EP2719051A2 - Step-up converter - Google Patents

Step-up converter

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Publication number
EP2719051A2
EP2719051A2 EP12725831.7A EP12725831A EP2719051A2 EP 2719051 A2 EP2719051 A2 EP 2719051A2 EP 12725831 A EP12725831 A EP 12725831A EP 2719051 A2 EP2719051 A2 EP 2719051A2
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EP
European Patent Office
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voltage
output
input
node
boost converter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12725831.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan HEIMFARTH
Peter Knaup
Thomas Lenz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H—ELECTRICITY
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    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the present invention relates to a boost converter for increasing a DC electrical input voltage to an electrical DC output voltage. Furthermore, the invention relates to an inverter arrangement with a boost converter and a solar array with a boost converter. Furthermore, the present invention relates to a method for operating a boost converter.
  • Step-up converters are generally known, they serve to set a DC electrical voltage with a first voltage amplitude to a DC electrical voltage with a second voltage amplitude high, so that the second voltage amplitude is greater than the first voltage amplitude.
  • This is known in particular for an application in connection with solar generators and inverters for feeding electrical energy generated by the solar generators into an electrical alternating voltage network.
  • the solar generator so an arrangement of at least one, usually many photovoltaic cells generates a DC electrical voltage and provides them. Its voltage amplitude can fluctuate in particular depending on temperature.
  • An inverter generates from a DC voltage, namely an intermediate circuit voltage, for example by means of a pulse width modulation method, an AC current for feeding into an AC network.
  • a voltage amplitude corresponding to the voltage in the AC network is required and the DC link voltage must have a correspondingly higher voltage for this purpose.
  • a step-up converter operates in such a way that the closing of a switch generates a current which is referred to from the input side of the boost converter, that is to say in the case of the aforementioned solar application from the solar generator, by an inductance, which is usually referred to as "choke" in this context, and When the switch is opened, the inductance first tries to drive the current further and the step-up converter is designed in such a way that this current is conducted to the output voltage side and there a capacitor, namely an intermediate circuit capacitor or a DC link capacitance
  • This inductance is thus an important component for the boost converter and this inductance must be for a satisfactory functioning have a certain size to be able to drive said current for a certain amount of time.
  • This throttle is often the most expensive component of the boost converter, moreover often also occupies a not inconsiderable volume and is also usually the heaviest weight component.
  • boost converter type is the release of Zhang et al, "Single Phase Three-Level Boost Power Factor Correction Converter” on the Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1995 (APEC '95) Conference proceedings 1995, 10th annual, 1 shows an embodiment which uses only one inductor, and the boost converter shown there has a divided intermediate circuit capacitor with a first and second series-connected intermediate circuit capacitor, two switches being provided with which the the first and the second DC link capacitor basically driven individually and thus the voltage can be raised separately from each other.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication JP 09140157 A shows a similar circuit.
  • European Published Patent Application EP 2 244 367 A1 discloses a step-up converter with a divided intermediate circuit and a plurality of semiconductor switches and a plurality of throttles.
  • US Pat. No. 7,839,665 B2 also relates to a boost converter and inverter system, this document specifically pertaining to overvoltage protection and undervoltage protection.
  • boost converters usually require relatively large inductive components and are not or not well suited in island operation or load unbalances in the network to make a balancing of the intermediate circle of a downstream three-phase inverter.
  • the state of the art at this point is generally referred to the document US 2009/0085537 A1.
  • the invention is therefore based on the object to address at least one of the above problems.
  • a solution is to be created which improves the mating properties, reduces the use of components, in particular with regard to costs, and / or improves the quality of a boost converter.
  • At least an alternative solution should be proposed.
  • a boost converter according to claim 1 is proposed. This is designed to boost an electrical input DC voltage to an electrical DC output voltage.
  • the boost converter includes a voltage input having a positive and a negative input node to which the input voltage is applied. Furthermore, a voltage output is provided which has a positive and a negative output node. Between these nodes, the output voltage is provided. Accordingly, the input voltage, so the input DC voltage, in their voltage amplitude is lower than the output voltage, ie the DC output voltage.
  • an output capacitor means which is split between first and second output capacitor means. This first and second output capacitor means is connected in series between the positive and negative output nodes and has an output means node to which the two output capacitor means are operatively connected.
  • the first output capacitor means namely in particular a first capacitor, in particular a first intermediate circuit capacitor, is connected between the positive output node and the output node.
  • a first output partial voltage is applied during operation of the boost converter.
  • the second output capacitor means in particular a second output capacitor, in particular a second DC link capacitor, is connected between the output means node and the negative output node and a second output partial voltage is applied thereto.
  • the sum of the first and second output partial voltages gives the output voltage or DC output voltage between the positive and the negative output node.
  • an entire input capacitor means is provided.
  • a first choke is provided together with a first switching means, in particular a switch, in particular a semiconductor switch.
  • the first throttle is provided between the positive input node and the positive output node, ie in a positive branch and is also connected or interconnected via the first switching means with the output means node.
  • a second choke is provided between the negative output node and the negative input node for the negative branch and connected via a second switching means, which may also be designed as a switch or semiconductor switch, with the output means node.
  • This described boost converter can also be referred to as a three-point boost converter.
  • the first and the second throttle are inductively coupled with each other.
  • the coupling of the two throttles is preferably carried out by using a common core. It can now by means of alternating clocking of the first and second switching means or first and second switches at high input voltages which are greater than the intended half output voltage, the input voltage to the output voltage can be set high. It has the advantageous effect that during the magnetization of the first and second throttles a countervoltage of half the output voltage is present, as a result of which a current ripple is reduced.
  • a further advantage consists in the reciprocal clocking of the two switches, ie in the alternating switching on and off of the switches, whereby the switching frequency visible at the throttles is doubled.
  • the clocking can be done so that both switching means are temporarily open as overlapping.
  • the advantages mentioned for reciprocal clocking arise in principle in both cases, ie at high and low input voltage.
  • the entire input capacitor means is divided into first and second input capacitor means, in particular a first and second input capacitor is provided as first and second input capacitor means, respectively.
  • These two input capacitor means are thus connected in series at the voltage input and have an input means node to which they are connected.
  • first or second output capacitor is used for the first and second output capacitor means, and the term "first and second input capacitor” for the first and second input capacitor means.
  • the input means node and the output means node are connected to each other in this embodiment and accordingly have the same voltage potential.
  • leakage currents can be significantly reduced due to the operation. This includes in particular leakage currents through a capacitive coupling of the solar generators to earth.
  • the embodiment which provides first and second input capacitor means and thus has an input means node connected to the output means node, may provide the advantages of inductive coupling of the first and second reactors and the advantages of using capacitive coupling of the input voltage to ground or to the Output resources nodes are combined.
  • the boost converter basically has a symmetrical construction in that the first and second output capacitor means and / or the first and second throttle and / or the first and second input capacitor means are each the same size.
  • the output capacitor can be divided into two capacitors of equal size, in particular a first and second so-called DC link capacitor of the same size, namely the same capacitance.
  • an inverter arrangement for generating an alternating electrical current from a direct electrical voltage.
  • This inverter arrangement has a step-up converter according to one of the embodiments described above.
  • the boost converter sets an input voltage up to an output voltage.
  • the inverter is intended to generate an AC voltage, in particular by a modulation method, from the compensation voltage boosted by the boost converter.
  • this inverter arrangement thus forms the DC output voltage of the boost converter an intermediate circuit voltage, which can be considered as input voltage for the inverter accordingly.
  • the output means node is here connected to a neutral conductor in the inverter and the inverter thus generates an AC voltage signal related to the potential of this neutral conductor.
  • this AC voltage is also related to the potential of the output center node and thus possibly to the potential of the input center node.
  • a solar system which has a solar generator for generating electrical energy from light, in particular from sunlight. Such a solar generator is intended to provide a DC electrical voltage.
  • an inverter arrangement is in particular summarized as described above, which generates an electrical alternating current from this provided by the solar generator DC voltage.
  • a solar system which exploits in particular the advantages of the described boost converter in an overall system.
  • a method for operating a boost converter is proposed. This method, which can also be used for operating an inverter arrangement as described and correspondingly also for operating a solar system, proposes an input-voltage-dependent activation of the boost converter.
  • the DC input voltage that is to say in particular the DC voltage provided by a solar generator
  • a predetermined threshold voltage namely in particular greater than half the intended output voltage
  • alternating clocking of the first and second switching means is proposed.
  • the first and second output partial voltage at the first and second output capacitor are mutually boosted.
  • inductive coupling of the first and second throttle can thereby reduce a current ripple and the effective switching frequency can be doubled.
  • the timing can be such that the first and second switching means are temporarily closed at the same time.
  • the step-up converter is controlled such that the first and the second capacitor means are charged unequally permanently or cyclically.
  • the first and second capacitor means namely in particular a first and second DC link capacitor, can be controlled independently of each other.
  • Unequal charging means, in particular, the situation that different voltages are set on the first and second capacitor means by the step-up converter.
  • the boost converter is controlled so that the first and the second output partial voltage fluctuate in opposite directions to each other to track their amplitude of an alternating voltage to be generated.
  • the output partial voltages vary in such a way that their sum remains approximately constant. In other words, the voltage between the positive and negative input nodes remains approximately constant, but their reference to the output node tends to fluctuate. In this way it can be achieved that, when used with an inverter for feeding into an alternating voltage network, a somewhat higher voltage is applied to the respective intermediate circuit capacitor in each case to the voltage amplitudes or current amplitudes of the approximately sinusoidal current to be generated, namely in particular a high voltage at the first output capacitor.
  • Gate means ie the first intermediate circuit capacitor for the apex region of a positive half-wave and, correspondingly, a high voltage at the second output capacitor means, ie the second intermediate circuit capacitor for the peak region of a negative half-wave.
  • Fig. 1 shows a solar array with a solar generator, a boost converter and an inverter according to an embodiment schematically.
  • FIG. 2 shows a solar arrangement with a solar generator, a step-up converter and an inverter according to a further embodiment.
  • FIG. 1 shows a solar array 1 with a solar generator 2, a boost converter 4 and an inverter 6.
  • the inverter feeds into an electrical network 8 a.
  • FIG. 1 and, moreover, also FIG. 2 show a single-phase feed into the electrical network 8. Likewise, a three-phase feed into consideration. In principle, nothing changes on the basic structure of the boost converter 4, as well as other boost converter described in this application.
  • the boost converter 4 described here is described in connection with the solar arrangement 1, but can also be used in other applications.
  • the solar generator 2 provides a solar generator voltage USG, which is applied as input voltage or as DC input voltage between the positive input node 12 and the negative input node 16. In this case, this input voltage is applied across the entire input capacitor means 18.
  • the boost converter 4 generates an output voltage, namely an intermediate circuit voltage UDC, which is applied between the positive output node 22 and the negative output node 26.
  • U DC intermediate circuit voltage
  • a first output partial voltage Ui is present across the first output capacitor means 27, namely the first intermediate circuit capacitor, and a second output partial voltage U 2 is applied across the second output capacitor means 29, namely the second intermediate circuit capacitor.
  • the first and second DC link capacitors 27, 29 are connected to one another via the output node 24.
  • the positive output node 22 and the negative output node 26 as well as the output means node 24 can be regarded as output terminals of the boost converter 4. hen are the other and according to the illustration of FIG. 1 right illustrated elements are part of the inverter 6 and therefore need no further explanation here.
  • the DC intermediate circuit that is to say the positive output node 22, negative output node 26 and output medium node 24 with the intermediate circuit capacitors 27 and 29 arranged therebetween, can also be regarded as part of the inverter 6.
  • the inverter 6 and the boost converter 4 is combined in a circuit, so that the concrete assignment of said elements does not arise.
  • the boost converter 4 now has a first or positive inductor L P , which is arranged between the positive input node 12 and the positive output node 22. Furthermore, a first diode D1 is still provided in this positive branch. Between the first inductor L P and the first diode D1, a switching means S P is connected, which is also connected to the output means node 24.
  • the first switching means or positive switching means S P has a switch with a parallel diode.
  • a second or negative inductor L N is correspondingly provided and connected via the second diode D2 between the negative output node 26 and the negative input node 16.
  • it is connected via a second or negative switching means S N , which is composed of a switch and a parallel diode, with the output means node 24.
  • the output means node 24 is also connected to earth, or PE.
  • the first and second throttle and positive and negative throttle L P and L N are inductively coupled to each other, which is illustrated by a coupling 30 in Fig. 1.
  • the boost converter 4 shown forms a three-point boost converter with two upstream throttles L P , L N , which are coupled on a core, which indicates the coupling 30.
  • the boost converter described in the application can also basically be referred to as a three-point boost converter. It carries out a voltage step-up from the voltage input to the voltage output, three voltage potentials being present at the voltage output, namely at the positive and negative output node and at the output node, which can be targeted by the step-up converter.
  • the circuit shown on the network side that is to say towards the network 8 is coupled to the network 8 via a three-point inverter 6. This can also be carried out in two or three phases.
  • the solar generator voltage USG can be boosted to the intermediate circuit voltage U D c. It has an advantageous effect that, when the chokes L N and L P are magnetized, a countervoltage of U D c / 2 is present and thus a current ripple is reduced.
  • Another advantage is the reciprocal clocking of the switches S N and S P , which doubles the switching frequency visible at the chokes. At the chokes L P and L N namely both the respective direct electrical circuit is visible and the circuit to the other throttle, which affects the inductive coupling.
  • the two effects mentioned can be used to significantly reduce the total inductance of the inductors of L P and L N compared to a comparable conventional boost converter solution. Sometimes the reduction can be at least 50%.
  • both switching means S P , S N are closed at least twice at a time.
  • the second switching means S N thus closes, while the first switching means S P is still closed, and vice versa. This basically applies to every switching cycle.
  • both switching means S P , S N may be temporarily open at the same time.
  • the second switching means S N thus opens when the first switching means S P has already opened. In both cases a current ripple reduction and a doubling of the visible switching frequency can be achieved.
  • a further advantage resides in the possibility of balancing the intermediate circuit, namely the two intermediate circuit capacitors 27 and 29, by different duty cycles of the switching means S P and S N from the solar generator side, ie from the input side of the boost converter 4 in the case of unbalanced load of the intermediate circuit , so to counteract an unequal burden.
  • the circuit namely, in particular, the step-up converter 4 is particularly suitable for island operation, in which particularly unbalanced loads are to be expected.
  • the embodiment of the solar array 1 according to FIG. 2 basically differs from that of FIG. 1 in that the composite capacitor means 18 of FIG.
  • first and second input capacitor means 17, 19, which may also be referred to as first and second input capacitors 17, 19.
  • the first and second input capacitors 17, 19 are connected in series between the positive input node 12 and the negative input node 16 and connected via the input means node 14.
  • the input means node 14 is electrically connected to the output means node 24. Both nodes are earthed or connected to PE.
  • Fig. 2 The embodiment of Fig. 2 is thus similar to that of Fig. 1.
  • the DC input terminals, namely the positive and negative input nodes 12, 16 are fixed to PE by two capacitors, namely the first and second input capacitors 17, 19 coupled.
  • a coupling of the upper and lower actuator results from the inductive coupling of the inductors L P , L N.
  • the upper actuator can be understood to be that part of the boost converter 4 which essentially comprises the first input capacitor 17, the first throttle L P , the first switching means S P , the first diode D 1 and the first DC link capacitor 27.
  • a lower actuator results from the elements of the second input capacitor 19, the second choke L N , the second switching means S N , the second diode D 2 and the second intermediate circuit capacitor 29.
  • FIGS. 3 and 4 basically correspond to the embodiments of FIGS. 1 and 2, respectively.
  • the embodiments of FIGS. 3 and 4 only illustrate the inverter 6 and also show - this applies to both embodiments. 3 and 4 - in each case a variant without coupling of the output center node 24 to earth or to PE.
  • a method is also proposed in which the intermediate circuit halves are intentionally charged asymmetrically by the step-up converter formed by Sp and SN. If the intermediate circuit, that is to say the voltage at the output capacitor means of the respective half-wave of the network, is subsequently conducted in this manner, the switching losses of the downstream inverter are reduced. In addition, the entire DC link voltage can be reduced. This tracking is particularly advantageous in single-phase inverters, but also in three-phase inverters improvements can be achieved.

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Abstract

The invention relates to a step-up converter (4) for stepping up an electrical input DC voltage (USG) to an electrical output DC voltage (UDC) comprising a voltage input having a positive and a negative input node (12, 16) for applying the input DC voltage (USG), a voltage output having a positive and a negative output node (22, 26) for providing the output DC voltage, a first and a second output capacitor means (27, 29) which are connected in series at the voltage output between the positive and negative output nodes (22, 26) and are connected to one another via a centre output node (24), and a first inductor (LP) connected between the positive input node (12) and the positive output node (22), a first switching means (SP), connected between the first inductor (LP) and the centre output node (24), prepared for the clocked switching for stepping up the input voltage (USG) in conjunction with the first inductor (LP), a second inductor (LN) connected between the negative output node (26) and the negative input node (16), a second switching means (SN), connected between the centre output node (24) and the second inductor (LN), for the clocked switching for stepping up the input voltage (USG) in conjunction with the second inductor (LN), and a total input capacitor means (18), connected at the voltage input between the positive and negative input voltage nodes (12, 16), for picking up and smoothing the input voltage (USG), wherein the first and second inductors (LP, LN) are inductively coupled to one another.

Description

Hochsetzsteller  Boost converter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochsetzsteller zum Hochsetzen einer elektrischen Eingangsgleichspannung auf eine elektrische Ausgangsgleichspannung. Ferner betrifft die Erfindung eine Wechselrichteranordnung mit einem Hochsetzsteller und eine Solaranordnung mit einem Hochsetzsteller. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hochsetzstellers. The present invention relates to a boost converter for increasing a DC electrical input voltage to an electrical DC output voltage. Furthermore, the invention relates to an inverter arrangement with a boost converter and a solar array with a boost converter. Furthermore, the present invention relates to a method for operating a boost converter.
Hochsetzsteller sind allgemein bekannt, sie dienen dazu, eine elektrische Gleichspannung mit einer ersten Spannungsamplitude auf eine elektrische Gleichspannung mit einer zweiten Spannungsamplitude hoch zu setzen, so dass die zweite Spannungsamplitude größer als die erste Spannungsamplitude ist. Dies ist insbesondere für eine Anwendung in Zusammenhang mit Solargeneratoren und Wechselrichtern zum Einspeisen elektrischer, von den Solargeneratoren erzeugter Energie in ein elektrisches Wechselspannungsnetz bekannt. Der Solargenerator, also eine Anordnung wenigstens einer, üblicherweise vieler Photovoltaikzellen erzeugt eine elektrische Gleichspannung und stellt diese bereit. Dessen Spannungsamplitude kann insbesondere temperaturabhängig schwanken. Ein Wechselrichter erzeugt aus einer Gleichspannung, nämlich einer Zwi- schenkreisspannung beispielsweise mittels eines Pulsweiten-Modulationsverfahrens einen Wechselstrom zum Einspeisen in ein Wechselstromnetz. Hierfür ist eine Spannungsamplitude entsprechend der Spannung in dem Wechselstromnetz erforderlich und die Zwischenkreisspannung muss dafür eine entsprechend höhere Spannung aufweisen. Dies wird durch den Hochsetzsteller erreicht, der die Spannung, die der Solargenerator liefert, auf die Zwischenkreisspannung hochsetzt. Step-up converters are generally known, they serve to set a DC electrical voltage with a first voltage amplitude to a DC electrical voltage with a second voltage amplitude high, so that the second voltage amplitude is greater than the first voltage amplitude. This is known in particular for an application in connection with solar generators and inverters for feeding electrical energy generated by the solar generators into an electrical alternating voltage network. The solar generator, so an arrangement of at least one, usually many photovoltaic cells generates a DC electrical voltage and provides them. Its voltage amplitude can fluctuate in particular depending on temperature. An inverter generates from a DC voltage, namely an intermediate circuit voltage, for example by means of a pulse width modulation method, an AC current for feeding into an AC network. For this purpose, a voltage amplitude corresponding to the voltage in the AC network is required and the DC link voltage must have a correspondingly higher voltage for this purpose. This is achieved by the step-up converter, which boosts the voltage supplied by the solar generator to the intermediate circuit voltage.
Vereinfacht ausgedrückt funktioniert ein Hochsetzsteller so, dass durch das Schließen eines Schalters ein Strom erzeugt wird, der von der Eingangsseite des Hochsetzstellers, also bei der genannten Solaranwendung vom Solargenerator, durch eine Induktivität, die in diesem Zusammenhang üblicherweise als„Drossel" bezeichnet wird, und durch den Schalter fließt. Wird der Schalter geöffnet, versucht die Induktivität zunächst, den Strom weiter zu treiben und der Hochsetzsteller ist dabei so aufgebaut, dass dieser Strom zur Ausgangsspannungsseite geleitet wird und dort einen Kondensator, nämlich einen Zwi- schenkreiskondensator, bzw. eine Zwischenkreiskapazität, auflädt. Diese Induktivität ist somit ein wichtiges Bauteil für den Hochsetzsteller und diese Induktivität muss für eine befriedigende Funktionsweise eine gewisse Größe aufweisen, um den besagten Strom eine gewisse Zeit lang treiben zu können. Diese Drossel ist dabei oftmals das teuerste Bauelement des Hochsetzstellers, nimmt zudem häufig auch ein nicht unerhebliches Bauvolumen ein und ist zudem üblicherweise das vom Gewicht her schwerste Bauele- ment. In simple terms, a step-up converter operates in such a way that the closing of a switch generates a current which is referred to from the input side of the boost converter, that is to say in the case of the aforementioned solar application from the solar generator, by an inductance, which is usually referred to as "choke" in this context, and When the switch is opened, the inductance first tries to drive the current further and the step-up converter is designed in such a way that this current is conducted to the output voltage side and there a capacitor, namely an intermediate circuit capacitor or a DC link capacitance This inductance is thus an important component for the boost converter and this inductance must be for a satisfactory functioning have a certain size to be able to drive said current for a certain amount of time. This throttle is often the most expensive component of the boost converter, moreover often also occupies a not inconsiderable volume and is also usually the heaviest weight component.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 037 446 A1 ist ein Wechselrichter mit einem Hochsetzsteller bekannt, der eine Aufteilung der Drossel in zwei kleinere Einzeldrosseln vorsieht. From the German patent application DE 10 2004 037 446 A1 an inverter with a step-up converter is known, which provides for a division of the throttle into two smaller individual reactors.
Ein etwas anderer Hochsetzsteller-Typ ist der Veröffentlichung von Zhang et al:„Single- Phase Three-Level Boost Power Factor Correction Converter" auf der Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1995 (APEC '95), Conference proceedings 1995, 10th annual, zu entnehmen. Dort zeigt die Fig. 1 eine Ausführungsform, die nur eine Drossel verwendet. Der dort gezeigte Hochsetzsteller weist einen geteilten Zwischen- kreiskondensator auf mit einem ersten und zweiten in Reihe geschalteten Zwischenkreis- kondensator. Dabei sind zwei Schalter vorgesehen, mit denen der erste und der zweite Zwischenkreiskondensator im Grunde einzeln angesteuert und somit deren Spannung getrennt voneinander hochgesetzt werden kann. A different kind of boost converter type is the release of Zhang et al, "Single Phase Three-Level Boost Power Factor Correction Converter" on the Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1995 (APEC '95) Conference proceedings 1995, 10th annual, 1 shows an embodiment which uses only one inductor, and the boost converter shown there has a divided intermediate circuit capacitor with a first and second series-connected intermediate circuit capacitor, two switches being provided with which the the first and the second DC link capacitor basically driven individually and thus the voltage can be raised separately from each other.
Die japanische Offenlegungsschrift JP 09140157 A zeigt eine ganz ähnliche Schaltung. Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 2 244 367 A1 ist ein Hochsetzsteller mit einem geteilten Zwischenkreis und mehreren Halbleiterschaltern sowie mehreren Drosseln bekannt. Das US-Patent US 7,839,665 B2 betrifft ebenfalls ein System mit einem Hochsetzsteller und Wechselrichter, wobei dieses Dokument speziell einen Überspannungsschutz und einen Unterspannungsschutz betrifft. Japanese Laid-Open Patent Publication JP 09140157 A shows a similar circuit. European Published Patent Application EP 2 244 367 A1 discloses a step-up converter with a divided intermediate circuit and a plurality of semiconductor switches and a plurality of throttles. US Pat. No. 7,839,665 B2 also relates to a boost converter and inverter system, this document specifically pertaining to overvoltage protection and undervoltage protection.
Diese und weitere Hochsetzsteller benötigen gleichwohl meist relativ große induktive Bauelemente und sind auch nicht oder nicht gut geeignet im Inselbetrieb oder bei Schieflasten im Netz eine Symmetrierung des Zwischen kreises eines nachgeschalteten Dreipunktwechselrichters vorzunehmen. However, these and other boost converters usually require relatively large inductive components and are not or not well suited in island operation or load unbalances in the network to make a balancing of the intermediate circle of a downstream three-phase inverter.
Als Stand der Technik wird an dieser Stelle allgemein auf das Dokument US 2009/0085537 A1 hingewiesen. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, wenigstens eines der oben genannten Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung geschaffen werden, die Sym- metrierungseigenschaften verbessert, den Bauteile-Einsatz insbesondere hinsichtlich Kosten verringert und/oder die Qualität eines Hochsetzstellers verbessert. Zumindest soll eine alternative Lösung vorgeschlagen werden. The state of the art at this point is generally referred to the document US 2009/0085537 A1. The invention is therefore based on the object to address at least one of the above problems. In particular, a solution is to be created which improves the mating properties, reduces the use of components, in particular with regard to costs, and / or improves the quality of a boost converter. At least an alternative solution should be proposed.
Erfindungsgemäß wird ein Hochsetzsteller gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Dieser ist zum Hochsetzen einer elektrischen Eingangsgleichspannung auf eine elektrische Ausgangsgleichspannung ausgebildet. Der Hochsetzsteller umfasst einen Spannungseingang mit einem positiven und einem negativen Eingangsknoten, an dem die Eingangs- Spannung angelegt wird. Weiterhin ist ein Spannungsausgang vorgesehen, der einen positiven und einen negativen Ausgangsknoten aufweist. Zwischen diesen Knoten wird die Ausgangsspannung bereitgestellt. Entsprechend ist die Eingangsspannung, also die Eingangsgleichspannung, in ihrer Spannungsamplitude geringer als die Ausgangsspannung, also die Ausgangsgleichspannung. Am Spannungsausgang ist ein Ausgangskondensatormittel vorgesehen, das auf ein erstes und zweites Ausgangskondensatormittel aufgeteilt ist. Dieses erste und zweite Ausgangskondensatormittel ist in einer Reihenschaltung zwischen dem positiven und negativen Ausgangsknoten verschaltet und weist einen Ausgangsmittelknoten auf, an dem die beiden Ausgangskondensatormittel wirksam verbunden sind. Das erste Aus- gangskondensatormittel, nämlich insbesondere ein erster Kondensator, insbesondere ein erster Zwischenkreiskondensator, ist zwischen den positiven Ausgangsknoten und dem Ausgangsmittelknoten verschaltet. Hierüber fällt im Betrieb des Hochsetzstellers eine erste Ausgangsteilspannung an. Entsprechend ist das zweite Ausgangskondensatormittel, insbesondere ein zweiter Ausgangskondensator, insbesondere ein zwei- ter Zwischenkreiskondensator, zwischen dem Ausgangsmittelknoten und dem negativen Ausgangsknoten verschaltet und hierüber fällt eine zweite Ausgangsteilspannung an. Die Summe der ersten und zweiten Ausgangsteilspannungen ergibt die Ausgangsspannung bzw. Ausgangsgleichspannung zwischen dem positiven und dem negativen Ausgangsknoten. Am Spannungseingang zwischen dem positiven und negativen Eingangsknoten ist ein gesamtes Eingangskondensatormittel vorgesehen. Zum Betrieb des Hochsetzstellers ist eine erste Drossel zusammen mit einem ersten Schaltmittel, insbesondere einem Schalter, insbesondere Halbleiterschalter, vorgesehen. Die erste Drossel ist zwischen dem positiven Eingangsknoten und dem positiven Ausgangsknoten, also in einem positiven Zweig vorgesehen und sie ist zudem über das erste Schaltmittel mit dem Ausgangsmittelknoten verbunden bzw. verschaltet. Entsprechend ist für den negativen Zweig eine zweite Drossel zwischen dem negativen Ausgangsknoten und dem negativen Eingangsknoten vorgesehen und über ein zweites Schaltmittel, das auch als Schalter oder Halbleiterschalter ausgebildet sein kann, mit dem Ausgangsmittelknoten verbunden. Dieser beschriebene Hochsetzsteller kann auch als Dreipunkthochsetzsteller bezeichnet werden. Er führt eine Spannungshochsetzung vom Spannungseingang zum Spannungsausgang durch, wobei am Spannungsausgang drei Spannungspotentiale vorhanden sind, nämlich am positiven und negativen Ausgangsknoten sowie am Ausgangsmittelknoten, auf die durch den Hochsetzsteller gezielt eingewirkt werden kann. Es wird vorgeschlagen, dass die erste und die zweite Drossel induktiv mit einander gekoppelt sind. Die Kopplung der beiden Drosseln wird vorzugsweise durch Verwendung eines gemeinsamen Kerns vorgenommen. Es kann nun mittels abwechselnden Taktens des ersten und zweiten Schaltmittels bzw. ersten und zweiten Schalters bei hohen Eingangsspannungen, die größer sind als die vorgesehene halbe Ausgangsspannung, die Eingangsspannung auf die Ausgangsspannung hochgesetzt werden. Vorteilhaft wirkt sich aus, dass beim Aufmagnetisieren der ersten und zweiten Drossel eine Gegenspannung der halben Ausgangsspannung vorhanden ist, wodurch ein Stromrippel reduziert wird. Ein weiterer Vorteil besteht im wechselseitigen Takten der beiden Schalter, also im abwechselnden Ein- und Ausschalten der Schalter, wodurch die an den Drosseln sichtba- re Schaltfrequenz verdoppelt wird. Diese genannten Effekte können zusammen zu einer signifikanten Reduktion, zum Beispiel im Bereich von 50 % oder mehr, der Summeninduktivität der ersten und zweiten Drossel gegenüber einer vergleichbaren konventionellen Hochsetzsteller-Lösung genutzt werden, wie es beispielsweise aus dem genannten Dokument DE 10 2004 037 446 A1 bekannt ist. Bei niedrigen Eingangsspannungen, wenn die Eingangsspannung also kleiner ist als die vorgesehene halbe Ausgangsspannung, können die Schaltzustände dahingehend geändert werden, dass das Takten, also Schalten des ersten und zweiten Schaltmittels so erfolgt, dass jeweils zeitweise beide Schaltmittel zugleich geschlossen sind. Bei hoher Eingangsspannung kann das Takten so erfolgen, dass beide Schaltmittel zeitweise, als überschneidend, geöffnet sind. Die zum wechselseitigen Takten genannten Vorteile ergeben sich grundsätzlich in beiden Fällen, also bei hoher und niedriger Eingangsspannung. Vorzugsweise ist das gesamte Eingangskondensatormittel in ein erstes und zweites Eingangskondensatormittel aufgeteilt, insbesondere ist ein erster und zweiter Eingangskondensator als erstes bzw. zweites Eingangskondensatormittel vorgesehen. Diese beiden Eingangskondensatormittel sind somit am Spannungseingang in Reihe geschaltet und weisen einen Eingangsmittelknoten auf, an dem sie verbunden sind. Nachfolgend wird auch vereinfachend, ohne dass dies einschränkend zu verstehen ist, für das erste und zweite Ausgangskondensatormittel die Bezeichnung„erster bzw. zweiter Ausgangskondensator" verwendet und für das erste und zweite Eingangskondensatormittel der Begriff„erster bzw. zweiter Eingangskondensator". According to the invention, a boost converter according to claim 1 is proposed. This is designed to boost an electrical input DC voltage to an electrical DC output voltage. The boost converter includes a voltage input having a positive and a negative input node to which the input voltage is applied. Furthermore, a voltage output is provided which has a positive and a negative output node. Between these nodes, the output voltage is provided. Accordingly, the input voltage, so the input DC voltage, in their voltage amplitude is lower than the output voltage, ie the DC output voltage. At the voltage output there is provided an output capacitor means, which is split between first and second output capacitor means. This first and second output capacitor means is connected in series between the positive and negative output nodes and has an output means node to which the two output capacitor means are operatively connected. The first output capacitor means, namely in particular a first capacitor, in particular a first intermediate circuit capacitor, is connected between the positive output node and the output node. In this case, during operation of the boost converter, a first output partial voltage is applied. Accordingly, the second output capacitor means, in particular a second output capacitor, in particular a second DC link capacitor, is connected between the output means node and the negative output node and a second output partial voltage is applied thereto. The sum of the first and second output partial voltages gives the output voltage or DC output voltage between the positive and the negative output node. At the voltage input between the positive and negative input node, an entire input capacitor means is provided. To operate the boost converter, a first choke is provided together with a first switching means, in particular a switch, in particular a semiconductor switch. The first throttle is provided between the positive input node and the positive output node, ie in a positive branch and is also connected or interconnected via the first switching means with the output means node. Accordingly, a second choke is provided between the negative output node and the negative input node for the negative branch and connected via a second switching means, which may also be designed as a switch or semiconductor switch, with the output means node. This described boost converter can also be referred to as a three-point boost converter. It performs a voltage boost from the voltage input to the voltage output, wherein three voltage potentials are present at the voltage output, namely at the positive and negative output node and at the output means node, which can be acted upon by the boost converter targeted. It is proposed that the first and the second throttle are inductively coupled with each other. The coupling of the two throttles is preferably carried out by using a common core. It can now by means of alternating clocking of the first and second switching means or first and second switches at high input voltages which are greater than the intended half output voltage, the input voltage to the output voltage can be set high. It has the advantageous effect that during the magnetization of the first and second throttles a countervoltage of half the output voltage is present, as a result of which a current ripple is reduced. A further advantage consists in the reciprocal clocking of the two switches, ie in the alternating switching on and off of the switches, whereby the switching frequency visible at the throttles is doubled. These mentioned effects can be used together to a significant reduction, for example in the range of 50% or more, of the total inductance of the first and second throttle over a comparable conventional boost converter solution, as for example from the cited document DE 10 2004 037 446 A1 is known. At low input voltages, when the input voltage is thus smaller than the intended half output voltage, the switching states can be changed to the effect that the clocking, ie switching of the first and second switching means so that in each case temporarily both switching means are closed at the same time. At high Input voltage, the clocking can be done so that both switching means are temporarily open as overlapping. The advantages mentioned for reciprocal clocking arise in principle in both cases, ie at high and low input voltage. Preferably, the entire input capacitor means is divided into first and second input capacitor means, in particular a first and second input capacitor is provided as first and second input capacitor means, respectively. These two input capacitor means are thus connected in series at the voltage input and have an input means node to which they are connected. In the following, for simplifying purposes, without restricting it, the term "first or second output capacitor" is used for the first and second output capacitor means, and the term "first and second input capacitor" for the first and second input capacitor means.
Der Eingangsmittelknoten und der Ausgangsmittelknoten sind bei dieser Ausführungs- form miteinander verbunden und weisen entsprechend das gleiche Spannungspotential auf. Durch diese Kopplung des Eingangsmittelknotens an den Ausgangsmittelknoten und vorzugsweise an einen Erdanschluss bzw. PE-Anschluss können betriebsbedingt Ableitströme signifikant reduziert werden. Hierunter fallen insbesondere Ableitströme durch eine kapazitive Kopplung der Solargeneratoren gegen Erde. Durch die Ausführungsform, die ein erstes und zweites Eingangskondensatormittel vorsieht und somit einen Eingangsmittelknoten aufweist, der mit dem Ausgangsmittelknoten verbunden ist, können die Vorteile einer induktiven Kopplung der ersten und zweiten Drossel und die Vorteile der Verwendung einer kapazitiven Kopplung der Eingangsspannung an Erde oder an den Ausgangsmittelknoten kombiniert werden. Über die Kopplung der Drosseln ist eine Möglichkeit zum Austausch von Energie des ersten Eingangskondensatormittels zum zweiten Ausgangskondensatormittels und umgekehrt gegeben. Auch hier können die betriebsbedingten Ableitströme durch die kapazitive Kopplung der Eingangsspannung bzw. Eingangsspannungsquelle an Erde oder an den Ausgangsmittelknoten reduziert werden. Günstig ist es, wenn der Ausgangsmittelknoten und somit gegebenenfalls auch der Eingangsmittelknoten geerdet ist. Hierdurch ergibt sich eine kapazitive Kopplung insbesondere der Eingangsspannung an Erde. Gerade bei Verwendung von Solargeneratoren als Eingangsspannungsquellen, die prinzipbedingt hohe Ableitströme durch kapazitive Effekte verursachen können, kann eine solche Kopplung an Erde von Bedeutung sein. The input means node and the output means node are connected to each other in this embodiment and accordingly have the same voltage potential. By virtue of this coupling of the input central node to the output central node and preferably to a ground connection or PE connection, leakage currents can be significantly reduced due to the operation. This includes in particular leakage currents through a capacitive coupling of the solar generators to earth. The embodiment, which provides first and second input capacitor means and thus has an input means node connected to the output means node, may provide the advantages of inductive coupling of the first and second reactors and the advantages of using capacitive coupling of the input voltage to ground or to the Output resources nodes are combined. Via the coupling of the throttles, a possibility for exchanging energy of the first input capacitor means for the second output capacitor means and vice versa is given. Again, the operational leakage currents can be reduced by the capacitive coupling of the input voltage or input voltage source to ground or to the output node. It is advantageous if the output means node and thus possibly also the input means node is grounded. This results in a capacitive coupling in particular of the input voltage to earth. Especially when using solar generators As input voltage sources, which in principle can cause high leakage currents due to capacitive effects, such a coupling to ground may be of importance.
Vorzugsweise weist der Hochsetzsteller im Grunde insofern einen symmetrischen Aufbau auf, als dass das erste und zweite Ausgangskondensatormittel und/oder die erste und zweite Drossel und/oder das erste und zweite Eingangskondensatormittel jeweils die gleiche Größe aufweisen. Mit anderen Worten kann der Ausgangskondensator auf zwei gleich große Kondensatoren aufgeteilt werden, insbesondere auf einen ersten und zweiten sogenannten Zwischenkreiskondensator gleicher Größe, nämlich gleicher Kapazität. Gleiches gilt für die beiden Drosseln, die die gleiche Induktivität aufweisen können und ebenso wird vorgeschlagen, dass beide Eingangskondensatoren die gleiche Kapazität aufweisen. The boost converter basically has a symmetrical construction in that the first and second output capacitor means and / or the first and second throttle and / or the first and second input capacitor means are each the same size. In other words, the output capacitor can be divided into two capacitors of equal size, in particular a first and second so-called DC link capacitor of the same size, namely the same capacitance. The same applies to the two inductors, which may have the same inductance and it is also proposed that both input capacitors have the same capacity.
Ebenfalls wird eine Wechselrichteranordnung zum Erzeugen eines elektrischen Wechselstroms aus einer elektrischen Gleichspannung vorgeschlagen. Diese Wechselrichteranordnung weist einen Hochsetzsteller gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungs- formen auf. Der Hochsetzsteller setzt dabei eine Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung hoch. Der Wechselrichter ist dazu vorgesehen, aus der durch den Hochsetzsteller hochgesetzten Ausgleichspannung eine Wechselspannung insbesondere durch ein Modulationsverfahren zu erzeugen. Bei dieser Wechselrichteranordnung bildet somit die Ausgangsgleichspannung des Hochsetzstellers eine Zwischenkreisspannung, die entsprechend als Eingangsspannung für den Wechselrichter angesehen werden kann. Also proposed is an inverter arrangement for generating an alternating electrical current from a direct electrical voltage. This inverter arrangement has a step-up converter according to one of the embodiments described above. The boost converter sets an input voltage up to an output voltage. The inverter is intended to generate an AC voltage, in particular by a modulation method, from the compensation voltage boosted by the boost converter. In this inverter arrangement thus forms the DC output voltage of the boost converter an intermediate circuit voltage, which can be considered as input voltage for the inverter accordingly.
Vorzugsweise ist hier der Ausgangsmittelknoten mit einem Nullleiter im Wechselrichter verbunden und der Wechselrichter erzeugt somit ein auf das Potential dieses Nullleiters bezogenes Wechselspannungssignal. Somit ist diese Wechselspannung auch auf das Potential des Ausgangsmittelknotens und damit gegebenenfalls auf das Potential des Eingangsmittelknotens bezogen. Preferably, the output means node is here connected to a neutral conductor in the inverter and the inverter thus generates an AC voltage signal related to the potential of this neutral conductor. Thus, this AC voltage is also related to the potential of the output center node and thus possibly to the potential of the input center node.
Weiterhin wird eine Solaranlage vorgeschlagen, die einen Solargenerator aufweist zum Erzeugen elektrischer Energie aus Licht, insbesondere aus Sonnenlicht. Ein solcher Solargenerator ist dazu vorgesehen, eine elektrische Gleichspannung bereit zu stellen. Weiterhin wird eine Wechselrichteranordnung insbesondere wie oben beschrieben um- fasst, die aus dieser vom Solargenerator bereitgestellten Gleichspannung einen elektrischen Wechselstrom erzeugt. Somit wird eine Solaranlage vorgeschlagen, die insbesondere die Vorteile des beschriebenen Hochsetzstellers in einem Gesamtsystem ausnutzt. Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben eines Hochsetzstellers vorgeschlagen. Dieses Verfahren, das insoweit auch zum Betreiben einer Wechselrichteranordnung wie beschrieben und entsprechend auch zum Betreiben einer Solaranlage verwendet werden kann, schlägt eine eingangsspannungsabhängige Ansteuerung des Hochsetzstellers vor. Ist die Eingangsgleichspannung, also insbesondere die von einem Solargenerator bereitgestellte Gleichspannung größer als eine vorbestimmte Grenzspannung, nämlich insbesondere größer als die halbe vorgesehene Ausgangsspannung, wird ein wechselseitiges Takten des ersten und zweiten Schaltmittels vorgeschlagen. Hierdurch wird im Grunde die erste und zweite Ausgangsteilspannung am ersten bzw. zweiten Ausgangskondensa- tor wechselseitig hochgesetzt. Bei induktiver Kopplung der ersten und zweiten Drossel kann hierdurch ein Stromrippel reduziert werden und die wirksame Schaltfrequenz kann verdoppelt werden. Furthermore, a solar system is proposed which has a solar generator for generating electrical energy from light, in particular from sunlight. Such a solar generator is intended to provide a DC electrical voltage. Furthermore, an inverter arrangement is in particular summarized as described above, which generates an electrical alternating current from this provided by the solar generator DC voltage. Thus, a solar system is proposed which exploits in particular the advantages of the described boost converter in an overall system. Furthermore, a method for operating a boost converter is proposed. This method, which can also be used for operating an inverter arrangement as described and correspondingly also for operating a solar system, proposes an input-voltage-dependent activation of the boost converter. If the DC input voltage, that is to say in particular the DC voltage provided by a solar generator, is greater than a predetermined threshold voltage, namely in particular greater than half the intended output voltage, alternating clocking of the first and second switching means is proposed. As a result, basically the first and second output partial voltage at the first and second output capacitor are mutually boosted. With inductive coupling of the first and second throttle can thereby reduce a current ripple and the effective switching frequency can be doubled.
Ist die Eingangsspannung aber geringer, kann die Taktung so erfolgen, dass das erste und zweite Schaltmittel zeitweise gleichzeitig geschlossen sind. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass der Hochsetzsteller so angesteuert wird, dass das erste und das zweite Kondensatormittel dauerhaft oder zyklisch ungleich aufgeladen werden. Ein solches Ansteuern ist aufgrund der oben beschriebenen Topologie des Hochsetzstellers möglich, weil das erste und zweite Kondensatormittel, nämlich insbesondere ein erster und zweiter Zwischenkreiskondensator, unabhängig von einander angesteuert werden können. Unter einem ungleichen Aufladen ist hierbei insbesondere die Situation zu verstehen, dass durch den Hochsetzsteller unterschiedliche Spannungen an dem ersten und zweiten Kondensatormittel eingestellt werden. However, if the input voltage is lower, the timing can be such that the first and second switching means are temporarily closed at the same time. Preferably, it is proposed that the step-up converter is controlled such that the first and the second capacitor means are charged unequally permanently or cyclically. Such a driving is possible due to the above-described topology of the boost converter, because the first and second capacitor means, namely in particular a first and second DC link capacitor, can be controlled independently of each other. Unequal charging here means, in particular, the situation that different voltages are set on the first and second capacitor means by the step-up converter.
Dadurch, dass diese beiden Kondensatormittel, also insbesondere diese beiden Zwi- schenkreiskondensatoren unterschiedliche Spannungsamplituden aufweisen, kann einer Schieflastbedingung im Wechselspannungsnetz, in das mittels eines Wechselrichters eingespeist werden soll, Rechnung getragen werden. Insbesondere wenn der Hochsetzsteller zusammen mit einem Wechselrichter an einem Inselnetz betrieben wird, können unsymmetrische Lasten bzw. unsymmetrische Verbraucher an dem Inselnetz zu einer solchen Unsymmetrie im Netz, nämlich einer Schieflast, führen. Durch das vorgeschlage- ne ungleiche Aufladen der Ausgangskondensatormittel des Hochsetzstellers kann einer solchen Schieflast gegebenenfalls entgegengewirkt und möglicherweise eine Symmetrie- rung erreicht oder zumindest auf diese hingewirkt werden. Eine Schieflast im Netz führt oftmals auch zu einer unsymmetrischen Belastung des Zwischenkreises des Wechselrichters, der durch die vorgeschlagene Lösung entgegengewirkt werden kann. Because these two capacitor means, that is to say in particular these two intermediate circuit capacitors, have different voltage amplitudes, an unbalanced load condition in the AC voltage network into which an inverter is to be fed can be taken into account. In particular, if the step-up converter is operated together with an inverter on a stand-alone network, unbalanced loads or unbalanced loads on the stand-alone grid can lead to such an asymmetry in the network, namely an unbalanced load. Due to the proposed unequal charging of the output capacitor means of the boost converter, such an unbalanced load can possibly be counteracted and possibly a symmetrization can be achieved or at least acted upon. An unbalanced load in the network leads often also to an unbalanced load on the DC link of the inverter, which can be counteracted by the proposed solution.
Vorzugsweise wird der Hochsetzsteller so angesteuert, dass die erste und die zweite Ausgangsteilspannung zueinander gegenläufig schwanken, um ihre Amplitude einer zu erzeugenden Wechselspannung nachzuführen. Vorzugsweise schwanken die Ausgangsteilspannungen hierbei derart, dass ihre Summe etwa konstant bleibt. Mit anderen Worten bleibt die Spannung zwischen dem positiven und negativen Eingangsknoten etwa konstant, aber ihr Bezug auf den Ausgangsmittelknoten ändert sich beziehungsweise schwankt. Hierdurch kann erreicht werden, dass bei Verwendung mit einem Wechselrichter zum Einspeisen in ein Wechselspannungsnetz jeweils zu den zu erzeugenden Spannungsamplituden beziehungsweise Stromamplituden des zu erzeugenden etwa sinusförmigen Stroms eine etwas höhere Spannung an dem jeweiligen Zwischenkreiskondensator anliegt, nämlich insbesondere eine hohe Spannung an dem ersten Ausgangskondensa- tormittel, also dem ersten Zwischenkreiskondensator für den Scheitelbereich einer positiven Halbwelle und entsprechend eine hohe Spannung an dem zweiten Ausgangskondensatormittel, also dem zweiten Zwischenkreiskondensator für den Scheitelbereich einer negativen Halbwelle. Hierdurch kann dem Wechselrichter an seinem Zwischenkreis eine gewisse Spannungsreserve verschafft werden oder gegebenenfalls kann die Gesamt- Spannung am Zwischenkreis dauerhaft gesenkt werden. Letztere könnte gegebenenfalls auch Einfluss auf eine Dimensionierung der Bauelemente des Hochsetzstellers und/oder des Wechselrichters haben. Preferably, the boost converter is controlled so that the first and the second output partial voltage fluctuate in opposite directions to each other to track their amplitude of an alternating voltage to be generated. Preferably, the output partial voltages vary in such a way that their sum remains approximately constant. In other words, the voltage between the positive and negative input nodes remains approximately constant, but their reference to the output node tends to fluctuate. In this way it can be achieved that, when used with an inverter for feeding into an alternating voltage network, a somewhat higher voltage is applied to the respective intermediate circuit capacitor in each case to the voltage amplitudes or current amplitudes of the approximately sinusoidal current to be generated, namely in particular a high voltage at the first output capacitor. Gate means, ie the first intermediate circuit capacitor for the apex region of a positive half-wave and, correspondingly, a high voltage at the second output capacitor means, ie the second intermediate circuit capacitor for the peak region of a negative half-wave. As a result, the inverter at its intermediate circuit a certain voltage reserve can be procured or possibly the total voltage at the DC link can be permanently reduced. If necessary, the latter could also have an influence on dimensioning of the components of the boost converter and / or of the inverter.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Solaranordnung mit einem Solargenerator, einem Hochsetzsteller und einem Wechselrichter gemäß einer Ausführungsform schematisch. The invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. Fig. 1 shows a solar array with a solar generator, a boost converter and an inverter according to an embodiment schematically.
Fig. 2 zeigt eine Solaranordnung mit einem Solargenerator, einem Hochsetzsteller und einem Wechselrichter gemäß einer weiteren Ausführungsform. zeigt eine Solaranordnung mit einem Solargenerator, einem Hochsetzsteller und einem Wechselrichter gemäß einer weiteren Ausführungsform. Fig. 4 zeigt eine Solaranordnung mit einem Solargenerator, einem Hochsetzsteller und einem Wechselrichter gemäß einer weiteren Ausführungsform. 2 shows a solar arrangement with a solar generator, a step-up converter and an inverter according to a further embodiment. shows a solar array with a solar generator, a boost converter and an inverter according to another embodiment. 4 shows a solar arrangement with a solar generator, a step-up converter and an inverter according to a further embodiment.
Nachfolgend werden gegebenenfalls auch für ähnliche, aber nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet, um deren funktionale Ähnlichkeit zu verdeutlichen. Fig. 1 zeigt eine Solaranordnung 1 mit einem Solargenerator 2, einem Hochsetzsteller 4 und einem Wechselrichter 6. Der Wechselrichter speist in ein elektrisches Netz 8 ein. In the following, if appropriate, identical reference symbols will be used for similar but not identical elements in order to clarify their functional similarity. Fig. 1 shows a solar array 1 with a solar generator 2, a boost converter 4 and an inverter 6. The inverter feeds into an electrical network 8 a.
Die Fig. 1 und im Übrigen auch die Fig. 2 zeigen dabei eine einphasige Einspeisung in das elektrische Netz 8. Ebenso kommt eine dreiphasige Einspeisung in Betracht. An dem grundsätzlichen Aufbau des Hochsetzstellers 4, als auch anderer in dieser Anmeldung beschriebener Hochsetzsteller, ändert sich hierdurch im Grunde nichts. FIG. 1 and, moreover, also FIG. 2 show a single-phase feed into the electrical network 8. Likewise, a three-phase feed into consideration. In principle, nothing changes on the basic structure of the boost converter 4, as well as other boost converter described in this application.
Der beschriebene Hochsetzsteller 4 ist hier im Zusammenhang mit der Solaranordnung 1 beschrieben, kann aber auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden. Gemäß Fig. 1 stellt der Solargenerator 2 eine Solargeneratorspannung USG bereit, die als Eingangsspannung beziehungsweise als Eingangsgleichspannung zwischen dem positiven Ein- gangsknoten 12 und dem negativen Eingangsknoten 16 anliegt. Dabei liegt diese Eingangsspannung über dem gesamten Eingangskondensatormittel 18 an. Daraus erzeugt der Hochsetzsteller 4 eine Ausgangsspannung, nämlich eine Zwischenkreisspannung UDC, die zwischen dem positiven Ausgangsknoten 22 und dem negativen Ausgangsknoten 26 anliegt. Zum Veranschaulichen wird der Einfachheit halber in Fig. 1 davon ausge- gangen, dass am positiven Ausgangsknoten ein Spannungspotential von UDc anliegt und entsprechend am negativen Ausgangsknoten 26 ein Spannungspotential von -V UDc anliegt. Das stellt den symmetrischen Fall dar, beziehungsweise den ausgeglichenen Fall. Wie oben beschrieben, kann aber gemäß einer vorteilhaften Ansteuerung vorgesehen sein, hier eine unterschiedliche Spannung vorzusehen. Es liegt eine erste Aus- gangsteilspannung Ui über dem ersten Ausgangskondensatormittel 27, nämlich dem ersten Zwischenkreiskondensator an und eine zweite Ausgangsteilspannung U2 über dem zweiten Ausgangskondensatormittel 29, nämlich dem zweiten Zwischenkreiskondensator an. Der erste und der zweiter Zwischenkreiskondensator 27,29 sind über den Ausgangsmittelknoten 24 mit einander verbunden. Der positive Ausgangsknoten 22 und der negative Ausgangsknoten 26 sowie der Ausgangsmittelknoten 24 können als Ausgangsanschlüsse des Hochsetzstellers 4 angese- hen werden und die weiteren gemäß der Darstellung der Fig. 1 rechts dargestellten Elemente sind Teil des Wechselrichters 6 und bedürfen daher hier keiner weiteren Erläuterung. Grundsätzlich kann auch der Gleichspannungszwischenkreis, also der positive Ausgangsknoten 22, negativer Ausgangsknoten 26 und Ausgangsmittelknoten 24 mit den dazwischen angeordneten Zwischenkreiskondensatoren 27 und 29 als Teil des Wechselrichters 6 angesehen werden. Vorzugsweise ist der Wechselrichter 6 und der Hochsetzsteller 4 in einer Schaltung vereint, so dass sich die konkrete Zuordnung der besagten Elemente nicht stellt. The boost converter 4 described here is described in connection with the solar arrangement 1, but can also be used in other applications. According to FIG. 1, the solar generator 2 provides a solar generator voltage USG, which is applied as input voltage or as DC input voltage between the positive input node 12 and the negative input node 16. In this case, this input voltage is applied across the entire input capacitor means 18. From this, the boost converter 4 generates an output voltage, namely an intermediate circuit voltage UDC, which is applied between the positive output node 22 and the negative output node 26. For the sake of simplicity, it is assumed in FIG. 1 that a voltage potential of U D c is present at the positive output node and a voltage potential of -VU D c is correspondingly applied to the negative output node 26. This represents the symmetrical case, or the balanced case. As described above, but can be provided according to an advantageous control to provide a different voltage here. A first output partial voltage Ui is present across the first output capacitor means 27, namely the first intermediate circuit capacitor, and a second output partial voltage U 2 is applied across the second output capacitor means 29, namely the second intermediate circuit capacitor. The first and second DC link capacitors 27, 29 are connected to one another via the output node 24. The positive output node 22 and the negative output node 26 as well as the output means node 24 can be regarded as output terminals of the boost converter 4. hen are the other and according to the illustration of FIG. 1 right illustrated elements are part of the inverter 6 and therefore need no further explanation here. In principle, the DC intermediate circuit, that is to say the positive output node 22, negative output node 26 and output medium node 24 with the intermediate circuit capacitors 27 and 29 arranged therebetween, can also be regarded as part of the inverter 6. Preferably, the inverter 6 and the boost converter 4 is combined in a circuit, so that the concrete assignment of said elements does not arise.
Der Hochsetzsteller 4 weist nun eine erste oder positive Drossel LP auf, die zwischen dem positiven Eingangsknoten 12 und dem positiven Ausgangsknoten 22 angeordnet ist. Weiterhin ist noch eine erste Diode D1 in diesem positiven Zweig vorgesehen. Zwischen der ersten Drossel LP und der ersten Diode D1 ist ein Schaltmittel SP angeschlossen, das außerdem mit dem Ausgangsmittelknoten 24 verbunden ist. Das erste Schaltmittel oder positive Schaltmittel SP weist einen Schalter mit paralleler Diode auf. Im negativen Zweig ist entsprechend eine zweite oder negative Drossel LN vorgesehen und über die zweite Diode D2 zwischen dem negativen Ausgangsknoten 26 und dem negativen Eingangsknoten 16 angeschlossen. Außerdem ist sie über ein zweites beziehungsweise negatives Schaltmittel SN, das aus einem Schalter und einer parallelen Diode aufgebaut ist, mit dem Ausgangsmittelknoten 24 verbunden. Der Ausgangsmittelknoten 24 ist zudem an Erde, beziehungsweise PE, angeschlossen. The boost converter 4 now has a first or positive inductor L P , which is arranged between the positive input node 12 and the positive output node 22. Furthermore, a first diode D1 is still provided in this positive branch. Between the first inductor L P and the first diode D1, a switching means S P is connected, which is also connected to the output means node 24. The first switching means or positive switching means S P has a switch with a parallel diode. In the negative branch, a second or negative inductor L N is correspondingly provided and connected via the second diode D2 between the negative output node 26 and the negative input node 16. In addition, it is connected via a second or negative switching means S N , which is composed of a switch and a parallel diode, with the output means node 24. The output means node 24 is also connected to earth, or PE.
Die erste und zweite Drossel beziehungsweise positive und negative Drossel LP und LN sind induktiv mit einander gekoppelt, was durch eine Kopplung 30 in Fig. 1 veranschaulicht ist. The first and second throttle and positive and negative throttle L P and L N are inductively coupled to each other, which is illustrated by a coupling 30 in Fig. 1.
Der gezeigte Hochsetzsteller 4 bildet einen Dreipunkthochsetzsteller mit zwei vorgeschal- teten Drosseln LP, LN, die auf einem Kern gekoppelt sind, was die Kopplung 30 andeutet. An dieser Stelle sei allgemein ausgeführt, dass der in der Anmeldung beschriebene Hochsetzsteller auch grundsätzlich als Dreipunkthochsetzsteller bezeichnet werden kann. Er führt eine Spannungshochsetzung vom Spannungseingang zum Spannungsausgang durch, wobei am Spannungsausgang drei Spannungspotentiale vorhanden sind, nämlich am positiven und negativen Ausgangsknoten sowie am Ausgangsmittelknoten, auf die durch den Hochsetzsteller gezielt werden kann. Im Speziellen wird weiter zu der Fig. 1 ausgeführt, dass die gezeigte Schaltung auf der Netzseite, also zum Netz 8 hin, über einen Dreipunktwechselrichter 6 mit dem Netz 8 gekoppelt ist. Dieser kann auch zwei- oder dreiphasig ausgeführt sein. The boost converter 4 shown forms a three-point boost converter with two upstream throttles L P , L N , which are coupled on a core, which indicates the coupling 30. At this point, it is generally stated that the boost converter described in the application can also basically be referred to as a three-point boost converter. It carries out a voltage step-up from the voltage input to the voltage output, three voltage potentials being present at the voltage output, namely at the positive and negative output node and at the output node, which can be targeted by the step-up converter. In particular, it is further explained with reference to FIG. 1 that the circuit shown on the network side, that is to say towards the network 8, is coupled to the network 8 via a three-point inverter 6. This can also be carried out in two or three phases.
Mittels abwechselndem Takten der Schaltmittel SP und SN kann bei entsprechend hoher Eingangsspannung, nämlich wenn die Solargeneratorspannung USG größer als UDc/2 liegt, die Solargeneratorspannung USG auf die Zwischenkreisspannung UDc hochgesetzt werden. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass beim Aufmagnetisieren der Drosseln LN und LP eine Gegenspannung von UDc/2 vorhanden ist und somit ein Stromrippel reduziert wird. Ein weiterer Vorteil besteht im wechselseitigen Takten der Schalter SN und SP, wodurch die an den Drosseln sichtbare Schaltfrequenz verdoppelt wird. An den Drosseln LP und LN wird nämlich sowohl die jeweils direkte elektrische Schaltung sichtbar als auch die Schaltung an der jeweils anderen Drossel, die sich über die induktive Kopplung auswirkt. Die genannten beiden Effekte können zu einer signifikanten Reduktion der Summeninduktivität der Drosseln von LP und LN gegenüber einer vergleichbaren konven- tionellen Hochsetzstellerlösung genutzt werden. Mitunter kann die Reduktion mindestens 50 % betragen. By means of alternating clocking of the switching means S P and S N , with a correspondingly high input voltage, namely when the solar generator voltage USG is greater than U D c / 2, the solar generator voltage USG can be boosted to the intermediate circuit voltage U D c. It has an advantageous effect that, when the chokes L N and L P are magnetized, a countervoltage of U D c / 2 is present and thus a current ripple is reduced. Another advantage is the reciprocal clocking of the switches S N and S P , which doubles the switching frequency visible at the chokes. At the chokes L P and L N namely both the respective direct electrical circuit is visible and the circuit to the other throttle, which affects the inductive coupling. The two effects mentioned can be used to significantly reduce the total inductance of the inductors of L P and L N compared to a comparable conventional boost converter solution. Sometimes the reduction can be at least 50%.
Bei niedrigen Eingangsspannungen, wenn also die Solargeneratorspannung USG kleiner ist als UDC/2, werden die Schaltzustände dahingehend geändert, dass beide Schaltmittel SP, SN zweitweise gleichzeitig geschlossen sind. Das zweite Schaltmittel SN schließt also, während das erste Schaltmittel SP noch geschlossen ist, und umgekehrt. Das gilt im Grunde für jeden Schaltzyklus. Bei hohen Eingangsspannungen können beide Schaltmittel SP, SN zeitweise gleichzeitig geöffnet sein. Das zweite Schaltmittel SN öffnet also, wenn das erste Schaltmittel SP bereits geöffnet hat. In beiden Fällen kann eine Stromrip- pelreduzierung und Verdoppelung der sichtbaren Schaltfrequenz erreicht werden. Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit, den Zwischenkreis, nämlich die beiden Zwi- schenkreiskondensatoren 27 und 29, durch unterschiedliche Tastverhältnisse der Schaltmittel SP und SN von der Solargeneratorseite, also von der Eingangsseite des Hochsetzstellers 4 aus bei Schieflast des Zwischen kreises zu symmetrieren, also einer ungleichen Belastung entgegen zu wirken. Hierdurch kann eine Symmetrierung auf der Wechselrichterseite beziehungsweise durch den Wechselrichter vermieden oder gegebenenfalls ergänzt werden. Durch diesen Vorteil ist die Schaltung, nämlich insbesondere auch der Hochsetzsteller 4, besonders für den Inselbetrieb geeignet, bei dem besonders mit Schieflasten zu rechnen ist. Die Ausführung der Solaranordnung 1 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der der Fig. 1 im Grunde darin, dass das zusammengesetzte Kondensatormittel 18 der Fig. 1 , also der Eingangskondensator 18 der Fig. 1 , in der Ausführung der Fig. 2 geteilt ist und entsprechend ein erstes und zweites Eingangskondensatormittel 17, 19 aufweist, die auch als erster und zweiter Eingangskondensator 17,19 bezeichnet werden können. Der erste und zweite Eingangskondensator 17, 19 sind zwischen dem positiven Eingangsknoten 12 und dem negativen Eingangsknoten 16 in Reihe geschaltet und über den Eingangsmittelknoten 14 verbunden. Der Eingangsmittelknoten 14 ist mit dem Ausgangsmittelknoten 24 elektrisch verbunden. Beide Knoten sind geerdet beziehungsweise an PE angeschlos- sen. At low input voltages, that is, when the solar generator voltage USG is less than UDC / 2, the switching states are changed to the effect that both switching means S P , S N are closed at least twice at a time. The second switching means S N thus closes, while the first switching means S P is still closed, and vice versa. This basically applies to every switching cycle. At high input voltages, both switching means S P , S N may be temporarily open at the same time. The second switching means S N thus opens when the first switching means S P has already opened. In both cases a current ripple reduction and a doubling of the visible switching frequency can be achieved. A further advantage resides in the possibility of balancing the intermediate circuit, namely the two intermediate circuit capacitors 27 and 29, by different duty cycles of the switching means S P and S N from the solar generator side, ie from the input side of the boost converter 4 in the case of unbalanced load of the intermediate circuit , so to counteract an unequal burden. As a result, symmetrization on the inverter side or by the inverter can be avoided or supplemented if necessary. Due to this advantage, the circuit, namely, in particular, the step-up converter 4, is particularly suitable for island operation, in which particularly unbalanced loads are to be expected. The embodiment of the solar array 1 according to FIG. 2 basically differs from that of FIG. 1 in that the composite capacitor means 18 of FIG. 1, ie the input capacitor 18 of FIG. 1, is divided in the embodiment of FIG correspondingly has first and second input capacitor means 17, 19, which may also be referred to as first and second input capacitors 17, 19. The first and second input capacitors 17, 19 are connected in series between the positive input node 12 and the negative input node 16 and connected via the input means node 14. The input means node 14 is electrically connected to the output means node 24. Both nodes are earthed or connected to PE.
Die Ausführungsform der Fig. 2 ist somit ähnlich der der Fig. 1. In Fig. 2 sind die DC- Eingangsanschlüsse, nämlich der positiv und negative Eingangsknoten 12, 16 durch zwei Kondensatoren, nämlich den ersten und zweiten Eingangskondensator 17, 19 fest an PE gekoppelt. Dies führt zu einer mitunter signifikanten Reduktion der betriebsbedingten Ableitströme. Eine Kopplung des oberen und unteren Stellers ergibt sich durch die induktive Kopplung der Drosseln LP, LN. Als oberer Steller kann der Teil des Hochsetzstellers 4 verstanden werden, der im Wesentlichen den ersten Eingangskondensator 17, die erste Drossel LP, das erste Schaltmittel SP, die erste Diode D1 und den ersten Zwischenkreis- kondensator 27 umfasst. Entsprechend ergibt sich ein unterer Steller aus den Elementen des zweiten Eingangskondensators 19, der zweiten Drossel LN, dem zweiten Schaltmittel SN, der zweiten Diode D2 und dem zweiten Zwischenkreiskondensator 29. The embodiment of Fig. 2 is thus similar to that of Fig. 1. In Fig. 2, the DC input terminals, namely the positive and negative input nodes 12, 16 are fixed to PE by two capacitors, namely the first and second input capacitors 17, 19 coupled. This leads to a sometimes significant reduction of operational leakage currents. A coupling of the upper and lower actuator results from the inductive coupling of the inductors L P , L N. The upper actuator can be understood to be that part of the boost converter 4 which essentially comprises the first input capacitor 17, the first throttle L P , the first switching means S P , the first diode D 1 and the first DC link capacitor 27. Correspondingly, a lower actuator results from the elements of the second input capacitor 19, the second choke L N , the second switching means S N , the second diode D 2 and the second intermediate circuit capacitor 29.
Über die Kopplung der Drosseln, also die induktive Kopplung 30, ist eine Möglichkeit zum Austausch von Energie des oberen Eingangskondensators, also des ersten Eingangs- kondensators 17 zu dem unteren Zwischenkreiskondensator, also dem zweiten Zwischenkreiskondensator 29, gegeben und umgekehrt. Der Solargenerator 2 ist hier über die beiden Kondensatoren, nämlich den ersten und zweiten Eingangskondensator 17 und 19 und über den Eingangsmittelknoten 14 kapazitiv an Erde gekoppelt. Hierdurch werden betriebsbedingte Ableitströme reduziert. Die Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 entsprechen im Grunde jeweils den Ausführungsformen der Fig. 1 bzw. 2. Die Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 veranschaulichen allerdings lediglich den Wechselrichter 6 und zeigen zudem - das gilt für beide Ausfüh- rungsformen der Fig. 3 und 4 - jeweils eine Variante ohne Kopplung des Ausgangsmittelknotens 24 zur Erde beziehungsweise zu PE. By means of the coupling of the throttles, that is to say the inductive coupling 30, there is a possibility of exchanging energy of the upper input capacitor, that is of the first input capacitor 17, with the lower intermediate circuit capacitor, that is the second intermediate circuit capacitor 29, and vice versa. The solar generator 2 is here capacitively coupled to ground via the two capacitors, namely the first and second input capacitors 17 and 19 and via the input means node 14. As a result, operational leakage currents are reduced. The embodiments of FIGS. 3 and 4 basically correspond to the embodiments of FIGS. 1 and 2, respectively. The embodiments of FIGS. 3 and 4, however, only illustrate the inverter 6 and also show - this applies to both embodiments. 3 and 4 - in each case a variant without coupling of the output center node 24 to earth or to PE.
Auch wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Zwischenkreishälften bewusst unsymmetrisch von dem durch Sp und SN gebildeten Hochsetzsteller aufgeladen werden. Führt man auf diese Weise den Zwischenkreis, also die Spannung an den Ausgangskondensatormitteln der jeweiligen Halbwelle des Netzes nach, so ergibt sich eine Reduktion der Schaltverluste des nachgeschalteten Wechselrichters. Darüber hinaus kann die gesamte Zwischenkreisspannung reduziert werden. Besonders vorteilhaft ist diese Nachführung bei einphasigen Wechselrichtern, aber auch bei dreiphasigen Wechselrichtern können Verbesserungen erzielt werden. A method is also proposed in which the intermediate circuit halves are intentionally charged asymmetrically by the step-up converter formed by Sp and SN. If the intermediate circuit, that is to say the voltage at the output capacitor means of the respective half-wave of the network, is subsequently conducted in this manner, the switching losses of the downstream inverter are reduced. In addition, the entire DC link voltage can be reduced. This tracking is particularly advantageous in single-phase inverters, but also in three-phase inverters improvements can be achieved.

Claims

A n s p r ü c h e Claims
1. Hochsetzsteller (4) zum Hochsetzen einer elektrischen Eingangsgleichspannung (USG) auf eine elektrische Ausgangsgleichspannung (UDc) umfassend 1. boost converter (4) for raising a DC electrical input voltage (USG) to a DC electrical output voltage (U D c) comprising
- einen Spannungseingang mit einem positiven und einem negativen Eingangsknoten (12, 16) zum Anlegen der Eingangsgleichspannung (USG),  a voltage input having a positive and a negative input node (12, 16) for applying the input DC voltage (USG),
- einen Spannungsausgang mit einem positiven und einem negativen Ausgangsknoten (22,26) zum Bereitstellen der Ausgangsgleichspannung,  a voltage output having a positive and a negative output node (22, 26) for providing the output DC voltage,
- ein erstes und zweites Ausgangskondensatormittel (27,29), die am Spannungs- ausgang zwischen dem positiven und negativen Ausgangsknoten (22,26) in Reihe angeschlossen und über einen Ausgangsmittelknoten (24) miteinander verbunden sind, und - First and second output capacitor means (27,29) connected in series at the voltage output between the positive and negative output node (22,26) and connected to each other via an output means node (24), and
- eine erste, zwischen dem positiven Eingangsknoten (12) und dem positiven Ausgangsknoten (22) angeschlossene Drossel (LP), a first throttle (L P ) connected between the positive input node (12) and the positive output node (22),
- ein zwischen der ersten Drossel (LP) und dem Ausgangsmittelknoten (24) ange- schlossenes erstes Schaltmittel (SP), vorbereitet zum getakteten Schalten zum Hochsetzen der Eingangsspannung (USG) in Verbindung mit der ersten Drossel (LP), a first switching means (S P ) connected between the first throttle (L P ) and the output means node (24), prepared for pulsed switching for boosting the input voltage (USG) in conjunction with the first throttle (L P ),
- eine zweite, zwischen dem negativen Ausgangsknoten (26) und dem negativen Eingangsknoten (16) angeschlossene Drossel (LN), a second throttle (L N ) connected between the negative output node (26) and the negative input node (16),
- ein zwischen dem Ausgangsmittelknoten (24) und der zweiten Drossel (LN) ange- schlossenes zweites Schaltmittel (SN) zum getakteten Schalten zum Hochsetzen der- a means connected between the output node (24) and the second inductor (L N), the connected second switching means (S N) for the clocked switching to elevate the
Eingangsspannung (USG) in Verbindung mit der zweiten Drossel (LN) und Input voltage (USG) in conjunction with the second choke (L N ) and
- ein am Spannungseingang zwischen dem positiven und negativen Eingangsspannungsknoten (12, 16) angeschlossenes gesamtes Eingangskondensatormittel (18) zum Aufnehmen und Glätten der Eingangsspannung (USG), wobei die erste und die zweite Drossel (LP, LN) induktiv miteinander gekoppelt sind. a total input capacitor means (18) connected to the voltage input between the positive and negative input voltage nodes (12, 16) for receiving and smoothing the input voltage (USG), the first and second inductors (L P , L N ) being inductively coupled together.
2. Hochsetzsteller nach Anspruch 1 , wobei das gesamte Eingangskondensatormittel ein erstes und zweites Eingangskondensatormittel (17, 19), aufweist, die am Spannungseingang zwischen dem positiven und negativen Eingangsspannungsknoten (12, 16) in Reihe angeschlossen und über einen Eingangsmittelknoten (14) miteinander verbunden sind, und wobei der Eingangsmittelknoten (14) und der Ausgangsmittelknoten (24) miteinander verbunden sind. The boost converter of claim 1, wherein the entire input capacitor means comprises first and second input capacitor means (17, 19) connected in series at the voltage input between the positive and negative input voltage nodes (12, 16) and interconnected via an input means node (14) , and wherein the input means node (14) and the output means node (24) are interconnected.
3. Hochsetzsteller (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, 3. boost converter (4) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsmittelknoten (24) geerdet ist. characterized in that the output means node (24) is grounded.
4. Hochsetzsteller (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 4. boost converter (4) according to one of the preceding claims, characterized in that
- das erste und zweite Ausgangskondensatormittel (27, 29),  the first and second output condenser means (27, 29),
- die erste und zweite Drossel (LP, LN) und/oder - The first and second throttle (L P , L N ) and / or
- das erste und zweite Eingangskondensatormittel (17, 19)jeweils die gleiche Größe aufweisen.  - The first and second input capacitor means (17, 19) each having the same size.
5. Wechselrichteranordnung zum Erzeugen eines elektrischen Wechselstroms aus einer elektrischen Gleichspannung, mit 5. inverter arrangement for generating an alternating electrical current from a direct electrical voltage, with
- einem Hochsetzsteller (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Hochsetzen der Eingangsgleichspannung (USG) auf die Ausgangsgleichspannung (UDc), - A boost converter (4) according to one of the preceding claims for increasing the DC input voltage (USG) to the DC output voltage (U D c),
- einem Wechselrichter (6) zum Erzeugen einer elektrischen Wechselspannung aus der Ausgangsgleichspannung (UDc) des Hochsetzstellers (4), wobei insbesondere die Ausgangsgleichspannung (UDc) des Hochsetzstellers (4) eine Zwischenkreisspan- nung (UDc) und Eingangsspannung (UDc) des Wechselrichters (6) bildet und das erste und zweite Ausgangskondensatormittel (27,29) einen ersten und zweiten Zwischenkreis- kondensator (27,29) bilden. - an inverter (6) to generate an electric AC voltage from the DC output voltage (U D c) of the boost converter (4), wherein in particular the DC output voltage (U D c) of the boost converter (4) has a link voltage (U D c) and the input voltage (U D c) of the inverter (6) forms and the first and second output capacitor means (27,29) form a first and second DC link capacitor (27,29).
6. Solaranlage (1 ) mit 6. solar system (1) with
- einem Solargenerator (2) zum Erzeugen elektrischer Energie aus Licht und zum Bereitstellen einer elektrischen Gleichspannung (USG),  a solar generator (2) for generating electrical energy from light and for providing a direct electrical voltage (USG),
- einer Wechselrichteranordnung nach Anspruch 5 zum Erzeugen eines elektrischen Wechselstroms aus der vom Solargenerator (2) bereitgestellten Gleichspannung  - An inverter assembly according to claim 5 for generating an alternating electrical current from the solar generator (2) provided DC voltage
7. Verfahren zum Betreiben eines Hochsetzstellers (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste und zweite Schaltmittel (SP,SN) wechselseitig getaktet werden, um eine erste und zweite Ausgangsteilspannung (UDc/2) am ersten bzw. zweiten Ausgangs- kondensatormittel (27,29) wechselseitig hochzusetzen. 7. A method of operating a boost converter (4) according to any one of claims 1 to 4, wherein the first and second switching means (S P , S N ) are alternately clocked to a first and second output partial voltage (U D c / 2) on the first or second output capacitor means (27,29) mutually up.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei 8. The method of claim 7, wherein
- das wechselseitige Takten des ersten und zweiten Schaltmittels (SP,SN) so erfolgt, dass beide Schaltmittel (SP,SN) zeitweise gleichzeitig geöffnet sind, wenn die Ein- gangsgleichspannung (UDc) größer als eine vorbestimmte Grenzspannung ist, insbesondere größer als eine halbe Nennspannung (USG) der Ausgangspannung, und - das wechselseitige Takten des ersten und zweiten Schaltmittels (SP,SN) so erfolgt, dass beide Schaltmittel (SP,SN) zeitweise gleichzeitig geschlossen sind, wenn die Eingangsgleichspannung (UDc) kleiner als eine vorbestimmte Grenzspannung ist, insbesondere kleiner als eine halbe Nennspannung (USG) der Ausgangspannung. - The reciprocal clocking of the first and second switching means (S P , S N ) is effected so that both switching means (S P , S N ) are temporarily opened simultaneously when the input DC voltage (U D c) is greater than a predetermined limit voltage , in particular greater than half the rated voltage (USG) of the output voltage, and - The reciprocal clocking of the first and second switching means (S P , S N ) is such that both switching means (S P , S N ) are temporarily closed simultaneously when the DC input voltage (U D c) is less than a predetermined threshold voltage, in particular less than half the rated voltage (USG) of the output voltage.
9. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 7 oder 8, zum Betreiben eines Hochsetzstellers (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Hochsetzsteller (4) so betrieben wird, dass das erste und das zweite Ausgangskondensatormittel (27,29) dauerhaft oder zyklisch ungleich aufgeladen werden. 9. A method, in particular according to claim 7 or 8, for operating a boost converter (4) according to one of claims 1 to 4, wherein the boost converter (4) is operated so that the first and the second output capacitor means (27,29) permanently or be charged cyclically unequal.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, 10. The method according to any one of claims 7 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das der Hochsetzsteller (4) so angesteuert wird, dass die erste und zweite Ausgangsteilspannung (UDc/2) zueinander gegenläufig schwanken, um ihre Amplitude einer zu erzeugenden Wechselspannung nachzuführen, wobei die Ausgangsteilspannungen insbesondere so schwanken, dass ihre Summe etwa konstant bleibt. characterized in that the boost converter (4) is so controlled that the first and second output partial voltage (U D c / 2) vary in opposite directions to track their amplitude of an alternating voltage to be generated, the output partial voltages in particular fluctuate such that their sum remains approximately constant.
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