine zweite Diode D1, D2, die über einen Verbindungspunkt miteinander verbunden sind. Die Dioden D1, D2 sind in Serie geschaltet. Die Dioden D1, D2 der Diodenkaskade weisen jeweils eine Sperrrichtung auf, die zu dem positiven Potential DC+ des Anschlusses AN weist. Der Verbindungspunkt der Schaltereinheit SE2 ist mit einem ersten Ende der Serieninduktivität L2 verbunden und das zweite Ende der Serieninduktivität L2 ist mit dem Verbindungspunkt der Diodenkaskade DK verbunden.The DC / DC converter W2 instructs the switch unit SE2 on. This comprises a series connection of a second switch S3 (approximately designed as a transistor) and a third switch S4 (approximately implemented as a transistor). The third switch S4 is with the negative potential of the second DC voltage converter W2 connected. The second switch S3 is with the positive potential of the second DC voltage converter W2 connected. The connection point between the second and third switch S3 , S4 is with a (further) series inductance L2 connected. This is the series inductance L2 of the second DC / DC converter W2 . The second series inductor L2 connects the second switch unit SE2 with a connection point within the diode cascade DK . The diode cascade DK comprises a first and a second diode D1 , D2 that are connected to each other via a connection point. The diodes D1 , D2 are connected in series. The diodes D1 , D2 of the diode cascade each have a reverse direction that leads to the positive potential DC + of the connection AT shows. The connection point of the switch unit SE2 is with a first end of the series inductance L2 connected and the second end of the series inductor L2 is with the connection point of the diode cascade DK connected.

Jeder der Spannungswandler W1, W2 weist einen Glättungskondensator GK1, GK2 auf. Der Glättungskondensator GK1 des Spannungswandlers W1 ist der Serieninduktivität L1 nachgeschaltet und parallel angeschlossen. Der Glättungskondensator GK2 des Spannungswandlers W2 ist der Serieninduktivität L2 nachgeschaltet und parallel angeschlossen. Der Glättungskondensator GK1 verbindet das positive Potential DC+ des Bordnetzanschlusses AN mit dem negativen Potential des ersten Spannungswandlers W1. Der Glättungskondensator GK2 verbindet das negative Potential des zweiten Spannungswandlers W2 mit dem Verbindungspunkt der Diodenkaskade bzw. der Serieninduktivität L2 des zweiten Wandlers W2.Each of the voltage converters W1 , W2 has a smoothing capacitor GK1 , GK2 on. The smoothing capacitor GK1 of the voltage converter W1 is the series inductance L1 downstream and connected in parallel. The smoothing capacitor GK2 of the voltage converter W2 is the series inductance L2 downstream and connected in parallel. The smoothing capacitor GK1 connects the positive potential DC + the on-board power supply connection AT with the negative potential of the first voltage converter W1 . The smoothing capacitor GK2 connects the negative potential of the second voltage converter W2 with the connection point of the diode cascade or the series inductance L2 of the second converter W2 .

Zusammenfassend erlaubt die Schaltervorrichtung SV sowie die Aufteilung in zwei Gleichspannungswandler W1, W2 eine konfigurierbare Kombination der Spannungswandler. Hierbei kann der Schalter SS als Serienschalter angesehen werden (da die Gleichspannungswandler in Serie geschaltet sind, wenn der Schalter SS geschlossen ist). Die Konfigurationsschalter KS1, KS2 können als Parallelschalter angesehen werden, da dann die Gleichspannungswandler W1, W2 zueinander parallel geschaltet sind, wenn die Konfigurationsschalter KS1, KS2 geschlossen sind. Die Schaltzustände des Schalters SS einerseits und der Schalter KS1, 2 sowie auch des Konfigurationsschalters KS3 sind gegengleich. Der Schalter KS1 ist einem positiven Versorgungspotential zugeordnet, der Schalter KS2 ist einem negativen Versorgungspotential zugeordnet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass alle Schalter geöffnet sind, beispielsweise in einem Inaktivmodus oder in einem Fehlermodus.In summary, the switch device allows SV as well as the division into two DC voltage converters W1 , W2 a configurable combination of voltage transformers. Here the switch SS be viewed as a series switch (since the DC / DC converters are connected in series when the switch SS closed is). The configuration switches KS1 , KS2 can be viewed as a parallel switch, since then the DC-DC converter W1 , W2 are connected in parallel to each other when the configuration switches KS1 , KS2 are closed. The switching states of the switch SS one hand and the switch KS1 , 2 as well as the configuration switch KS3 are opposite. The desk KS1 is assigned to a positive supply potential, the switch KS2 is assigned to a negative supply potential. However, it can also be provided that all switches are open, for example in an inactive mode or in a failure mode.

Ein Fahrzeugbordnetz kann die Ladeschaltung (insbesondere die dargestellte Ladeschaltung) und einen daran angeschlossener Bordnetzabschnitt umfassen. Der Bordnetzabschnitt weist zumindest einen Akkumulator A auf und kann ferner mindestens eine (fahrzeugseitige) Last und/oder eine (fahrzeugseitige) elektrische Energiequelle aufweisen. Dieser Bordnetzabschnitt würde sich wie in 1 dargestellt rechts an die Ladeschaltung anschließen, und ist beispielsweise an den Anschluss AN angeschlossen.A vehicle electrical system can comprise the charging circuit (in particular the charging circuit shown) and an on-board network section connected to it. The on-board network section has at least one accumulator A and can furthermore have at least one (vehicle-side) load and / or one (vehicle-side) electrical energy source. This wiring system section would look like in 1 shown on the right to the charging circuit, and is, for example, to the connection AT connected.

An den Bordnetzanschluss AN der Ladeschaltung, der durch die Kontakte DC+, DC- markiert ist, kann ein Akkumulator A angeschlossen werden. Der Akkumulator A ist insbesondere nicht Teil der Ladevorrichtung, vielmehr endet die Ladevorrichtung mit den Kontakten DC+, DC- des Bordnetzanschlusses AN bzw. mit dem Bordnetzanschluss selbst.To the on-board power supply connection AT the charging circuit through the contacts DC + , DC- is marked, an accumulator A can be connected. The accumulator A is in particular not part of the charging device, rather the charging device ends with the contacts DC + , DC- the on-board power supply connection AT or with the on-board power supply connection itself.

Eine Steuerung CT ist ansteuernd mit den Konfigurationsschaltern KS1 - 3 und dem Serienschalter SS verbunden, wie symbolhaft dargestellt ist. Die gleiche oder eine andere Steuerung kann zur Ansteuerung der Schaltereinheiten SE1, SE2 vorgesehen sein.A controller CT is activated with the configuration switches KS1 - 3 and the series switch SS connected, as shown symbolically. The same or a different control can be used to control the switch units SE1 , SE2 be provided.

Claims (7)

Fahrzeugseitige Ladeschaltung mit - einer Wechselspannungsschnittstelle (AC), - einem daran angeschlossenen Gleichrichter (PFC), - mindestens einem ersten und einem zweiten Gleichspannungswandler (W1, W2), die jeweils galvanisch verbindend sind und die jeweils mindestens einen Zwischenkreiskondensator (C1, C2) und mindestens eine Schaltereinheit (SE1, SE2) aufweisen, und - einem Bordnetzanschluss (AN), wobei der Gleichrichter (PFC) über die Gleichspannungswandler (W1, W2) mit dem Bordnetzanschluss (AN) verbunden ist, wobei die Ladeschaltung eine Schaltervorrichtung (SV) umfasst, die die Gleichspannungswandler (W1, W2) untereinander schaltbar verbindet, wobei die Schaltervorrichtung (SV) in einem ersten Schaltzustand (1) die Zwischenkreiskondensatoren (C1, C2) parallel miteinander verbindet und die Schaltereinheiten (SE1, SE2) der Gleichspannungswandler (W1, W2) parallel miteinander verbindet und die Schaltervorrichtung (SV) ferner in einem zweiten Schaltzustand (2) die Zwischenkreiskondensatoren (C1, C2) seriell miteinander verbindet und die Schaltereinheiten (SE1, SE2) seriell miteinander verbindet, wobei die Ladeschaltung ferner eine Diodenkaskade (DK) umfasst, die zwischen den Gleichspannungswandlern (W1, W2) und dem Bordnetzanschluss (AN) parallel zu dem Bordnetzanschluss (AN) angeschlossen ist, einer der Wandler (W2) mit einem Verbindungspunkt zwischen zwei Dioden (D1, D2) der Diodenkaskade (DK) verbunden ist, und eine der Dioden (D1) zwischen diesem Wandler (W2) und dem anderen Wandler (W1) angeschlossen ist und die Schaltervorrichtung (SV) einen Abtrennschalter (KS3) aufweist, der ein negatives Versorgungspotential des zweiten Wandlers (W2) schaltbar mit einem negativen Versorgungspotential (DC-) des Bordnetzanschlusses (AN) verbindet.Vehicle-side charging circuit with - an alternating voltage interface (AC), - a rectifier (PFC) connected to it, - At least one first and one second DC voltage converter (W1, W2) which are each electrically connected and which each have at least one intermediate circuit capacitor (C1, C2) and at least one switch unit (SE1, SE2), and - An on-board power supply connection (AN), the rectifier (PFC) being connected to the on-board power supply connection (AN) via the DC voltage converters (W1, W2), the charging circuit comprising a switch device (SV) which can be switched between the DC voltage converters (W1, W2) connects, wherein the switch device (SV) in a first switching state (1) connects the intermediate circuit capacitors (C1, C2) in parallel with each other and the switch units (SE1, SE2) of the DC voltage converter (W1, W2) connects in parallel with each other and the switch device (SV) further in a second switching state (2) connects the intermediate circuit capacitors (C1, C2) to one another in series and connects the switch units (SE1, SE2) to one another in series, the Charging circuit further comprises a diode cascade (DK) which between the DC voltage converters (W1, W2) and the vehicle electrical system connection (AN) is connected in parallel to the vehicle electrical system connection (AN), one of the converters (W2) is connected to a connection point between two diodes (D1, D2) of the diode cascade (DK), and one of the diodes (D1) is connected between this converter (W2) and the other converter (W1) and the switch device (SV) has an isolating switch (KS3) which has a negative supply potential of the second converter (W2) switchable to a negative supply potential ( DC-) of the vehicle electrical system connection (AN). Fahrzeugseitige Ladeschaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltereinheit (SE1) des ersten Spannungswandlers (W1) einen elektronischen Schalter (S1) und eine Diode (S2) umfasst, die in Reihe geschaltet sind, und die Schaltereinheit (SE2) des zweiten Spannungswandlers (W1) zwei elektronische Schalter (S3, S4) umfasst, die in Reihe geschaltet sind.Vehicle-side charging circuit according to Claim 1 , wherein the switch unit (SE1) of the first voltage converter (W1) comprises an electronic switch (S1) and a diode (S2) which are connected in series, and the switch unit (SE2) of the second voltage converter (W1) comprises two electronic switches (S3 , S4) which are connected in series. Fahrzeugseitige Ladeschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Spannungswandler (W1, W2) jeweils eine Serieninduktivität (L1, L2) aufweisen, die an einer Seite der Spannungswandler (W1, W2) vorgesehen sind, an der die Spannungswandler (W1, W2) mit dem Bordnetzanschluss (AN) verbunden sind.Vehicle-side charging circuit according to one of the preceding claims, wherein the voltage converters (W1, W2) each have a series inductance (L1, L2) which are provided on one side of the voltage converters (W1, W2) on which the voltage converters (W1, W2) are connected are connected to the vehicle electrical system connection (AN). Fahrzeugseitige Ladeschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schaltervorrichtung (SV) einen ersten Konfigurationsschalter (KS1) und eine zweiten Konfigurationsschalter (KS2) aufweist, wobei der erste Konfigurationsschalter (KS1) eine Spannungsschiene positiven Potentials des ersten Spannungswandlers (W1) mit einer Spannungsschiene positiven Potentials des zweiten Spannungswandlers (W2) schaltbar verbindet und der zweite Konfigurationsschalter (KS2) eine Spannungsschiene negativen Potentials des ersten Spannungswandlers (W1) mit einer Spannungsschiene negativen Potentials des zweiten Spannungswandlers (W2) schaltbar verbindet.Vehicle-side charging circuit according to one of the preceding claims, wherein the switch device (SV) has a first configuration switch (KS1) and a second configuration switch (KS2), the first configuration switch (KS1) having a voltage rail of positive potential of the first voltage converter (W1) with a voltage rail positive Potential of the second voltage converter (W2) switchably connects and the second configuration switch (KS2) switchably connects a voltage rail of negative potential of the first voltage converter (W1) to a voltage rail of negative potential of the second voltage converter (W2). Fahrzeugseitige Ladeschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schaltervorrichtung (SV) einen Serienschalter (SS) aufweist, der in geschlossenem Zustand die Zwischenkreiskondensatoren (C1, C2) und die Schaltereinheiten (SE1, SE2) seriell miteinander verbindet.Vehicle-side charging circuit according to one of the preceding claims, wherein the switch device (SV) has a series switch (SS) which, in the closed state, connects the intermediate circuit capacitors (C1, C2) and the switch units (SE1, SE2) to one another in series. Fahrzeugseitige Ladeschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wechselspannungsschnittstelle (AC) einphasig ausgestaltet ist oder mehrphasig ausgestaltet ist.Vehicle-side charging circuit according to one of the preceding claims, wherein the alternating voltage interface (AC) has a single-phase configuration or a multiphase configuration. Fahrzeugseitige Ladeschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gleichrichter (PFC) als aktiver Gleichrichter oder als aktiver Leistungsfaktorkorrekturfilter ausgebildet ist.Vehicle-side charging circuit according to one of the preceding claims, wherein the rectifier (PFC) is designed as an active rectifier or as an active power factor correction filter.
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