WO2017025489A1 - Potential-shifting half bridge, polarity reverser, inverter having reactive-power capability, and polarity reversing method - Google Patents

Potential-shifting half bridge, polarity reverser, inverter having reactive-power capability, and polarity reversing method Download PDF

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Abstract

A half bridge (1) comprises a first input terminal (2), a second input terminal (3), an output terminal (4), a first bridge switch (S1) connected between the first input terminal (2) and the output terminal (4), a second bridge switch (S2) connected between the second input terminal (3) and the output terminal (4), a first additional bridge switch (S3) connected between the first input terminal (2) and the output terminal (4), and a second additional bridge switch (S4) connected between the second input terminal (3) and the output terminal (4). The first additional bridge switch (S3) and the second additional bridge switch (S4) are each connected in series to a reverse voltage compensator (32) between the respective input terminal (2, 3) and the output terminal (4). When the first additional bridge switch (S3) is closed instead of the first bridge switch (S1), or when the second additional bridge switch (S4) is closed instead of the second bridge switch (S2), the reverse voltage compensator (32) compensates a reverse voltage between the output terminal (4) and the respective input terminal (2, 3), said reverse voltage running against the current flow from the respective input terminal (2, 3) to the output terminal (4).

Description

POTENTIALVERSCHIEBENDE HALBBRÜCKE, POLWENDER UND BLINDLEISTUNGSFÄHIGER WECHSELRICHTER SOWIE POLWENDEVERFAHREN  POTENTIAL PUSHING HALF BRIDGE, POLYMER AND BLIND-CAPABLE INVERTER AND POLISHING METHOD
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft eine Halbbrücke mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 , einen Polwender mit einer solchen Halbbrücke, einen Wechselrichter mit einer solchen Halbbrücke und insbesondere mit einem solchen Polwender sowie ein Polwendeverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 18. The invention relates to a half bridge with the features of the preamble of independent claim 1, a Polwender with such a half bridge, an inverter with such a half bridge and in particular with such a Polwender and a Polwendeverfahren with the features of the preamble of independent claim 18th
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Aus der DE 10 2014 102 000 B3 ist ein Verfahren zum Betreiben eines blindleistungsfähigen Wechselrichters bekannt, das ein Polwendeverfahren umfasst. Der unter Anwendung des bekannten Polwendeverfahrens betriebene blindleistungsfähige Wechselrichter weist einen bidirektionalen DC/DC-Wandler, einen Spannungszwischenkreis und einen Polwender auf, wobei die beiden Pole des Spannungszwischenkreises mittels des Polwenders wechselweise mit zwei Anschlüssen eines Wechselstromausgangs verbindbar sind, um die Polarität des Wechselstromausgangs gegenüber dem Spannungszwischenkreis zu wechseln. Dieser Wechsel erfolgt beim Nulldurchgang einer an dem Wechselstromausgang anliegenden Wechselspannung. Bei einer Phasenverschiebung zwischen Wechselstrom und Wechselspannung an dem Wechselstromausgang wird zusätzlich die Richtung eines über den Spannungszwischenkreis fließenden Stroms umgekehrt, wenn mit dem Polwender zwischen den Halbwellen der Wechselspannung die Polarität des Wechselstromausgangs gegenüber dem Spannungszwischenkreis gewechselt wird. Wenn der Wechselstrom der Wechselspannung an dem Wechselstromausgang nacheilt, wird der Wechselstromausgang während des Umkehrens der Richtung des über den Spannungszwischenkreis fließenden Stroms von dem Spannungszwischenkreis getrennt und ein Freilaufpfad zwischen den beiden Anschlüssen des Wechselstromausgangs bereitgestellt. Dazu werden die beiden Anschlüsse des Wechselstromausgangs insbesondere über Brückenschalter des Polwenders kurzgeschlossen. Um die Richtung des über den Spannungszwischenkreis fließenden Stroms umzukehren, wird der Spannungszwischenkreis mit einem durch eine Speicherdrosseleinrichtung des DC/DC-Wandlers fließenden Strom aufgeladen und nach dem Abklingen dieses Stroms in entgegengesetzter Richtung entladen. Bei der Wechselspannung an dem Wechselstromausgang voreilendem Wechselstrom sind diese Maßnahmen beim Wechsel der Polarität des Wechselstromausgangs gegenüber dem Spannungszwischenkreis ergriffenen Maßnahmen nicht notwendig, weil hierfür eine an dem Spannungszwischenkreis anliegende Gleichspannung als treibende Kraft wirkt. From DE 10 2014 102 000 B3 a method for operating a power inverter with blind power is known, which comprises a Polwendeverfahren. The powered using the known Polwendeverfahrens blind power inverter has a bidirectional DC / DC converter, a voltage link and a Polwender, the two poles of the voltage intermediate circuit by means of the Polwenders are alternately connectable to two terminals of an AC output to the polarity of the AC output relative to the Change voltage intermediate circuit. This change takes place at the zero crossing of an AC voltage applied to the AC output. In the case of a phase shift between alternating current and alternating voltage at the alternating current output, the direction of a current flowing through the voltage intermediate circuit is additionally reversed if the polarity of the alternating current output with respect to the voltage intermediate circuit is changed with the polarity reverser between the half waves of the alternating voltage. When the alternating current of the alternating voltage lags the alternating current output, the alternating current output is disconnected from the voltage intermediate circuit during reversal of the direction of the current flowing through the voltage intermediate circuit and a freewheeling path is provided between the two terminals of the alternating current output. For this purpose, the two terminals of the AC output are short-circuited, in particular via bridge switch of the Polwenders. Around the direction of the current flowing through the voltage intermediate circuit To reverse, the voltage link is charged with a current flowing through a storage choke device of the DC / DC converter current and discharged after the decay of this current in the opposite direction. In the case of the alternating voltage at the alternating current output leading alternating current, these measures are not necessary when changing the polarity of the alternating current output with respect to the voltage intermediate circuit because a direct voltage applied to the voltage intermediate circuit acts as a driving force for this purpose.
Das aus der DE 10 2014 102 000 B3 bekannte Verfahren vermeidet zwar den hohen Klirrfaktor, der mit anderen Verfahren zum Betreiben eines blindleistungsfähigen Wechselrichters mit einem DC/DC-Wandler, einem Spannungszwischenkreis und einem Polwender verbunden ist, es bedarf aber eines bidirektionalen DC/DC-Wandlers sowie einer genauen Abstimmung des Zwischenkreises und der Speicherdrosseleinrichtung des DC/DC-Wandlers aufeinander. So können auch nicht mehrere DC/DC-Wandler parallel an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen werden, um beispielsweise die elektrische Leistung mehrerer mit dem jeweiligen DC/DC-Wandler in ihrem optimierten Arbeitspunkt betriebener Photovoltaikgeneratoren über einen gemeinsamen Polwender in ein Wechselstromnetz einzuspeisen. Although the method known from DE 10 2014 102 000 B3 avoids the high harmonic distortion that is associated with other methods for operating a power inverter with blind power with a DC / DC converter, a voltage intermediate circuit and a Polwender, but it requires a bidirectional DC / DC Converter and a precise tuning of the DC bus and the storage throttle device of the DC / DC converter to each other. Thus, it is also not possible to connect a plurality of DC / DC converters in parallel to the DC intermediate circuit in order to feed, for example, the electrical power of a plurality of photovoltaic generators operated with the respective DC / DC converter in their optimized operating point via a common pole inverter into an AC network.
Aus der CN 103208935 A ist ein Verfahren zum Betreiben eines blindleistungsfähigen Wechselrichters bekannt, das ein Polwendeverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 18 umfasst. Der unter Anwendung des bekannten Polwende- Verfahrens betriebene blindleistungsfähige Wechselrichter weist einen bidirektionalen DC/DC- Wandler, einen Spannungszwischenkreis und einen Polwender auf, wobei die beiden Pole des Spannungszwischenkreises mittels des Polwenders wechselweise mit zwei Anschlüssen eines Wechselstromausgangs verbindbar sind, um die Polarität des Wechselstromausgangs gegenüber dem Spannungszwischenkreis zu wechseln. Dieser Wechsel erfolgt beim Nulldurchgang eines über den Wechselstromausgang fließenden Wechselstroms. Der DC/DC-Wandler umfasst einen an eine Gleichspannungsquelle angeschlossenen Tiefsetzsteller und einen dazu in Gegenrichtung wirksamen Hochsetzsteller. Der Tiefsetzstellerschalter, die Hochsetzstellerdiode und eine von beiden Stellern genutzte Drossel sind jeweils auf zwei Bauteile aufgeteilt, so dass sich eine symmetrische Anordnung ergibt. Der Hochsetzsteller ist dabei über die auf zwei Dioden aufgeteilte Hochsetzstellerdiode mit gegenüber dem Tiefsetzsteller umgekehrter Polarität an die Gleichspannungsquelle angeschlossen. Bei gleichen Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung an dem Wechselstromausgang ist der Tiefsetzsteller des DC/DC-Wandlers aktiv. Wenn jedoch die Wechselspannung ihren Nulldurchgang vor dem Nulldurchgang des Wechselstroms hat, wird statt des Tiefsetzstellers der Hochsetzsteller des DC/DC-Wandlers aktiviert. Dann ist der Zwischenkreis mit der Gleichspannungsquelle über den Hochsetzsteller verbunden, wobei die Polarität gegenüber der Verbindung des Zwischenkreises mit der Gleichspannungsquelle über den Tiefsetzsteller vertauscht ist. From CN 103208935 A a method for operating a power inverter with blind power is known, which comprises a Polwendeverfahren with the features of the preamble of independent claim 18. The powered using the known Polwende- method blind power inverter has a bidirectional DC / DC converter, a voltage intermediate circuit and a Polwender, the two poles of the voltage intermediate circuit by means of the Polwenders are alternately connectable to two terminals of an AC output to the polarity of the AC output to change over to the voltage intermediate circuit. This change occurs at the zero crossing of an alternating current flowing through the AC output. The DC / DC converter comprises a step-down converter connected to a DC voltage source and a step-up converter effective in the opposite direction. The buck converter switch, the boost converter diode and a throttle used by both actuators are each divided into two components, resulting in a symmetrical arrangement. The boost converter is connected to the DC voltage source via the boost converter diode, which is divided into two diodes and has the opposite polarity to the buck converter. With the same sign of the alternating current and the AC voltage at the AC output is the Step-down converter of the DC / DC converter active. However, if the AC voltage has its zero crossing before the zero crossing of the alternating current, the boost converter of the DC / DC converter is activated instead of the buck converter. Then, the intermediate circuit is connected to the DC voltage source via the boost converter, wherein the polarity with respect to the connection of the intermediate circuit with the DC voltage source is reversed via the buck converter.
Eine Halbbrücke mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 ergibt sich, wenn zwischen dem Ausgangsanschluss und jedem Eingangsanschluss einer üblichen Halbbrücke zwei Brückenschalter parallel geschaltet werden, um die Stromtrag- fähigkeit der Halbbrücke zu erhöhen. A half-bridge with the features of the preamble of independent claim 1 results when two bridge switches are connected in parallel between the output terminal and each input terminal of a conventional half bridge in order to increase the current carrying capacity of the half bridge.
AUFGABE DER ERFINDUNG OBJECT OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbbrücke, einen Polwender, einen blindleistungsfähigen Wechselrichter und ein Polwendeverfahren aufzuzeigen, mit denen eine Blindleistungsfähigkeit ohne Erhöhung des Klirrfaktors und ohne besondere Anforderungen an davor angeordnete Schaltungen und ohne Abstimmung der Halbbrücke bzw. des Polwenders auf davor liegende Schaltungen erreicht wird. The invention has for its object to provide a half-bridge, a Polwender, a blind power inverter and a Polwendeverfahren with which a reactive power without increasing the harmonic distortion and without any special requirements for circuits arranged in front and without coordination of the half-bridge and the Polwenders on preceding circuits is reached.
LÖSUNG SOLUTION
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Halbbrücke mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 , einen Polwender nach dem nebengeordneten Patentanspruch 1 1 , einen Wechselrichter nach den nebengeordneten Patentansprüchen 12 oder 13 und ein Polwendeverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 18 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Halbbrücke, des erfindungsgemäßen Polwenders, des erfindungsgemäßen Wechselrichters und des erfindungsgemäßen Polwendeverfahrens. The object of the invention is achieved by a half bridge with the features of independent claim 1, a pole turner according to the independent claim 1 1, an inverter according to the independent claims 12 or 13 and a Polwendeverfahren with the features of independent claim 18. The dependent claims relate to preferred embodiments of the invention half-bridge, the Polwenders invention, the inverter according to the invention and the Polwendeverfahrens invention.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION
Bei einer erfindungsgemäßen Halbbrücke mit einem ersten Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss, einem zwischen den ersten Eingangs- anschluss und den Ausgangsanschluss geschalteten ersten Brückenschalter, einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschalteten zweiten Brückenschalter, einem zwischen den ersten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschalteten ersten zusätzlichen Brückenschalter und einem zwischen den zweiten Eingangs- anschluss und den Ausgangsanschluss geschalteten zweiten zusätzlichen Brückenschalter sind der erste zusätzliche Brückenschalter und der zweite zusätzliche Brückenschalter jeweils in Reihe mit einem Gegenspannungskompensator zwischen den jeweiligen Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet. Bei anstatt des ersten Brückenschalters geschlossenem erstem zusätzlichem Brückenschalter oder anstatt des zweiten Brückenschalters geschlossenem zweitem zusätzlichem Brückenschalter kompensiert der Gegenspannungskompensator eine Gegenspannung zwischen dem Ausgangsanschluss und dem jeweiligen Eingangsanschluss, die einem Stromfluss von dem jeweiligen Eingangsanschluss zu dem Ausgangsanschluss entgegen gerichtet ist. Der Gegenspannungskompensator verschiebt das elektrische Potential des jeweiligen Eingangsanschlusses gegenüber dem Ausgangsanschluss um eine über ihm abfallende Kompensationsspannung. Der Gegenspannungskompensator ermöglicht damit insbesondere die Ausgabe von Blindleistung über die erfindungsgemäße Halbbrücke, ohne dass es irgendeiner der Halbbrücke vorgeschalteten bidirektionalen oder direkt blindleistungsfähigen Schaltung oder einer hochfrequenten Ansteuerung der Brückenschalter der Halbbrücke bedarf. Insbesondere kann der Gegenspannungskompensator einen auf die Kompensationsspannung aufladbaren ersten Kondensator, der mit dem ersten zusätzlichen Brückenschalter zwischen den ersten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet ist, und einen auf die Kompensationsspannung aufladbaren zweiten Kondensator, der mit dem zweiten zusätzlichen Brückenschalter zwischen den zweiten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet ist, umfassen. Die Kondensatoren gleichen mit ihrer Kompensationsspannung die dem Stromfluss entgegen gerichtete Gegenspannung aus, oder anders gesagt stellen sie die Kompensationsspannung für die Potentialverschiebung des jeweiligen Eingangsanschlusses gegenüber dem Ausgangsanschluss bereit. In a half-bridge according to the invention with a first input connection, a second input connection, an output connection, a connection between the first input connection A second bridge switch connected between the second input terminal and the output terminal, a first additional bridge switch connected between the first input terminal and the output terminal, and a second additional bridge switch connected between the second input terminal and the output terminal are the first and second output bridge switches additional bridge switches and the second additional bridge switch are each connected in series with a reverse voltage compensator between the respective input terminal and the output terminal. When the first additional bridge switch is closed instead of the first bridge switch or the second additional bridge switch is closed instead of the second bridge switch, the negative voltage compensator compensates for a reverse voltage between the output terminal and the respective input terminal, which counteracts a current flow from the respective input terminal to the output terminal. The negative voltage compensator shifts the electrical potential of the respective input terminal relative to the output terminal by a compensation voltage dropping above it. The counter voltage compensator thus makes it possible, in particular, to output reactive power via the half bridge according to the invention, without requiring any bi-directional or directly reactive power circuit or high-frequency triggering of the bridge switches of the half bridge. In particular, the reverse voltage compensator may include a compensation voltage-chargeable first capacitor connected to the first additional bridge switch between the first input terminal and the output terminal and a compensation voltage-chargeable second capacitor connected to the second additional bridge switch between the second input terminal and the output terminal is switched on. The capacitors compensate with their compensation voltage counter to the current flow countervoltage, or in other words, they provide the compensation voltage for the potential shift of the respective input terminal relative to the output terminal.
Bei den für die Ausbildung von Halbbrücken typischerweise verwendeten Halbleiterschaltern mit inhärenten antiparallelen Dioden oder Bodydioden ist jeder der beiden Kondensatoren des Gegenspannungskompensators mit einer Entladungssperrdiode zwischen dem jeweiligen Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss in Reihe zu schalten, der seine Entladung und damit den Abfall seiner Kompensationsspannung verhindert. Bei in geöffnetem Zustand bidirektional sperrenden zusätzlichen Schaltern sind solche Entladungssperrdioden nicht erforderlich. In semiconductor switches with inherent antiparallel diodes or body diodes typically used for the formation of half bridges, each of the two capacitors of the back voltage compensator is to be connected in series with a discharge blocking diode between the respective input terminal and the output terminal, which discharges it and thus prevents the drop in its compensation voltage. When bidirectionally blocking in the open state additional switches such discharge blocking diodes are not required.
Auf die Kompensationsspannung aufgeladen werden kann jeder der beiden Kondensatoren durch Schließen des jeweiligen zusätzlichen Brückenschalters. Dies bedeutet auch, dass sich der Kondensator weiter auflädt, wenn der Gegenspannungskompensator zum Einsatz kommt. Entsprechend wird für den ersten und den zweiten Kondensator des Gegenspannungs- kompensators sinnvollerweise eine Entladeschaltung vorgesehen, die diese zusätzliche Aufladung der Kondensatoren regelmäßig wieder beseitigt. Zwar kann das Entladen der Kondensatoren grundsätzlich auch über einen Entladungswiderstand erfolgen, bevorzugt ist es jedoch, die Kondensatoren unter Aufladung irgendeines nutzbaren Zwischenkreises zu entladen. Dies kann zum Beispiel ein auf der Eingangsseite oder der Ausgangsseite der Halbbrücke liegender Zwischenkreis oder ein Zwischenkreis eines Bordnetzes der Halbbrücke sein. Die Entladeschaltung kann zwei separate Entladeteilschaltungen aufweisen, die jeweils einem der beiden Kondensatoren zugeordnet sind. Each of the two capacitors can be charged to the compensation voltage by closing the respective additional bridge switch. This also means that the capacitor continues to charge when the back voltage compensator is used. Accordingly, a discharge circuit is expediently provided for the first and the second capacitor of the negative voltage compensator, which periodically eliminates this additional charging of the capacitors. Although the discharge of the capacitors can basically also take place via a discharge resistor, it is preferred to discharge the capacitors while charging any usable intermediate circuit. This can be, for example, an intermediate circuit located on the input side or the output side of the half-bridge or an intermediate circuit of an electrical system of the half-bridge. The discharge circuit may have two separate discharge subcircuits, each associated with one of the two capacitors.
Wenn der erste Kondensator und der zweite Kondensator von dem Ausgangsanschluss aus gesehen vor dem jeweiligen Bauteil angeordnet sind, das seine Entladung bei geöffnetem zusätzlichem Brückenschalter verhindert, kann die Entladeschaltung von dem Ausgangs- anschluss aus gesehen einen ersten Eingangsanschluss hinter dem ersten Kondensator und einen zweiten Eingangsanschluss hinter dem zweiten Kondensator aufweisen; sie kommt dann also insgesamt mit zwei Eingangsanschlüssen aus, zwischen denen die beiden Kondensatoren in Reihe geschaltet sind und über die die beiden Kondensatoren wie ein einziger entladen werden können. Es versteht sich, dass die Eingangsanschlüsse der Entladeschaltung vor dem jeweiligen Bauteil angeordnet werden müssen, das eine Entladung des jeweiligen Kondensators bei geöffnetem zusätzlichem Brückenschalter verhindert. Dieses Bauteil ist der jeweilige zusätzliche Brückenschalter selbst, wenn er bidirektional sperrt, bzw. die jeweilige Entladungssperrdiode. Wenn der jeweilige zusätzliche Brückenschalter nicht bidirektional sperrt, kann er auf beliebiger Seite des jeweiligen Kondensators und des jeweiligen Eingangsanschlusses der Entladeschaltung angeordnet sein. Die Entladeschaltung kann zum Entladen der Kondensatoren konkret einen einfachen Sperrwandler aufweisen. If the first capacitor and the second capacitor are arranged in front of the respective component, which prevents its discharge when the additional bridge switch is open, viewed from the output terminal, the discharge circuit can, viewed from the output terminal, have a first input terminal behind the first capacitor and a second input terminal have behind the second capacitor; So it comes with a total of two input terminals, between which the two capacitors are connected in series and over which the two capacitors can be discharged as a single. It is understood that the input terminals of the discharge circuit must be arranged in front of the respective component, which prevents discharge of the respective capacitor when the additional bridge switch is open. This component is the respective additional bridge switch itself, if it blocks bidirectionally, or the respective discharge blocking diode. If the respective additional bridge switch does not block bidirectionally, it can be arranged on either side of the respective capacitor and the respective input terminal of the discharge circuit. The discharge circuit may have a simple flyback converter for discharging the capacitors concretely.
Die Entladeschaltung kann so ausgebildet sein, dass sie regelmäßig bei geöffneten zusätzlichen Brückenschaltern einen vorgegebenen Grundwert der Kompensationsspannungen einstellt. Dabei bedeutet, dass die Entladeschaltung regelmäßig den vorgegebenen Grundwert der Kompensationsspannung einstellt, nicht, dass sie dies zwingend jedes Mal dann tut, wenn die beiden zusätzlichen Brückenschalter geöffnet sind. Vielmehr kann das Einstellen auch in größeren Abständen erfolgen. Der vorgegebene Grundwert der Kompensationsspannungen ist zwar für gleichbleibende Betriebsbedingungen der Halbbrücke und damit insbesondere für gleichbleibende maximale Gegenspannungen fest und beispielsweise mindestens genauso groß wie diese auftretenden Gegenspannungen, hieraus zeichnet sich aber ab, dass bei variierenden Gegenspannungen der vorgegebene Grundwert der Kompensationsspannungen den Variationen der Gegenspannung nachgeführt werden kann und sinnvollerweise auch nach geführt wird. Grundsätzlich kann der Gegenspannungskompensator als Alternative zu zwei Kondensatoren einen ohmschen Widerstand oder eine Drossel umfassen, um darüber die Gegenspannung abfallen zu lassen und so die Eingangsseite und die Ausgangsseite der Halbbrücke zu entkoppeln. Weder der ohmsche Widerstand, mit dem hier ein Widerstandselement gemeint ist, noch die Drossel des Gegenspannungskompensators würde vor ihrem Einsatz aufgeladen werden, so dass ein ohmscher Widerstand bzw. eine Drossel zwischen dem Ausgangs- anschluss und einer Verzweigung zu den zusätzlichen Brückenschaltern ausreichend ist. Im Falle eines ohmschen Widerstands zum Abfallenlassen der Gegenspannung würde jedoch erhebliche Verlustleistung anfallen; und bei einer Drossel ist darauf zu achten, dass sie den Stromfluss nicht über das gewünschte Maß hinaus beeinflusst. Eine Schalteransteuerung für die erfindungsgemäße Halbbrücke ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie jeweils denjenigen der Brückenschalter und denjenigen der zusätzlichen Brückenschalter, die zwischen dem Ausgangsanschluss und demselben der Eingangsanschlüsse angeordnet sind, komplementär zueinander schließt. Dies bedeutet, dass sie zu jedem Zeitpunkt maximal einen dieser beiden Brückenschalter schließt; es kann auch Zeitpunkte geben, zu denen beide Brückenschalter, die zwischen dem Ausgangsanschluss und demselben der Eingangsanschlüsse angeordnet sind, geöffnet sind. Wie bereits angedeutet wurde, sind die Brückenschalter der erfindungsgemäßen Halbbrücke nicht unbedingt für ein höherfrequentes Takten vorgesehen. In jedem Fall können sie für vergleichsweise kurze Teilzeiträume auch gleichzeitig geschlossen werden, zum Beispiel kann also der jeweilige Brückenschalter überlappend mit dem Öffnen des zugehörigen zusätzlichen Brückenschalters geschlossen werden und umgekehrt. The discharge circuit may be designed such that it regularly sets a predetermined basic value of the compensation voltages when the additional bridge switches are open. This means that the discharge circuit regularly sets the default value of the compensation voltage, not that it necessarily does this every time the two additional bridge switches are opened. Rather, the setting can also be done at greater intervals. Although the predetermined base value of the compensation voltages is fixed for constant operating conditions of the half-bridge and thus in particular for constant maximum reverse voltages and, for example, at least as great as these occurring counter-voltages, it is clear that with varying counter-voltages the predetermined basic value of the compensation voltages tracks the variations of the counter-voltage can be and is usefully also led to. In principle, the negative voltage compensator may comprise, as an alternative to two capacitors, an ohmic resistance or a choke, in order to allow it to drop the opposite voltage and thus decouple the input side and the output side of the half-bridge. Neither the ohmic resistance, with which here a resistance element is meant, nor the choke of the negative voltage compensator would be charged before their use, so that an ohmic resistance or a choke between the output terminal and a branch to the additional bridge switches is sufficient. In the case of an ohmic resistance to drop the counter-voltage, however, considerable power loss would be incurred; and with a choke, care should be taken that it does not influence the flow of current beyond the desired level. A switch driver for the half bridge according to the invention is preferably designed such that it in each case complementary to one another those of the bridge switches and those of the additional bridge switches, which are arranged between the output terminal and the same of the input terminals. This means that it closes at most one of these two bridge switches at any one time; there may also be times at which both bridge switches located between the output terminal and the same one of the input terminals are opened. As already indicated was, the bridge switch of the half-bridge according to the invention are not necessarily intended for a higher-frequency clocking. In any case, they can also be closed simultaneously for comparatively short part-time periods, for example, therefore, the respective bridge switch can be closed overlapping with the opening of the associated additional bridge switch and vice versa.
Bei einem erfindungsgemäßen Polwender ist neben der erfindungsgemäßen Halbbrücke eine weitere Halbbrücke zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangs- anschluss angeordnet, die zu einem weiteren Ausgangsanschluss führt. Die weitere Halbbrücke des Polwenders kann ebenfalls eine erfindungsgemäße Halbbrücke mit weiteren zusätzlichen Brückenschaltern und weiterem Gegenspannungskompensator, aber auch eine herkömmliche Halbbrücke mit nur zwei weiteren Brückenschaltern sein. In a pole reverser according to the invention, in addition to the half-bridge according to the invention, a further half-bridge is arranged between the first input terminal and the second input terminal, which leads to a further output terminal. The further half-bridge of the Polwenders can likewise be a half-bridge according to the invention with further additional bridge switches and further counter-voltage compensator, but also a conventional half-bridge with only two further bridge switches.
Mit dem erfindungsgemäßen Polwender kann Blindleistung in ein Wechselstromnetz eingespeist werden, ohne dass es hierzu einer bidirektionalen oder ihrerseits blindleistungsfähigen Schaltung auf der Eingangsseite des Polwenders bedarf. Entsprechend kann der erfindungs- gemäße Polwender ebenso wie die erfindungsgemäße Halbbrücke ausgangsseitiger Teil eines blindleistungsfähigen Wechselrichters sein. Bei einem solchen erfindungsgemäßen Wechselrichter kann ein eingangsseitiger DC/DC-Wandler zur Formung eines in sinusförmigen Halbwellen pulsierenden Gleichstroms vorgesehen sein, der über den Polwender als Wechselstrom ausgegeben wird. Dabei kann der mindestens eine eingangsseitige DC/DC- Wandler ein Einquadrantensteller sein, der also seinen Gleichstrom über einen Gleichspannungszwischenkreis ausgibt, so dass der Gleichstrom und die Spannung des Gleichspannungszwischenkreises immer gleiches Vorzeichen haben. Die erfindungsgemäße Kompensation der Gegenspannung oder Potentialverschiebung zwischen den Ausgangsanschlüssen und den Eingangsanschlüssen erlaubt es dennoch, elektrische Energie über den Polwender in ein Wechselstromnetz einzuspeisen, in dem eine Phasenverschiebung zwischen Wechselstrom und Wechselspannung auftritt, so dass Wechselstrom und Wechselspannung vorübergehend entgegengesetzte Vorzeichen haben. In den Zeiträumen dieser entgegengesetzten Vorzeichen wird mit der Gegenspannungskompensation die dem Wechselstrom entgegengesetzte Wechselspannung zu dem Eingang des Polwenders hin ausgeglichen oder anders gesagt das Potential des Eingangs des Polwenders gegenüber seinem Ausgang so verschoben, dass aus der Sicht des Eingangs der Gleichstrom immer in die durch die am Eingang anliegende Gleichspannung vorgegebene Richtung fließt, auch wenn Wechselstrom und Wechselspannung am Ausgang unterschiedliche Vorzeichen haben. Reactive power can be fed into an AC network with the pole turner according to the invention, without the need for a bidirectional or, in turn, reactive power circuit on the input side of the pole reverser. Accordingly, as well as the half-bridge according to the invention, the pole-reverser according to the invention can be the output-side part of a power inverter capable of reactive power. In such an inverter according to the invention, an input-side DC / DC converter for forming a pulsating in sinusoidal half-waves direct current can be provided, which is output via the Polwender as alternating current. In this case, the at least one input-side DC / DC converter can be a single-quadrant controller, which therefore outputs its direct current via a DC intermediate circuit, so that the direct current and the voltage of the DC intermediate circuit always have the same sign. The inventive compensation of the back voltage or potential shift between the output terminals and the input terminals still allows electrical energy to be fed via the Polwender in an AC network in which a phase shift between AC and AC voltage occurs, so that AC and AC voltage have temporarily opposite signs. In the periods of these opposite signs, the AC voltage opposite the alternating current to the input of the Polwenders compensated or in other words, the potential of the input of the Polwenders relative to its output shifted so that from the point of view of the input of the DC always in the by the at the Input applied DC voltage predetermined direction flows, even if AC and AC voltage at the output have different signs.
Bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter können eingangsseitig mehrere DC/DC-Wandler mit ihren jeweiligen Ausgängen an einen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen sein. Über diesen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis geben die mehreren DC/DC-Wandler gemeinsam den in Halbwellen pulsierenden Gleichstrom an den Polwender aus, der dann von dem Polwender mit halbwellenweise wechselnder Polarität zu dem gewünschten Wechselstrom zusammengesetzt wird. Die zusätzlichen Brückenschalter und der Gegenspannungskompensator bei dem erfindungsgemäßen Polwender müssen daher nur einmal für alle angeschlossenen DC/DC-Wandler gemeinsam vorgesehen werden. Die eingangsseitigen DC/DC-Wandler müssen allerdings so aufeinander abgestimmt werden, dass sie synchron arbeiten, d. h. ihren pulsierenden Gleichstrom in zeitgleich mit den Nulldurchgängen eines auszugebenden Wechselstroms beginnenden und endenden Halbwellen ausgeben. Dies ist aber sowieso Grundvoraussetzung für die Einspeisung des Wechselstroms in ein Wechselstromnetz. In the inverter according to the invention, several DC / DC converters with their respective outputs can be connected on the input side to a common DC voltage intermediate circuit. Via this common DC voltage intermediate circuit, the plurality of DC / DC converters together output the half-wave pulsating direct current to the polarity reverser, which is then assembled by the polarity reverser with half-wave alternating polarity to the desired alternating current. The additional bridge switch and the negative voltage compensator in the pole reverser according to the invention must therefore be provided only once for all connected DC / DC converters together. However, the input side DC / DC converters must be tuned to each other so that they work synchronously, d. H. output their pulsating direct current in parallel with the zero crossings of an alternating current starting and ending half-waves. However, this is a basic requirement for the supply of alternating current to an AC grid anyway.
An jeden der eingangsseitigen DC/DC-Wandler des erfindungsgemäßen Wechselrichters kann ein separater Photovoltaikgenerator angeschlossen sein, dessen Arbeitspunkt durch den jeweiligen DC/DC-Wandler vorgegeben wird. Damit kann der jeweilige DC/DC-Wandler neben der Stromformung auch zu einem MPP-Tracking, d. h. einer Leistungsoptimierung des jeweiligen Photovoltaikgenerators genutzt werden. At each of the input side DC / DC converter of the inverter according to the invention, a separate photovoltaic generator may be connected, whose operating point is set by the respective DC / DC converter. Thus, the respective DC / DC converter in addition to the current shaping and MPP tracking, d. H. a performance optimization of the respective photovoltaic generator can be used.
Eine Schalteransteuerung des erfindungsgemäßen Wechselrichters ist, wie dies bereits angedeutet wurde, vorzugsweise so ausgebildet, dass sie die Verbindung der beiden Ausgangsanschlüsse des Polwenders mit den beiden Eingangsanschlüssen bei jedem Nulldurchgang des zwischen den Ausgangsanschlüssen fließenden Wechselstroms wechselt und dass sie in Zeiträumen, in denen eine Wechselspannung an dem Ausgangsanschluss ein anderes Vorzeichen als der Wechselstrom hat, mindestens einen der zusätzlichen Schalter statt des entsprechenden Schalters der Halbbrücke oder der weiteren Halbbrücke des Polwenders schließt. Damit wird in den Zeiträumen unterschiedlichen Vorzeichens von Wechselstrom und Wechselspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen die Potentialverschiebung mittels des Gegenspannungskompensators der jeweiligen Halbbrücke aktiviert. Bei einem erfindungsgemäßen Polwendeverfahren zum wechselweisen Verbinden von zwei Polen eines Gleichspannungszwischenkreises mit Ausgangsanschlüssen eines Wechselstromausgangs, an dem eine Wechselspannung anliegt, um über den Wechselstromausgang einen Wechselstrom mit einer Phasenverschiebung zu der Wechselspannung auszugeben, wird die Verbindung der Ausgangsanschlüsse des Wechselstromausgangs mit den Polen des Gleichspannungszwischenkreises beim Nulldurchgang des Wechselstroms gewechselt und wird der Wechselstromausgang bei gleichen Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung direkt mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden, während er bei einander entgegengesetzten Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung über einen Gegenspannungskompensator mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann Blindleistung an dem Wechselstromausgang ausgegeben werden, obwohl über den Gleichspannungszwischenkreis ein Gleichstrom fließt und an dem Gleichspannungszwischenkreis eine Gleichspannung anliegt, d. h. Gleichstrom und Gleichspannung hier immer gleiche oder zumindest keine unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen. Der Gegenspannungskompensator kann insbesondere so angeordnet und ausgebildet sein, wie es im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Halbbrücke beschrieben wurde. Für das erfindungsgemäße Polwendeverfahren kommt es jedoch nur darauf an, dass der Wechselstromausgang selektiv bei einander entgegengesetzten Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung über den Gegenspannungskompensator mit dem Gleichspannungs- zwischenkreis verbunden wird. Der Gegenspannungskompensator kann dazu auf beliebige Weise in der Verbindung zwischen dem Wechselstromausgang und dem Gleichspannungszwischenkreis ausgebildet werden, beispielsweise auch durch einen nur teilweise geschlossenen Brückenschalter oder ein in Reihe mit einem Brückenschalter oder einem Ausgangsanschluss geschaltetes, zusätzliches und bei einander entgegengesetzten Vor- zeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung nur teilweise geöffnetes Stromventil. Ein solcher teilweise geschlossener Brückenschalter kann ein Halbleiterschalter im Linearbetrieb sein. Ein solches nur teilweise geöffnetes Stromventil kann ein normalerweise leitender Transistor sein, der auf einen gewünschten Spannungsabfall angesteuert wird und somit eine variable Impedanz ausbildet. Für die Gegenspannungskompensation kann ein erster Kondensator des Gegenspannungs- kompensators auf eine erste Kompensationsspannung zwischen dem einen Pol des Gleichspannungszwischenkreises und einem der Ausgangsanschlüsse des Wechselstrom- ausgangs und ein zweiter Kondensator des Gegenspannungskompensators auf eine zweite Kompensationsspannung zwischen dem anderen Pol des Gleichspannungszwischenkreises und dem einen der Ausgangsanschlüsse des Wechselstromausgangs geladen werden. Die Aufladung der beiden Kondensatoren erfolgt durch den von dem Gleichspannungs- zwischenkreis zu dem Wechselstromausgang über den Kondensator fließenden Strom. Dies bedeutet zugleich, dass die Aufladung des Kondensators fortgesetzt wird, wenn der Gegenspannungskompensator zum Einsatz kommt. Das heißt, die über dem jeweiligen Kondensator anliegende Spannung wächst grundsätzlich an, bis die Spannung über beiden Kondensatoren die maximale Spannung des Gleichspannungszwischenkreises erreicht. Für die Gegenspannungskompensation reicht aber eine Kompensationsspannung über jedem der Kondensatoren aus, die gleich der maximalen Wechselspannung mit entgegengesetztem Vorzeichen zu dem Wechselstrom ist, welche an dem Wechselstromausgang auftritt. Eine darüber hinausgehende Kompensationsspannung würde unnötige Potentialsprünge des Gleichspannungszwischenkreises gegenüber dem Wechselstromausgang bei Aktivierung des Gegen- spannungskompensators verursachen. Daher ist es sinnvoll, dass die Kondensatoren regelmäßig wieder auf einen vorgegebenen Grundwert der ersten und der zweiten Kompensationsspannung entladen werden. A switch drive of the inverter according to the invention is, as already indicated, preferably designed such that it changes the connection of the two output terminals of the Polwenders with the two input terminals at each zero crossing of the alternating current flowing between the output terminals and that they in periods in which an alternating voltage at the output terminal has a different sign than the alternating current, at least one of the additional switch instead of the corresponding switch of the half-bridge or the further half-bridge of the Polwenders closes. Thus, in the periods of different sign of AC and AC voltage between the output terminals, the potential shift is activated by means of the counter voltage compensator of the respective half-bridge. In a Polwendeverfahren invention for alternately connecting two poles of a DC intermediate circuit with output terminals of an AC output to which an AC voltage is applied to output via the AC output an alternating current with a phase shift to the AC voltage, the connection of the output terminals of the AC output to the poles of the DC intermediate circuit Alternating zero crossing of the alternating current and the AC output is connected at the same sign of the AC and the AC voltage directly to the DC intermediate circuit, while it is connected at opposite signs of the AC and the AC voltage via a negative voltage compensator to the DC link. By means of this method, reactive power can be output at the AC output, although a direct current flows through the DC intermediate circuit and DC voltage is applied to the DC intermediate circuit, ie DC and DC voltage always have the same or at least no different signs. The counter-voltage compensator can in particular be arranged and configured as described in connection with the half-bridge according to the invention. However, it is only important for the pole reversing method according to the invention that the alternating current output is selectively connected to the DC intermediate circuit when the sign of the alternating current and the alternating voltage are opposite one another via the negative sequence voltage compensator. The counter-voltage compensator can be formed in any way in the connection between the AC output and the DC link, for example, by an only partially closed bridge switch or connected in series with a bridge switch or an output terminal, additional and opposite signs of the alternating current and the AC voltage only partially opened flow control valve. Such a partially closed bridge switch may be a semiconductor switch in linear operation. Such an only partially open flow valve may be a normally-conductive transistor which is driven to a desired voltage drop and thus forms a variable impedance. For the reverse voltage compensation, a first capacitor of the negative voltage compensator can be set to a first compensation voltage between the one pole of the DC intermediate circuit and one of the output terminals of the AC voltage source. output and a second capacitor of the negative voltage compensator are charged to a second compensation voltage between the other pole of the DC link and the one of the output terminals of the AC output. The charging of the two capacitors is effected by the current flowing from the DC voltage intermediate circuit to the AC output via the capacitor. This means at the same time that the charging of the capacitor is continued when the counter-voltage compensator is used. This means that the voltage applied across the respective capacitor basically increases until the voltage across both capacitors reaches the maximum voltage of the DC intermediate circuit. However, for the reverse voltage compensation, a compensation voltage across each of the capacitors is sufficient, which is equal to the maximum AC voltage of opposite sign to the AC current appearing at the AC output. An additional compensation voltage would cause unnecessary potential jumps of the DC intermediate circuit with respect to the AC output when the counter voltage compensator is activated. Therefore, it makes sense that the capacitors are regularly discharged back to a predetermined base value of the first and the second compensation voltage.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeich- nungen - insbesondere den dargestellten relativen Anordnungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren Wirkverbindungen - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht. Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without altering the subject matter of the appended patent claims, the following applies to the disclosure content of the original application documents and the patent: Further features can be found in the drawings - in particular the illustrated relative arrangements of several components and their operative connections. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted. The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Um- fangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen. The reference signs contained in the patent claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Halbbrücke. Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Polwender. Fig. 1 shows a half-bridge according to the invention. Fig. 2 shows a Polwender invention.
Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Wechselrichter. Fig. 3 shows an inverter according to the invention.
Fig. 4 zeigt den Verlauf eines Wechselstroms und einer Wechselspannung an einem Fig. 4 shows the course of an alternating current and an alternating voltage at one
Wechselstromausgang des Wechselrichters gemäß Fig. 3.  AC output of the inverter according to FIG. 3.
Fig. 5 zeigt den Verlauf eines pulsierenden Gleichstroms über und den Verlauf einer Fig. 5 shows the course of a pulsating direct current over and the course of a
Gleichspannung an einem Gleichspannungszwischenkreis des Wechselrichters gemäß Fig. 3.  DC voltage at a DC voltage intermediate circuit of the inverter according to FIG. 3.
Fig. 6 illustriert die Ansteuerung von Brückenschaltern eines Polwenders des Fig. 6 illustrates the control of bridge switches of a Polwenders of
Wechselrichters gemäß Fig. 3; und Fig. 7 illustriert eine Ausführungsform einer Entladeschaltung der Halbbrücke gemäßInverter according to FIG. 3; and FIG. 7 illustrates an embodiment of a discharge circuit of the half-bridge according to FIG
Fig. 1 , des Polwenders gemäß Fig. 2 oder des Wechselrichters gemäß Fig. 3. Fig. 1, the Polwenders of FIG. 2 or the inverter of FIG. 3rd
FIGURENBESCHREIBUNG DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die in Fig. 1 dargestellte Halbbrücke 1 ist zwischen zwei Eingangsanschlüssen 2 und 3, zwischen denen eine Gleichspannung UDc anliegt, angeordnet und verbindet die Eingangsanschlüsse 2 und 3 wechselweise mit einem Ausgangsanschluss 4, an dem gegenüber einem Bezugspunkt 5 mit einem Bezugspotential eine Wechselspannung UAc ausgegeben wird. Die Halbbrücke 1 weist zwischen dem Eingangsanschluss 2 und dem Ausgangsanschluss 4 einen ersten Brückenschalter S1 und zwischen dem Eingangsanschluss 3 und dem Ausgangs- anschluss 4 einen zweiten Brückenschalter S2 auf. Parallel zu dem Brückenschalter S1 ist ein erster zusätzlicher Brückenschalter S3 mit einem ersten Kondensator C3 und einer ersten Entladungssperrdiode D3 für den ersten Kondensator C3 in Reihe geschaltet. Entsprechend ist parallel zu dem Schalter S2 ein zweiter zusätzlicher Brückenschalter S4 mit einem zweiten Kondensator C4 und einer zweiten Entladungssperrdiode D4 für den Kondensator C4 in Reihe geschaltet. Dabei sind die Kondensatoren C3 und C4 als erstes hinter einer Verzweigung 6 von dem Ausgangsanschluss 4 zu den beiden Eingangsanschlüssen 2 und 3 angeordnet. Zwischen dem jeweiligen Kondensator C3 bzw. C4 und dem zugehörigen zusätzlichen Schalter S3 bzw. S4 ist eine Entladeschaltung 7 angeschlossen, mit der die beiden Kondensatoren C3 und C4 bei Bedarf entladen werden können. Ein unkontrolliertes Entladen der Kondensatoren C3 und C4 wird durch die Entladungssperrdioden D3 und D4 verhindert, wobei es insbesondere um ein Entladen über die geöffneten Schalter S3 und S4 geht, die typischerweise als Halbleiterschalter ausgebildet sind, die im geöffneten Zustand nur unidirektional sperren. The half-bridge 1 shown in Fig. 1 is arranged between two input terminals 2 and 3, between which a DC voltage U D c, and connects the input terminals 2 and 3 alternately with an output terminal 4, to which a reference point 5 with a reference potential, an AC voltage U A c is output. The half bridge 1 has a first bridge switch S1 between the input terminal 2 and the output terminal 4, and a second bridge switch S2 between the input terminal 3 and the output terminal 4. Parallel to the bridge switch S1, a first additional bridge switch S3 is connected in series with a first capacitor C3 and a first discharge blocking diode D3 for the first capacitor C3. Accordingly, parallel to the switch S2, a second additional bridge switch S4 is connected in series with a second capacitor C4 and a second discharge blocking diode D4 for the capacitor C4. The capacitors C3 and C4 are first arranged behind a branch 6 from the output terminal 4 to the two input terminals 2 and 3. Between the respective capacitor C3 or C4 and the associated additional switch S3 or S4, a discharge circuit 7 is connected, with which the two capacitors C3 and C4 can be discharged if necessary. Uncontrolled discharging of the capacitors C3 and C4 is prevented by the discharge blocking diodes D3 and D4, in particular by discharging via the opened switches S3 and S4, which are typically designed as semiconductor switches which in the opened state block only unidirectionally.
Wenn die Kondensatoren C3 und C4 auf eine Kompensationsspannung mit den in Fig. 1 angedeuteten Polaritäten aufgeladen sind, was z. B. durch vorübergehendes Schließen der Schalter S3 und S4 bewirkt werden kann, führt beispielsweise ein Verbinden des Ausgangsanschlusses 4 mit dem Eingangsanschluss 2 über den Schalter S3 statt über den Schalter S1 dazu, dass das Potential des Eingangsanschlusses 2 gegenüber dem Ausgangsanschluss 4 um die über dem Kondensator C3 anliegende Kompensationsspannung verschoben wird. Damit kann ein gegenüber einem über den Ausgangsanschluss 4 ausgegebenen Wechselstrom vorübergehend negatives Vorzeichen der Wechselspannung UAc so kompensiert werden, dass ein von dem Eingangsanschluss 2 aus fließender Strom trotz des negativen Momentanwerts der Wechselspannung UAc in die durch die zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 anliegende Gleichspannung UDc vorgegebene Richtung fließt. So kann über die Halbbrücke 1 Blindleistung an dem Ausgangsanschluss 4 ausgegeben werden, ohne dass sich bei dem zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 fließenden Gleichstrom und der dazwischen anliegenden Gleichspannung UDc jemals einander entgegengesetzte Vorzeichen ergeben. Auf diese Weise dienen die Kondensatoren C3 und C4 als Gegen- spannungskompensator 32, der Gegenspannungen zwischen dem Ausgangsanschluss 4 und dem jeweiligen Eingangsanschluss 2, 3 kompensiert, die einem Stromfluss von dem jeweiligen Eingangsanschluss 2, 3 zu dem Ausgangsanschluss 4 entgegen gerichtet sind. When the capacitors C3 and C4 are charged to a compensation voltage with the indicated in Fig. 1 polarities, which z. For example, by temporarily closing the switches S3 and S4, connecting the output terminal 4 to the input terminal 2 via the switch S3 rather than via the switch S1, for example, causes the potential of the input terminal 2 to be higher than that across the output terminal 4 Capacitor C3 applied compensation voltage is shifted. In this way, a negative sign of the alternating voltage U A c which is temporarily negative in relation to an alternating current output via the output connection 4 can be compensated in such a way that a current flowing from the input connection 2 is not lost despite the negative instantaneous value of the AC voltage U A c in the direction predetermined by the voltage applied between the input terminals 2 and 3 DC voltage U D c. Thus, reactive power can be output via the half-bridge 1 at the output terminal 4, without any opposite signs ever being produced at the direct current flowing between the input terminals 2 and 3 and the DC voltage U D c connected therebetween. In this way, the capacitors C3 and C4 serve as a negative voltage compensator 32 which compensates for reverse voltages between the output terminal 4 and the respective input terminal 2, 3, which are directed counter to current flow from the respective input terminal 2, 3 to the output terminal 4.
Der Polwender 8 gemäß Fig. 2 weist neben der Halbbrücke 1 gemäß Fig. 1 eine weitere Halbbrücke 9 zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 auf, um einen weiteren Ausgangsanschluss 10 wechselweise mit den Eingangsanschlüssen 2 und 3 zu verbinden. Die weitere Halbbrücke 9 umfasst weitere Brückenschalter S5 und S6. Die Brückenschalter S1 bis S6 des Polwenders werden von einer hier nicht dargestellten Schalteransteuerung so angesteuert, dass einer der beiden Schalter S1 und S3 zusammen mit dem Schalter S6 oder einer der beiden Schalter S2 und S4 zusammen mit dem Schalter S5 geschlossen wird. Durch einen Wechsel zwischen diesen beiden Formen der Verbindung der Ausgangsanschlüsse 4 und 10 mit den Eingangsanschlüssen 2 und 3 wird die Polarität der Eingangsanschlüsse 2 und 3 gegenüber den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 umgekehrt. Soweit dabei statt des Schalters S1 der Schalter S3 bzw. statt des Schalters S2 der Schalter S4 geschlossen wird, erfolgt die bereits anhand von Fig. 1 erläuterte Potentialverschiebung der Gleichspannung UDc zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 gegenüber der Wechselspannung UAc zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 10. The pole reverser 8 according to FIG. 2 has, in addition to the half bridge 1 according to FIG. 1, a further half bridge 9 between the input terminals 2 and 3 in order to connect a further output terminal 10 alternately to the input terminals 2 and 3. The further half-bridge 9 comprises further bridge switches S5 and S6. The bridge switches S1 to S6 of the pole reverser are controlled by a switch driver, not shown here, so that one of the two switches S1 and S3 is closed together with the switch S6 or one of the two switches S2 and S4 together with the switch S5. By changing between these two forms of connection of the output terminals 4 and 10 to the input terminals 2 and 3, the polarity of the input terminals 2 and 3 opposite to the output terminals 4 and 10 is reversed. Insofar as instead of the switch S1, the switch S3 or instead of the switch S2, the switch S4 is closed, the already described with reference to FIG. 1 Potential shift of the DC voltage U D c between the input terminals 2 and 3 with respect to the AC voltage U A c between the Output terminals 4 and 10.
Der in Fig. 3 dargestellte Wechselrichter 1 1 umfasst den Polwender 8 gemäß Fig. 2 mit der Halbbrücke 1 gemäß Fig. 1 . An die Eingangsanschlüsse 2 und 3 sind dabei mehrere DC/DC- Wandler 12 bis 14 parallel zueinander angeschlossen, die hier jeweils als Tiefsetzsteller skizziert sind. Über die DC/DC-Wandler 12 bis 14 sind separate Photovoltaikgeneratoren 15 bis 17 an einen zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 gebildeten Gleichspannungszwischenkreis 18 angeschlossen. Dieser Gleichspannungszwischenkreis 18 kann ebenso wie die DC/DC-Wandler zusätzliche nicht dargestellte Kondensatoren aufweisen. Die einzelnen DC/DC-Wandler sind einfache Einquadrantensteller, die synchron zueinander einen gepulsten Gleichstrom über den Gleichspannungszwischenkreis 18 abgeben. Die einzelnen DC/DC- Wandler 12 bis 14 werden dabei beispielsweise so angesteuert, dass sie einen Arbeitspunkt des jeweils angeschlossenen Photovoltaikgenerators 15 bis 17 im sogenannten MPP, dem Maximum Power Point, halten, um die von den Photovoltaikgeneratoren 15 bis 17 generierte Leistung zu maximieren. Der über den Gleichspannungszwischenkreis 18 fließende gepulste Gleichstrom wird von dem Polwender 8 zu einem Wechselstrom zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 umgeformt, indem er nach jedem Puls, d. h. jeder Halbwelle des gepulsten Gleichstroms, die Polarität der Eingangsanschlüsse 2 und 3 gegenüber den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 umdreht. So wird über den Polwender 8 ein Wechselstrom in ein an die Ausgangsanschlüsse 4 und 10 angeschlossenes Wechselstromnetz eingespeist. The inverter 1 1 shown in FIG. 3 comprises the pole turner 8 according to FIG. 2 with the half-bridge 1 according to FIG. 1. To the input terminals 2 and 3 while several DC / DC converters 12 to 14 are connected in parallel to each other, which are sketched here each as a buck converter. Separate photovoltaic generators 15 to 17 are connected to a DC intermediate circuit 18 formed between the input terminals 2 and 3 via the DC / DC converters 12 to 14. This DC voltage intermediate circuit 18 may, like the DC / DC converter have additional capacitors not shown. The individual DC / DC converters are simple single-quadrature controllers which output a pulsed direct current via the DC voltage intermediate circuit 18 in synchronism with one another. The individual DC / DC Transducers 12 to 14 are driven, for example, in such a way that they hold an operating point of the respective connected photovoltaic generator 15 to 17 in the so-called MPP, the maximum power point, in order to maximize the power generated by the photovoltaic generators 15 to 17. The pulsed direct current flowing through the DC link 18 is converted by the pole turner 8 to an alternating current between the output terminals 4 and 10 by checking the polarity of the input terminals 2 and 3 with respect to the output terminals 4 and 10 after each pulse, ie each half cycle of the pulsed direct current turns. Thus, an alternating current is fed via the pole turner 8 into an AC network connected to the output terminals 4 and 10.
Fig. 4 zeigt den Verlauf des Wechselstroms c gegenüber dem Verlauf der Wechselspannung UAC zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 bei einer Phasenverschiebung mit der Wechselspannung UAc voreilendem Wechselstrom Uc- Aufgrund der Phasenverschiebung ergeben sich Zeiträume 19, in denen die Wechselspannung UAc ein anderes Vorzeichen als der Wechselstrom Uc zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 hat. Ein Umkehren der Polarität der Ausgangsanschlüsse 4 und 10 gegenüber den Eingangsanschlüssen 2 und 3 in den Nulldurchgängen des Wechselstroms Uc, das in Fig. 5 skizziert ist, führt daher zwar ohne weiteres zu dem pulsierenden Gleichstrom lDC über dem Gleichspannungszwischenkreis 18, aber grundsätzlich auch zu Spannungssprüngen 20 mit Wechsel des Vorzeichens bei der an dem Gleichspannungszwischenkreis 18 anliegenden Spannung Uz, d. h. ohne Gegenmaßnahmen würde es sich nicht mehr um eine Gleichspannung handeln. Ausgeglichen wird dies, indem zumindest in den Zeiträumen 19 die Spannung Uz um die Kompensationsspannung UK, die an dem Kondensator C3 bzw. C4 anliegt, angehoben wird, so dass sich die Gleichspannung UDC ohne Vorzeichenwechsel ergibt. Die Kompensationsspannung UK kann auch noch länger als über die Zeiträume 19 aktiviert bleiben, damit die Gleichspannung UDc anschließend nicht auf null, sondern auf einen über null liegenden Wert zurückgeht. Dies ist in Fig. 5 mit gepunkteten Linien angedeutet. 4 shows the course of the alternating current c with respect to the variation of the alternating voltage UAC between the output terminals 4 and 10 during a phase shift with the alternating voltage U A c leading alternating current Uc- Due to the phase shift, there are periods 19, in which the AC voltage U A c sign other than the alternating current Uc between the output terminals 4 and 10 has. Reversing the polarity of the output terminals 4 and 10 with respect to the input terminals 2 and 3 in the zero crossings of the alternating current Uc, which is sketched in Fig. 5, therefore, although readily leads to the pulsating direct current I DC over the DC voltage intermediate circuit 18, but in principle also Voltage jumps 20 with a change of sign in the voltage applied to the DC voltage intermediate voltage 18 U z , ie without countermeasures it would no longer be a DC voltage. This is compensated by at least in the periods 19, the voltage U z to the compensation voltage U K , which is applied to the capacitor C3 or C4 is raised, so that the DC voltage UDC results without sign change. The compensation voltage U K can remain activated for even longer than over the periods 19, so that the DC voltage U D c then not back to zero, but to a value above zero. This is indicated in Fig. 5 with dotted lines.
Fig. 6 illustriert die Ansteuerung der Schalter S1 bis S6 des Polwenders 8 des Wechselrichters 1 1 gemäß Fig. 3, um die Gleichspannung UDc zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 gemäß Fig. 5 zu erreichen. Bei einem Nulldurchgang des Wechselstroms Uc zum Zeitpunkt t0 wird zunächst für den Zeitraum 19 neben dem Schalter S6 der Schalter S3 geschlossen. Nach dem Zeitraum 19 wird zum Zeitpunkt t-ι von dem Schalter S3 auf den Schalter S1 , d. h. auf eine direkte Verbindung ohne Kompensationsspannung zwischen dem Ausgangsanschluss 4 und dem Eingangsanschluss 2, umgeschaltet. Zum Zeitpunkt t2 nach einer Halbwelle des Wechselstroms c, d. h. beim nächsten Nulldurchgang, werden die Schalter S1 und S6 geöffnet, und stattdessen wird der Schalter S5 zunächst zusammen mit dem Schalter S4 geschlossen. Nach dem Zeitraum 19 wird dann von dem Schalter S4 auf den Schalter S2 umgeschaltet. Fig. 7 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Entladeschaltung 7. Hierbei handelt es sich um einen Sperrwandler mit einem Schalter 31 , der mit einer Primärwicklung 21 eines Transformators 22 zwischen Eingangsanschlüsse 23 und 24 der Entladeschaltung 7 in Reihe geschaltet ist. Eine Sekundärwicklung 25 des Transformators 22 ist mit einer Gleichrichterdiode 26 zwischen Ausgangsanschlüsse 27 und 28 des Sperrwandlers in Reihe geschaltet, zwischen denen ein Glättungskondensator 29 angeordnet ist. Der Sperrwandler gibt an den Ausgangsanschlüssen 27 und 28 einen Gleichstrom aus, der galvanisch getrennt von der Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen 23 und 24 ist und mit dem z. B. der Gleichspannungszwischenkreis einer Bordnetzversorgung des Wechselrichters 1 1 oder ein eingangsseitiger Gleichspannungszwischenkreis eines der DC/DC-Wandler 12 bis 14 aufgeladen werden kann. Fig. 6 illustrates the control of the switches S1 to S6 of the pole reverser 8 of the inverter 1 1 of FIG. 3 in order to achieve the DC voltage U D c between the input terminals 2 and 3 as shown in FIG. At a zero crossing of the alternating current Uc at the time t 0 , the switch S3 is first closed for the period 19 in addition to the switch S6. After the period 19 at the time t-ι from the switch S3 to the switch S1, ie to a direct connection without compensation voltage between the output terminal 4 and the input terminal 2, switched. At time t 2 after a half cycle of the alternating current c, ie at the next zero crossing, the switches S1 and S6 are opened, and instead the switch S5 is first closed together with the switch S4. After the period 19 is then switched from the switch S4 to the switch S2. Fig. 7 shows a possible embodiment of the discharge circuit 7. This is a flyback converter with a switch 31 which is connected in series with a primary winding 21 of a transformer 22 between input terminals 23 and 24 of the discharge circuit 7. A secondary winding 25 of the transformer 22 is connected in series with a rectifier diode 26 between output terminals 27 and 28 of the flyback converter, between which a smoothing capacitor 29 is arranged. The flyback converter outputs at the output terminals 27 and 28 a direct current which is galvanically isolated from the voltage between the input terminals 23 and 24 and connected to the z. B. the DC intermediate circuit of a vehicle electrical system supply of the inverter 1 1 or an input side DC voltage intermediate circuit of the DC / DC converter 12 to 14 can be charged.
Statt der beiden Kondensatoren C3 und C4 kann bei der Halbbrücke 1 gemäß Fig. 1 in einer Verbindung 30 der beiden Halbbrücken auch ein ohmscher Widerstand oder eine Drossel vorgesehen sein, um die Ausgangswechselspannung UAc im Fall eines umgekehrten Vorzeichens zum dort fließenden Strom Uc von der Gleichspannung UDc zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 mit Hilfe eines der zusätzlichen Schalter S3 bzw. S4 zu entkoppeln. Dann werden die Entladesperrdioden D3 und D4 sowie die Entladeschaltung 7 nicht benötigt. Die Ansteuerung der Schalter S1 bis S4 bei der Halbbrücke 1 bzw. S1 bis S6 bei dem Polwender ändert sich hingegen nicht. Die gewünschte Potentialverschiebung tritt aber erst mit einem tatsächlich durch den ohmschen Widerstand bzw. die Drossel fließenden Strom ein. BEZUGSZEICHENLISTE Halbbrücke Instead of the two capacitors C3 and C4 can be provided in the half bridge 1 of FIG. 1 in a compound 30 of the two half-bridges, an ohmic resistance or a choke to the AC output voltage U A c in the case of a reverse sign to the current flowing there Uc of the DC voltage U D c between the input terminals 2 and 3 using one of the additional switches S3 and S4 to decouple. Then the discharge blocking diodes D3 and D4 and the discharge circuit 7 are not needed. The control of the switches S1 to S4 in the half-bridge 1 or S1 to S6 in the polarity reverser, however, does not change. However, the desired potential shift occurs only with a current actually flowing through the ohmic resistance or the throttle current. REFERENCE LIST Half bridge
Eingangsanschluss input port
Eingangsanschluss input port
Ausgangsanschluss output port
Bezugspunkt reference point
Verzweigung branch
Entladeschaltung discharge
Polwender Rev.
Halbbrücke half bridge
Ausgangsanschluss output port
Wechselrichter inverter
DC/DC-Wandler DC / DC converter
DC/DC-Wandler DC / DC converter
DC/DC-Wandler DC / DC converter
Photovoltaikgenerator photovoltaic generator
Photovoltaikgenerator photovoltaic generator
Photovoltaikgenerator photovoltaic generator
Gleichspannungszwischenkreis Dc link
Zeitraum Period
Spannungssprung voltage jump
Primärwicklung primary
Transformator transformer
Eingangsanschluss input port
Eingangsanschluss input port
Sekundärwicklung secondary winding
Gleichrichterdiode Rectifier diode
Ausgangsanschluss output port
Ausgangsanschluss output port
Kondensator capacitor
Verbindung connection
Schalter switch
Gegenspannungskompensator S1 erster Brückenschalter Gegenspannungskompensator S1 first bridge switch
S2 zweiter Brückenschalter  S2 second bridge switch
S3 erster zusätzlicher Brückenschalter S3 first additional bridge switch
S4 zweiter zusätzlicher BrückenschalterS4 second additional bridge switch
S5 erster weiterer Brückenschalter S5 first further bridge switch
S6 zweiter weiterer Brückenschalter S6 second further bridge switch
C3 erster Kondensator C3 first capacitor
C4 zweiter Kondensator  C4 second capacitor
D3 Entladesperrdiode  D3 discharge blocking diode
D4 Entladesperrdiode  D4 discharge blocking diode
UDC Gleichspannung U DC DC voltage
UAC Wechselspannung  UAC AC voltage
UZ unkompensierte ZwischenkreisspannungU Z uncompensated DC link voltage
UK Kompensationsspannung U K compensation voltage
IDC pulsierender Gleichstrom  IDC pulsating direct current
IAC Wechselstrom  IAC AC
t Zeit  t time
to Zeitpunkt  to date
ti Zeitpunkt  ti time
t2 Zeitpunkt t 2 time

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Halbbrücke (1 ) mit 1 . Half bridge (1) with
einem ersten Eingangsanschluss (2);  a first input terminal (2);
einem zweiten Eingangsanschluss (3);  a second input terminal (3);
einem Ausgangsanschluss (4);  an output terminal (4);
einem zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten ersten Brückenschalter (S1 );  a first bridge switch (S1) connected between the first input terminal (2) and the output terminal (4);
einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten zweiten Brückenschalter (S2);  a second bridge switch (S2) connected between the second input terminal (3) and the output terminal (4);
einem zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten ersten zusätzlichen Brückenschalter (S3) und  a first additional bridge switch (S3) connected between the first input terminal (2) and the output terminal (4) and
einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten zweiten zusätzlichen Brückenschalter (S4);  a second additional bridge switch (S4) connected between the second input terminal (3) and the output terminal (4);
dadurch gekennzeichnet, dass der erste zusätzliche Brückenschalter (S3) und der zweite zusätzliche Brückenschalter (S4) jeweils in Reihe mit einem Gegenspannungskompensator (32) parallel zu dem jeweiligen Brückenschalter (S1 , S2) zwischen den jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet sind, wobei der Gegenspannungskompensator (32) dazu ausgebildet ist, dass er bei anstatt des ersten Brückenschalters (S1 ) geschlossenem erstem zusätzlichem Brückenschalter (S3) oder anstatt des zweiten Brückenschalters (S2) geschlossenem zweitem zusätzlichem Brückenschalter (S4) das elektrische Potential des jeweiligen Eingangsanschlusses (2, 3) gegenüber dem Ausgangsanschluss (4) um eine über ihm abfallende Kompensationsspannung (Uk) verschiebt und so eine Gegenspannung zwischen dem Ausgangsanschluss (4) und dem jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) kompensiert, die einem Stromfluss von dem jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) zu dem Ausgangsanschluss (4) entgegen gerichtet ist. characterized in that the first additional bridge switch (S3) and the second additional bridge switch (S4) each in series with a reverse voltage compensator (32) parallel to the respective bridge switch (S1, S2) between the respective input terminal (2, 3) and the output terminal (4) are connected, wherein the Gegenspannungskompensator (32) is adapted to be in instead of the first bridge switch (S1) closed first additional bridge switch (S3) or instead of the second bridge switch (S2) closed second additional bridge switch (S4) the electric Potential of the respective input terminal (2, 3) relative to the output terminal (4) by a decreasing over him compensating compensation voltage (U k ) shifts and so a counter voltage between the output terminal (4) and the respective input terminal (2, 3) compensates, the current flow from the respective input terminal (2, 3) to the output terminal (4) e is directed against.
2. Halbbrücke (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenspannungskompensator (32) einen auf eine erste Kompensationsspannung (Uk) aufladbaren ersten Kondensator (C3), der mit dem ersten zusätzlichen Brückenschalter (S3) zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet ist, und einen auf eine zweite Kompensationsspannung (UK) aufladbaren zweiten Kondensator (C4), der mit dem zweiten zusätzlichen Brückenschalter (S4) zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet ist, umfasst. Second half-bridge (1) according to claim 1, characterized in that the counter voltage compensator (32) to a first compensation voltage (U k ) chargeable first capacitor (C3) connected to the first additional bridge switch (S3) between the first input terminal (2 ) and the output terminal (4) is connected, and to a second compensation voltage (U K ) chargeable second capacitor (C4), the with the second additional bridge switch (S4) connected between the second input terminal (3) and the output terminal (4).
3. Halbbrücke (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kondensator (C3) in Reihe mit einer ersten Entladungssperrdiode (D3) und der zweite Kondensator (C4) in Reihe mit einer zweiten Entladungssperrdiode (D4) zwischen den jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet ist. 3. Half-bridge (1) according to claim 2, characterized in that the first capacitor (C3) in series with a first discharge blocking diode (D3) and the second capacitor (C4) in series with a second discharge blocking diode (D4) between the respective input terminal (D3). 2, 3) and the output terminal (4) is connected.
4. Halbbrücke (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entladeschaltung (7) für den ersten Kondensator (C3) und den zweiten Kondensator (C4) vorgesehen ist. 4. half-bridge (1) according to claim 2 or 3, characterized in that a discharge circuit (7) for the first capacitor (C3) and the second capacitor (C4) is provided.
5. Halbbrücke (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (7) derart ausgebildet ist, dass sie einen Zwischenkreis lädt. 5. half-bridge (1) according to claim 4, characterized in that the discharge circuit (7) is designed such that it loads a DC link.
6. Halbbrücke (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, soweit rückbezogen auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kondensator (C3) und der zweite Kondensator (C4) von dem Ausgangsanschluss (4) aus gesehen vor der jeweiligen Entladungssperrdiode (D3, D4) angeordnet sind und dass die Entladeschaltung (7) von dem Ausgangsanschluss (4) aus gesehen einen ersten Eingangsanschluss (23) hinter dem ersten Kondensator (C3) und einen zweiten Eingangsanschluss (24) hinter dem zweiten Kondensator (C4) aufweist. 6. Half-bridge (1) according to claim 4 or 5, as far as referring back to claim 3, characterized in that the first capacitor (C3) and the second capacitor (C4) seen from the output terminal (4) in front of the respective discharge blocking diode (D3, D4) are arranged, and that the discharge circuit (7) from the output terminal (4) from a first input terminal (23) behind the first capacitor (C3) and a second input terminal (24) behind the second capacitor (C4).
7. Halbbrücke (1 ) nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (7) einen Sperrwandler aufweist. 7. half-bridge (1) according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the discharge circuit (7) comprises a flyback converter.
8. Halbbrücke (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (7) derart ausgebildet ist, dass sie regelmäßig bei geöffneten zusätzlichen Brückenschaltern (S3, S4) einen vorgegebenen Grundwert der Kompensationsspannungen (UK) einstellt. 8. half-bridge (1) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the discharge circuit (7) is designed such that it regularly with open additional bridge switches (S3, S4) sets a predetermined base value of the compensation voltages (U K ).
9. Halbbrücke (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenspannungskompensator (32) einen ohmschen Widerstand oder eine Drossel umfasst. 9. half-bridge (1) according to claim 1, characterized in that the counter-voltage compensator (32) comprises an ohmic resistance or a throttle.
10. Halbbrücke (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteransteuerung so ausgebildet ist, dass sie zum Verbinden des Ausgangsanschlusses (4) mit einem der Eingangsanschlüsse (2, 3) entweder denjenigen der Brückenschalter (S1 , S2) oder denjenigen der zusätzlichen Brückenschalter (S3, S4) schließt, die zwischen dem Ausgangsanschluss (4) und demselben der Eingangsanschlüsse (2, 3) angeordnet sind. 10. half bridge (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a switch drive is designed so that they for connecting the output terminal (4) with one of the input terminals (2, 3) either those of the bridge switch (S1, S2) or those of the additional bridge switches (S3, S4) which are arranged between the output terminal (4) and the same of the input terminals (2, 3).
1 1 . Polwender (8) mit 1 1. Rev. Turner (8) with
einer Halbbrücke (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und  a half bridge (1) according to any one of the preceding claims and
einer weiteren Halbbrücke (9), die einen zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und einen weiteren Ausgangsanschluss (10) geschalteten ersten weiteren Brückenschalter (S5) und einen zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den weiteren Ausgangsanschluss (10) geschalteten zweiten weiteren Brückenschalter (S6) aufweist.  a further half-bridge (9) which has a first further bridge switch (S5) connected between the first input terminal (2) and a further output terminal (10) and a second further bridge switch connected between the second input terminal (3) and the further output terminal (10) (S6).
12. Wechselrichter (1 1 ) mit mindestens einer ausgangsseitigen Halbbrücke (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. 12. Inverter (1 1) with at least one output side half-bridge (1) according to one of claims 1 to 10.
13. Wechselrichter (1 1 ) mit 13. Inverter (1 1) with
mindestens einem eingangsseitigen DC/DC-Wandler (12 bis 14) zur Formung eines in Halbwellen pulsierenden Gleichstroms (lDc) und at least one input-side DC / DC converter (12 to 14) for shaping a pulsating in half-wave DC current (l D c) and
einem ausgangsseitigen Polwender (8) nach Anspruch 1 1 zum Ausgeben eines Wechselstroms ( c)-  an output-side pole turner (8) according to claim 1 1 for outputting an alternating current (c) -
14. Wechselrichter (1 1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine DC/DC-Wandler (12 bis 14) ein Einquadrantensteller ist. 14, inverter (1 1) according to claim 13, characterized in that the at least one DC / DC converter (12 to 14) is a Einquadrantensteller.
15. Wechselrichter (1 1 ) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig mehrere DC/DC-Wandler (12 bis 14) mit ihren jeweiligen Ausgängen an einen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis (18) angeschlossen sind, der mit dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss (2, 3) verbunden ist. 15. Inverter (1 1) according to claim 13 or 14, characterized in that on the input side, a plurality of DC / DC converters (12 to 14) are connected with their respective outputs to a common DC voltage intermediate circuit (18) connected to the first and the second Input terminal (2, 3) is connected.
16. Wechselrichter (1 1 ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an jeden eingangsseitigen DC/DC-Wandler (12 bis 14) ein separater Photovoltaikgenerator (15 bis 17) angeschlossen ist, wobei der jeweilige DC/DC-Wandler (12 bis 14) so ausgebildet ist, dass er den Arbeitspunkt des an ihn angeschlossenen Photovoltaikgenerators (15 bis 17) vorgibt. 16. inverter (1 1) according to claim 15, characterized in that at each input side DC / DC converter (12 to 14) a separate photovoltaic generator (15 to 17) is connected, wherein the respective DC / DC converter (12 to 14) is formed so that it specifies the operating point of the photovoltaic generator connected to it (15 to 17).
17. Wechselrichter (1 1 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteransteuerung so ausgebildet ist, dass sie die Verbindung der beiden Ausgangsanschlüsse (4, 10) mit den beiden Eingangsanschlüssen (2, 3) bei jedem Nulldurchgang des zwischen den Ausgangsanschlüssen (4, 10) fließenden Wechselstroms ( c) wechselt und dass sie in Zeiträumen (19), in denen eine Wechselspannung (UAc) zwischen den Ausgangsanschlüssen (4, 10) ein anderes Vorzeichen als der Wechselstrom (Uc) hat, mindestens einen der zusätzlichen Schalter (S3, S4) statt des entsprechenden Schalters (S1 , S2) der Halbbrücke (1 ) oder der weiteren Halbbrücke (9) des Polwenders (8) schließt. 17. Inverter (1 1) according to any one of claims 12 to 16, characterized in that a switch drive is designed so that it connects the two output terminals (4, 10) with the two input terminals (2, 3) at each zero crossing of between the output terminals (4, 10) flowing alternating current (c) substituted and that they in periods (19) in which an AC voltage (U a c) between the output terminals (4, 10) has a different sign than the alternating current (Uc) , at least one of the additional switches (S3, S4) instead of the corresponding switch (S1, S2) of the half-bridge (1) or the further half-bridge (9) of the pole reverser (8) closes.
18. Polwendeverfahren zum wechselweisen Verbinden von zwei Polen eines Gleichspannungszwischenkreises (18) mit Ausgangsanschlüssen (4, 10) eines Wechselstromausgangs, an dem eine Wechselspannung (UAc) anliegt, um über den Wechselstromausgang einen Wechselstrom (Uc) mit einer Phasenverschiebung zu der Wechselspannung (LUc) auszugeben, wobei die Verbindung der Ausgangsanschlüsse (4, 10) des Wechselstromausgangs mit den Polen des Gleichspannungszwischenkreises (18) beim Nulldurchgang des Wechselstroms (Uc) gewechselt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselstromausgang bei gleichen Vorzeichen des Wechselstroms (Uc) und der Wechselspannung (LUc) direkt mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden wird, während er bei einander entgegengesetzten Vorzeichen des Wechselstroms (Uc) und der Wechselspannung (LUc) über einen Gegenspannungskompensator (32) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (18) verbunden wird, der das elektrische Potential des Pols des Gleichspannungszwischenkreises (18) gegenüber dem Ausgangsanschluss (4, 10), mit dem der Pol über den Gegenspannungskompensator (32) verbunden ist, um eine über ihm abfallende Kompensationsspannung (Uk) verschiebt. 18. Polwendeverfahren for alternately connecting two poles of a DC intermediate circuit (18) with output terminals (4, 10) of an AC output to which an AC voltage (U A c) is applied to the AC output an alternating current (Uc) with a phase shift to the AC voltage (LUc), wherein the connection of the output terminals (4, 10) of the AC output to the poles of the DC intermediate circuit (18) at the zero crossing of the alternating current (Uc) is changed, characterized in that the AC output at the same sign of the alternating current (Uc) and the AC voltage (LUc) is connected directly to the DC intermediate circuit, while it is connected at opposite signs of the alternating current (Uc) and the AC voltage (LUc) via a negative voltage compensator (32) to the DC intermediate circuit (18), the electrical potential of the pole the DC intermediate circuit it (18) relative to the output terminal (4, 10) to which the pole is connected across the reverse voltage compensator (32) shifts by a compensation voltage (U k ) across it.
19. Polwendeverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kondensator (C3) des Gegenspannungskompensators (32) auf eine erste Kompensationsspannung (UK) zwischen dem einen Pol des Gleichspannungszwischenkreises (18) und einem der Ausgangsanschlüsse (4) des Wechselstromausgangs geladen wird, und ein zweiter Kondensator (C4) des Gegenspannungskompensators (32) auf eine zweite Kompensations- Spannung (UK) zwischen dem anderen Pol des Gleichspannungszwischenkreises (18) und dem einen der Ausgangsanschlüsse (4) des Wechselstromausgangs geladen wird. 19. Polwendeverfahren according to claim 18, characterized in that a first capacitor (C3) of the negative voltage compensator (32) is charged to a first compensation voltage (U K ) between the one pole of the DC intermediate circuit (18) and one of the output terminals (4) of the AC output , and a second capacitor (C4) of the negative voltage compensator (32) to a second compensation Voltage (U K ) between the other pole of the DC intermediate circuit (18) and the one of the output terminals (4) of the AC output is charged.
20. Polwendeverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (C3, C4), wenn sie nicht mit dem Gleichspannungszwischenkreis (18) verbunden sind, regelmäßig auf einen vorgegebenen Grundwert der ersten und der zweiten Kompensationsspannung (UK) entladen werden. 20. Polwendeverfahren according to claim 19, characterized in that the capacitors (C3, C4), if they are not connected to the DC voltage intermediate circuit (18) are regularly discharged to a predetermined base value of the first and the second compensation voltage (U K ).
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