DE102015107542A1

DE102015107542A1 - Hochsetz-tiefsetz-basierter leistungswandler

Info

Publication number: DE102015107542A1
Application number: DE102015107542.3A
Authority: DE
Inventors: Gerald Deboy; Albert Frank
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2015-11-26
Also published as: CN105099136A; US20150340947A1

Abstract

Eine Leistungswandlerschaltung kann mehrere Leistungswandler umfassen, die jeweils aufweisen: einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, eine Eingangsleistung von einer Leistungsquelle zu erhalten, einen Ausgang, einen ersten Wandler, der an den Eingang angeschlossen ist, und einen zweiten Wandler, der zwischen den ersten Wandler und den Ausgang geschaltet ist. Die Ausgänge der mehreren Leistungswandler können an einem Ausgang der Leistungswandlerschaltung in Reihe geschaltet werden. Der erste Leistungswandler kann eine erste Spule aufweisen und der zweite Leistungswandler kann eine zweite Spule aufweisen.

Description

Diese Beschreibung betrifft allgemein einen Leistungswandler, insbesondere einen Leistungswandler, der dazu ausgebildet ist, eine von einem Photovoltaik-(PV)-Paneel erhaltene Leistung zu wandeln.
Mit einem zunehmenden Interesse an einer nachhaltigen Energieproduktion liegt ein Fokus auf der Verwendung von Photovoltaikanordnungen für die Erzeugung elektrischer Leistungen. Photovoltaik-(PV)-Paneele umfassen wenigstens eine Photovoltaik-(PV)-Zelle, die auch als Solarzelle bekannt ist. Da die Ausgangsspannung einer Zelle relativ gering ist, umfasst ein PV-Paneel üblicherweise eine Kette (engl.: string) mit mehreren in Reihe geschalteten Solarzellen und kann mehrere solcher parallel geschalteter Ketten umfassen.
Um ein PV-Paneel effizient zu betreiben, kann ein Maximum-Power-Point-(MPP)-Tracker an das PV-Paneel angeschlossen werden. Der MPP-Tracker betreibt das PV-Paneel im Wesentlichen im maximalen Leistungspunkt (engl.: maximum power point) und liefert eine Ausgangsleistung basierend auf einer von den PV-Paneel erhaltenen Eingangsleistung. Mehrere solcher MPP-Tracker, an die jeweils ein PV-Paneel angeschlossen ist, können in Reihe geschaltet werden, um eine Ausgangsspannung zur Verfügung zu stellen, die höher ist als die Ausgangsspannung nur eines MPP-Trackers. Es ist allgemein wünschenswert, beim Betreiben der PV-Paneele in MPP und beim Wandeln der durch die einzelnen PV-Paneele bereitgestellten Leistung in die durch die Reihenschaltung durch die MPP-Trackern bereitgestellte Ausgangsleistung niedrige Verluste zu haben.
Ein Ausführungsbeispiel betrifft eine Leistungswandlerschaltung. Die Leistungswandlerschaltung umfasst mehrere Leistungswandler, die jeweils umfassen: einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, eine Eingangsleistung von einer Leistungsquelle zu erhalten, einen Ausgang, einen ersten Wandler, der an den Eingang angeschlossen ist, und einen zweiten Wandler, der zwischen dem ersten Wandler und den Ausgang geschaltet ist. Die Ausgänge der mehreren Leistungswandler sind an einem Ausgang der Leistungswandlerschaltung in Reihe geschaltet. Außerdem umfasst der erste Wandler eine erste Spule und der zweite Wandler umfasst eine zweite Spule.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren. Das Verfahren umfasst das Erhalten einer Eingangsleistung von einer Leistungsquelle durch jeden von mehreren Leistungswandlern. Jeder Leistungswandler umfasst einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, die Eingangsleistung zu erhalten, einen Ausgang, einen ersten Wandler, der an den Eingang angeschlossen ist und einen zweiten Wandler, der zwischen dem ersten Wandler und den Ausgang geschaltet ist. Die Ausgänge der mehreren Leistungswandlern sind an einem Ausgang der Leistungswandlerschaltung in Reihe geschaltet. Der erste Wandler umfasst eine erste Spule und der zweite Wandler umfasst eine zweite Spule.
Beispiele sind nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen zum Veranschaulichen bestimmter Prinzipien, so dass nur Aspekte, die zum Verständnis dieser Prinzipien notwendig sind, dargestellt sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen die selben Bezugszeichen gleiche Merkmale.
1 veranschaulicht schematisch das Ersatzschaltbild eines Photovoltaik-(PV)-Paneels
2A veranschaulicht den Ausgangsstrom und die Ausgangsleistung eines PV-Paneels über der Ausgangsspannung bei verschiedenen Solarleistungen;
2B veranschaulicht die Position des maximalen Leistungspunkts (Maximum Power Point, MPP) auf den in 2A gezeigten Kennlinien;
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungswandlerschaltung, die mehrere in Reihe geschaltete Leistungswandler aufweist, wobei jeder Leistungswandler einen ersten Wandler und einen zweiten Wandler aufweist;
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Leistungswandlers;
5 zeigt weiter im Detail ein Ausführungsbeispiel eines ersten Wandlers;
6 zeigt Zeitverläufe, die eine Betriebsart des in 5 gezeigten ersten Wandlers veranschaulichen;
7 zeigt Zeitverläufe, die eine andere Betriebsart des in 5 gezeigten Wandlers veranschaulichen;
8 zeigt weiter im Detail ein Ausführungsbeispiel eines zweiten Wandlers;
9 zeigt Zeitverläufe, die eine Betriebsart des in 8 gezeigten zweiten Wandlers veranschaulichen;
10 zeigt Zeitverläufe, die eine weitere Betriebsart des in 8 dargestellten zweiten Wandlers veranschaulichen;
11A veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, wie ein Leistungswandler betrieben werden kann;
11B veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel, wie ein Leistungswandler betrieben werden kann;
12 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Leistungswandlerschaltung; und
13 veranschaulicht noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Leistungswandlerschaltung.
In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Die Zeichnungen bilden einen Teil der Beschreibung und zeigen im Wege der Veranschaulichung spezielle Ausführungsbeispiele, wie die Erfindung eingesetzt werden kann. Selbstverständlich können die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, sofern nicht explizit etwas anderes angegeben ist.
Zum besseren Verständnis der nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele veranschaulicht 1 schematisch ein Photovoltaik-(PV)-Paneel. Das PV-Paneel kann eine Solarzelle (PV-Zelle), eine Kette mit mehreren in Reihe geschalteten Solarzellen oder sogar mehrere solcher parallel geschalteter Ketten umfassen. Wenn das PV-Paneel Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, liefert es eine elektrische Ausgangsleistung P_PV. Die Ausgangsleistung P_PV ist durch eine Ausgangsspannung V_PV und einen Ausgangsstrom I_PV repräsentiert. Der Ausgangsstrom wird nachfolgend auch als Photostrom bezeichnet. Die Ausgangsleistung P_PV entspricht dem Produkt der Ausgangsspannung V_PV und des Ausgangsstroms I_PV und kann dazu verwendet werden, eine elektrische Last Z₀ (in gestrichelten Linien dargestellt) zu versorgen.
2A veranschaulicht verschiedene Kennlinien einer Photovoltaikzelle, die bei verschiedenen Einstrahlungsleistungen erhalten wurden. Eine Kennlinie veranschaulicht den Photostrom I_PV abhängig von der Photospannung V_PV. In 2A sind drei verschiedene Kennlinien I-V₁, I-V₂, I-V₃ dargestellt. Bei einer gegebenen Ausgangsspannung V_PV nimmt der Photostrom I_PV zu, wenn die Einstrahlungsleistung zunimmt. Wie anhand der in 2A veranschaulichten Kennlinie ersichtlich ist, ist der Photostrom I_PV für Spannungen unterhalb einer Schwellenspannung im Wesentlichen konstant und nimmt bei Spannungen oberhalb der Schwellenspannung rapide ab. Silizium-basierte Solarzellen besitzen eine Schwellenspannung von etwa 0,6V.
2A veranschaulicht außerdem die Ausgangsleistung P_PV der Solarzelle abhängig von der Ausgangsspannung V_PV bei verschiedenen Einstrahlungsleistungen. Die Ausgangsleistung P_PV nimmt zu, wenn die Einstrahlungsleistung zunimmt. In 2A veranschaulichen Kurven P-V₁, P-V₂, P-V₃ die Ausgangsleistung bei drei verschiedenen Einstrahlungsleistungen. Jede dieser Kurven besitzt ein Maximum Pmax₁, Pmax₂ bzw. Pmax₃.
Was den Betrieb von PV-Paneelen, und damit dem Betrieb von Photovoltaikanordnungen mit mehreren PV-Paneelen schwierig macht, ist die Tatsache, dass bei verschiedenen Einstrahlungsleistungen die maximale Ausgangsleistung bei verschiedenen Ausgangsspannungen V_PV und verschiedenen Ausgangsströmen I_PV erhalten wird. Um dies zu veranschaulichen, veranschaulicht 2B eine Anzahl von Kennlinien I-V₁ bis I-V₅, die bei verschiedenen Einstrahlungsleistungen erhalten wurden, und die Punkte auf jeder dieser Kennlinie, bei denen die maximale Ausgangsleistung erhalten wird. Diese Punkte, die als maximale Leistungspunkte (Maximum Power Points, MPP) bezeichnet werden, sind durch ein eindeutiges Paar, das einen Ausgangsstrom und zugehörige Ausgangsspannung umfasst, definiert. In den Kennlinien I-V₁ bis I-V₅, die in 2B gezeigt sind, sind die maximalen Leistungspunkte als MPP₁ bis MPP₅ bezeichnet. Die Kurve MPP in 2B veranschaulicht die maximalen Leistungspunkten bei verschiedenen Einstrahlungsleistungen. Es ist ersichtlich, dass bei den maximalen Leistungspunkten der Photostrom I_PV und die Ausgangsspannung V_PV zunimmt, wenn die Einstrahlungsleistung zunimmt. Zusammenfassend besitzt jede durch das PV-Paneel erhaltene Einstrahlungsleistung einen eindeutigen Ausgangsstrom I_PV und eine zugehörige Ausgangsspannung V_PV des PV-Paneels, bei denen die Ausgangsleistung P_PV des PV-Paneels ein Maximum besitzt.
Um die durch ein PV-Paneel bereitgestellte elektrische Leistung zu maximieren, kann ein Maximum Power Point Tracker (MPPT) verwendet werden. Ein MPPT ist dazu ausgebildet, einen Ausgangsstrom I_PV und eine Ausgangsspannung V_PV, die von dem PV-Paneel erhalten werden, so einzustellen, dass das PV-Paneel im MPP oder nahe des MPP arbeitet. Dies ist nachfolgend weiter im Detail erläutert.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungswandlerschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Eingangsleistung von mehreren Leistungsquellen 1 ₁, 1 ₂, 1 _n zu erhalten und an einem Ausgang 201, 202 eine Ausgangsleistung aus diesen von den Leistungsquellen 1 ₁–1 _n erhaltenen Eingangsleistungen bereit zu stellen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst jede der Leistungsquellen 1 ₁–1 _n ein Photovoltaik-(PV)-Paneel. Jedes dieser PV-Paneele umfasst wenigstens eine Solarzelle (PV-Zelle). Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst jedes PV-Paneel eine Kette mit mehreren in Reihe geschalteten Solarzellen und kann mehrere solcher parallel geschalteter Ketten umfassen. Jede der Eingangsleistungen, die die Leistungswandlerschaltung 20 von den einzelnen Leistungsquellen 1 ₁–1 _n erhält, ist durch einen Eingangsstrom I1₁, I1₂, I1_n und eine zugehörige Eingangsspannung V1₁, V1₂, V1_n repräsentiert. Die durch jede Leistungsquelle 1 ₁–1 _n bereitgestellte Eingangsleistung ist gegeben durch den Eingangsstrom 1 ₁–1 _n multipliziert mit der zugehörigen Eingangsspannung V1₁–V1_n.
Die durch die Leistungswandlerschaltung 20 bereitgestellte Ausgangsleistung ist durch einen Ausgangsstrom I20 und eine Ausgangsspannung V20 repräsentiert, wobei die Ausgangsleistung gegeben ist durch den Ausgangsstrom I20 multipliziert mit der Ausgangsspannung V20. Eine Last Z (in 3 in gestrichelten Linien dargestellt) die an den einen ersten Ausgangsknoten 201 und einen zweiten Ausgangsknoten 202 umfassenden Ausgang angeschlossen ist, kann die Ausgangsleistung von der Leistungswandlerschaltung 20 erhalten. Ein Ausführungsbeispiel der Last Z ist unten anhand von 9 erläutert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Last Z den Ausgangsstrom I20. Das heißt, die Last Z wirkt wie eine Stromsenke, die den von der Leistungswandlerschaltung gezogenen Strom I20 definiert. In diesem Fall kann die Ausgangsspannung V20 des Leistungswandlers 20 variieren abhängig von der Leistung, die dem Leistungswandler 20 durch die einzelnen Leistungsquellen 1 ₁–1 _n zur Verfügung gestellt wird.
Bezug nehmend auf 3 umfasst die Leistungswandlerschaltung 20 mehrere Leistungswandler 2 ₁–2 _n. In 3 besitzen gleiche Merkmale der einzelnen Leistungswandler 2 ₁–2 _n dieselben Bezugszeichen, die sich nur durch unterschiedliche tiefgestellte Indizes unterscheiden. Die einzelnen Merkmale eines ersten Leistungswandlers 21 besitzen beispielsweise Bezugszeichen mit einem tiefgestellten Index "1", die einzelnen Merkmale eines zweiten Leistungswandlers 22 besitzen Bezugszeichen mit einem tiefgestellten Index "2", usw. Nachfolgend, wenn Ausführungen für jeden der Leistungswandler 2 ₁–2 _n gelten, oder wenn eine Unterscheidung zwischen den einzelnen Leistungswandlern 2 ₁–2 _n nicht notwendig ist, werden die einzelnen Leistungswandler 2 ₁–2 _n unter Verwendung von Bezugszeichen ohne Index beschrieben. Entsprechend besitzen die einzelnen Leistungsquellen 1 ₁–1 _n und deren Merkmale (der Eingangsstrom und die Eingangsspannung) dieselben Bezugszeichen, die sich nur durch unterschiedliche tiefgestellte Indizes unterscheiden. Wie bei den Leistungswandlern 2 ₁–2 _n werden die Leistungsquellen 1 ₁–1 _n unter Verwendung von Bezugszeichen ohne Index beschrieben, wenn Ausführungen jeder der Leistungsquellen 1 ₁–1 _n betreffen oder wenn eine Unterscheidung zwischen den einzelnen Leistungsquellen 1 ₁–1 _n nicht notwendig ist.
Bezug nehmend auf 3 umfasst jeder der Leistungswandler 2 einen Eingang mit einem ersten Eingangsknoten 21 und einem zweiten Eingangsknoten 22 und einen Ausgang mit einem ersten Ausgangsknoten 23 und einem zweiten Ausgangsknoten 24. Der Eingang 21, 22 jedes Leistungswandlers 2 ist an eine Leistungsquelle 1 angeschlossen, so dass jeder Leistungswandler 2 die Eingangsleistung von einer Leistungsquelle 1 erhält. Die Ausgänge 23, 24 der einzelnen Leistungswandler 2 sind in Reihe geschaltet (kaskadiert), so dass die Ausgangsspannung V20 des Leistungswandlers 20 einer Summe der Ausgangsspannungen V2₁, V2₂, V2_n der einzelnen Leistungswandler 2 ₁–2 _n entspricht.
Der in 3 gezeigte Leistungswandler 20 umfasst n = 3 Leistungsquellen und eine entsprechende Anzahl von n = 3 Leistungswandler 2 ₁–2 _n. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Die Anzahl der Leistungsquellen 1 und Leistungswandler 2 in einer Leistungswandlerschaltung 20 ist beliebig. Das heißt, die Leistungswandlerschaltung 20 könnte mit zwei oder mehr als drei Leistungsquellen 1 und Leistungswandlern 20 ebenso realisiert werden.
Bezug nehmend auf 3 umfasst jeder der Leistungswandler 2 einen ersten Wandler 3, der an die zugehörige Leistungsquelle 1 angeschlossen ist, und einen zweiten Wandler 4, der zwischen den ersten Wandler 3 und den Ausgang 23, 24 jedes zweiten Wandlers 2 geschaltet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der erste Wandler 3 ein Hochsetzsteller und der zweite Wandler 4 ist ein Tiefsetzsteller. Der erste Wandler 3 erhält die Eingangsleistung von der zugehörigen Leistungsquelle 1 und liefert eine Ausgangsleistung, die durch einen Ausgangsstrom I3 und eine Ausgangsspannung V3 des ersten Wandlers 3 repräsentiert ist, und der zweite Wandler 4 erhält die Ausgangsleistung von dem ersten Wandler 3 und liefert die Ausgangsleistung des Leistungswandlers 2. Das heißt, eine Ausgangsleistung des zweiten Wandlers 4, die durch einen Ausgangsstrom I4 und eine Ausgangsspannung V4 repräsentiert ist, entspricht der Ausgangsleistung des Leistungswandlers 2.
Die zweiten Wandler 4 ₁–4 _n der einzelnen Leistungswandler 2 ₁–2 _n sind dazu ausgebildet, die zugehörigen Ausgangsströme I4₁–I4_n so zu erzeugen, dass diese Ausgangsströme I4₁–I4_n im Wesentlichen identisch sind und dem Ausgangsstrom I20 der Leistungswandlerschaltung 20 entsprechen. Die Ausgangsspannungen V2₁–V2_n der einzelnen Leistungswandler 2 (die den Ausgangsspannungen V4₁–V4_n entsprechen) können voneinander unterschiedlich sein und können abhängig von einer variierenden Eingangsleistung, die von den einzelnen Leistungsquellen 1 ₁–1 _n erhalten wird, variieren. Dies ist nachfolgend weiter im Detail erläutert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel arbeitet jeder der einzelnen Leistungswandler 2 als Maximum Power Point Tracker (MPPT), der dazu ausgebildet ist, das zugehörige PV-Paneel 1 im Wesentlichen im maximalen Leistungspunkt (Maximum Power Point, MPP) zu betreiben. Das heißt, jeder der Leistungswandler 2 ist dazu ausgebildet, wenigstens einen von den Eingangsstrom I1 und der zugehörigen Eingangsspannung V1, die von der zugehörigen Leistungsquelle 1 erhalten werden, so einzustellen, dass die Leistungsquelle 1 im Wesentlichen in MPP arbeitet. Da die Leistung, die ein Leistungswandler von der zugehörigen Leistungsquelle 1 erhält, abhängig von der durch die Leistungsquelle 1 erhaltenen Solarleistung variieren kann, kann die Ausgangsleistung des Leistungswandlers 2 (die durch den Ausgangsstrom I20 und die Ausgangsspannung V2 repräsentiert ist) variieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in einem Leistungswandler 2 nur einer von dem ersten und dem zweiten Wandlern 3, 4 zu einem Zeitpunkt aktiviert, um das PV-Paneel im MPP zu betreiben, während der andere von den ersten und zweiten Leistungswandlern 3, 4 deaktiviert ist. In diesem Fall stellt der aktivierte von den ersten und zweiten Wandlern 3, 4 den Strom I1 und/oder V1, die von der Leistungsquelle 1 erhalten werden, ein, während der deaktivierte von den ersten und zweiten Leistungswandlern 3, 4 nur den Strom I1 passieren lässt. Dies ist nachfolgend weiter im Detail erläutert.
4 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Leistungswandlers 2. Außer dem ersten Wandler 3 und dem zweiten Wandler 4 umfasst dieser Leistungswandler 2 einen Controller, der den Betrieb der ersten und zweiten Wandler 3, 4 steuert. Insbesondere aktiviert der Controller 5 einen der ersten und zweiten Wandler 3, 4 und deaktiviert den anderen der ersten und zweiten Wandler 3, 4 zu einem Zeitpunkt. Bezug nehmend auf 4 kann der erste Wandler 3 ein erstes Steuersignal S3 von dem Controller 5 erhalten und der zweite Wandler 4 kann ein zweites Steuersignal S4 von dem Controller 5 erhalten. Jedes der ersten und zweiten Steuersignale S3, S4 definiert die Betriebsart des zugehörigen ersten oder zweiten Wandlers 3, 4. Das heißt, das erste Steuersignal S3 definiert die Betriebsart des ersten Wandlers 3, und das zweite Steuersignal S4 definiert die Betriebsart des zweiten Wandlers 4. Die "Betriebsart" jedes der ersten und zweiten Wandler 3, 4 umfasst, ob der zugehörige Wandler 3, 4 aktiviert oder deaktiviert ist, und, im aktivierten Zustand, den Pegel des Eingangsstroms I1, den der jeweilige Wandler 3, 4 von der Leistungsquelle 1 erhält (zieht). Das heißt, der Betriebszustand jedes der ersten und zweiten Wandler 3, 4 ist durch den Aktivierungszustand (welcher aktiviert oder deaktiviert sein kann) und, im aktivierten Zustand, den Pegel des durch den jeweiligen Wandler 3, 4 gezogenen Eingangsstroms I1 definiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Controller 5 dazu ausgebildet, die ersten und zweiten Steuersignale S3, S4, basierend auf einem Eingangsstromsignal S_I1, das den Eingangsstrom I1 repräsentiert, und einem Eingangsspannungssignal S_V1, das die Eingangsspannung V1 repräsentiert, und einem Ausgangsspannungssignal S_V2, das die Ausgangsspannung V2 des Leistungswandlers 2 repräsentiert, zu erzeugen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel bedeutet "repräsentiert" dass das Signal (S_V1, S_I1, S_V2) das durch den Controller 5 erhalten wird, proportional ist zu den zugehörigen Parameter (V1, I1, V2), den es repräsentiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Controller 5 durch geeignetes Steuern des ersten Wandlers 3 und des zweiten Wandlers 4 dazu ausgebildet, die Leistungsquelle (PV-Paneel) 1 im MPP zu betreiben. "Betreiben des PV-Paneels 1 im MPP" bedeutet, dass der Leistungswandler 2 gesteuert durch den Controller 5 einen Eingangsstrom I1 von dem PV-Paneel 1 derart zieht, dass das PV-Paneel 1 im MPP betrieben wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel berechnet der Controller 5 basierend auf dem Eingangsspannungssignal S_V1 und dem Eingangsstromsignal S_I1 den momentanen Pegel der Ausgangsleistung des PV-Paneels 1 und stellt den Strom, der durch den aktivierten der ersten und zweiten Wandler 3, 4 von dem PV-Paneel gezogen wird, derart ein, dass das PV-Paneel bei einer gegebenen durch das PV-Paneel erhaltenen Solarleistung eine maximale Ausgangsleistung liefert.
Einer von mehreren allgemein bekannten Algorithmen kann in dem Controller 5 dazu verwendet werden, den MPP zu finden und den Eingangsstrom I1 einzustellen. Beispiele solcher Algorithmen umfassen den "Hill Climbing Algorithm" und den "Perturb and Observe Algorithm". Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Controller 5 dazu ausgebildet, durch Steuern des aktivierten der ersten und zweiten Wandler 3, 4 den Pegel des Eingangsstroms I1 innerhalb eines vorgegebenen Eingangsstrombereichs zu variieren, die Ausgangsleistung des PV-Paneels für jeden dieser Eingangsstrompegel zu messen und den Eingangsstrom I1 auf den Pegel einzustellen, für den die maximale Ausgangsleistung detektiert wurde. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Controller 5 dazu ausgebildet, durch Variieren des Pegels des Eingangsstroms I1 periodisch zu überprüfen, ob der momentane Betriebspunkt des PV-Paneels 1 immer noch der MPP ist, oder ob sich der MPP geändert hat. Wenn sich der MPP geändert hat, ist der Controller 5 dazu ausgebildet, den Pegel des Eingangsstroms I1 neu einzustellen, so dass das PV-Paneel 1 wieder im MPP arbeitet.
Der Controller 35 kann unter Verwendung dedizierter Schaltungen implementiert werden oder kann unter Verwendung von Hardware, wie beispielsweise einen Mikrocontroller, und auf der Hardware laufender Software implementiert werden.
Das Bereitstellen des Eingangsstromsignals S_I1 und des Eingangsspannungssignals S_V1 an den Controller 5, um den Controller 5 in die Lage zu versetzen, das PV-Paneel 1 in MPP zu betreiben, ist nur ein Beispiel. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel erhält der Controller 5 Signale, die die Ausgangsspannung V3 und den Ausgangsstrom I20 des Leistungswandlers 2 repräsentieren, und stellt den Eingangsstrom I1 derart ein, dass die Ausgangsleistung des Leistungswandlers 2 ein Maximum erreicht, wobei die Ausgangsleistung durch das Produkt des Ausgangsstroms I20 und der Ausgangsspannung V3 definiert ist. Der Ausgangsstrom I20 des Leistungswandlers 2 entspricht dem Ausgangsstrom I20 der Leistungswandlerschaltung, der durch die Last definiert ist. Allerdings könnte auch ein beliebiger anderer Algorithmus zum Detektieren des MPP eines PV-Paneels, wie beispielsweise das in 4 gezeigten PV-Paneels 1, und zum Einstellen des Eingangsstroms I1 derart, dass das PV-Paneel 1 im MPP betrieben wird, verwendet werden.
Bezug nehmend auf die vorangehende Beschreibung kann die Ausgangsspannung V2 des Leistungswandlers bei einem gegebenen, durch Last Z definierten Ausgangsstrom I20 abhängig von der durch das PV-Paneel 1 erhaltenen Eingangsleistung variieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Controller dazu ausgebildet, zu einem Zeitpunkt basierend auf einem Vergleichen der momentanen Eingangsspannung V1 mit der momentanen V2 einen der ersten und zweiten Wandler 3, 4 zu aktivieren und den anderen der ersten und zweiten Wandler 3, 4 zu deaktivieren. Ausführungsbeispiele eines in den Controller 5 implementierten Algorithmus zum Aktivieren eines der ersten und zweiten Wandler 3, 4 und Deaktivieren des anderen der ersten und zweiten Wandler 3, 4 sind nachfolgend anhand der 11A und 11B erläutert.
5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines ersten Wandlers 3 eines Leistungswandlers 2. Der in 5 gezeigte erste Wandler 3 ist als Hochsetzsteller (engl.: boost converter) ausgebildet. Er umfasst einen Eingang, der dem Eingang 21, 22 des Leistungswandlers 2 entspricht. Eine Reihenschaltung mit einer ersten Spule 31, wie beispielsweise einer Drossel, und einem ersten Schalter 33 ist in Reihe zwischen die Eingangsknoten 21, 22 geschaltet. Eine Reihenschaltung mit einem ersten Gleichrichterelement 32 und einem Ausgangskondensator 34 ist parallel zu dem ersten Schalter 33 geschaltet, wobei die Ausgangsspannung V3 des ersten Wandlers über dem Ausgangskondensator 34 verfügbar ist. Das erste Gleichrichterelement 32 ist bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel als Diode gezeichnet. Allerdings ist das Realisieren des ersten Gleichrichterelements 32 als Diode nur ein Beispiel. Andere Arten von Gleichrichterelementen könnten ebenfalls verwendet werden, um das erste Gleichrichterelement 32 zu realisieren. Ein Beispiel einer anderen Art von Gleichrichterelement ist ein Synchrongleichrichter (Synchronous Rectifier, SR), der einen MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) umfasst.
Der erste Schalter 33 kann als herkömmlicher elektronischer Schalter realisiert sein, wie beispielsweise als MOSFET, als IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), als Bipolar-Sperrschicht-Transistor (BJT, Bipolar Junction Transistor), als HEMT (High Electron-Mobility Transistor), oder ähnliches. Eine Ansteuerschaltung 35 steuert den ersten Schalter 33 basierend auf dem von dem Controller 5 (vergleiche 4, in 5 nicht gezeigt) erhaltenen ersten Steuersignal S3 an. Insbesondere steuert die Ansteuerschaltung 35 den ersten Schalter in pulsweitenmodulierter (PWM) Weise unter Verwendung eines Ansteuersignals S33 an, wobei das Ansteuersignal S33 einen Duty Cycle aufweist, der durch das erste Steuersignal S3 definiert ist.
Der in 5 gezeigte erste Wandler kann in einem aktivierten Zustand oder in einem deaktivierten Zustand betrieben werden. Im aktivierten Zustand wird der erste Schalter 33 des ersten Wandlers 3 basierend auf dem von der Ansteuerschaltung 35 erhaltenen Ansteuersignal S3 in pulsweitenmodulierter (PWM) Weise ein- und ausgeschaltet. In dieser Betriebsart stellt der erste Wandler 3 den Eingangsstrom I1 in einer Weise ein, die nachfolgend weiter im Detail erläutert wird. Im deaktivierten Zustand schaltet gemäß einem Ausführungsbeispiel das Ansteuersignal S33 den ersten Schalter dauerhaft aus, so dass der Strom I1, der von der Leistungsquelle 1 erhalten wird und durch den zweiten Wandler 4 (in 5 nicht dargestellt) definiert ist, dauerhaft durch die Spule 31 bzw. das Gleichrichterelement 32 fließt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel betreibt das Ansteuersignal S33 den ersten Wandler 3 im deaktivierten Zustand bei einem minimalen Duty Cycle. Dies ist nachfolgend weiter im Detail erläutert.
Drei Ausführungsbeispiele, wie die Ansteuerschaltung 35 den Schalter 33 im aktivierten Zustand betreiben kann, sind nachfolgend anhand der 6 und 7 erläutert. Die 6 und 7 veranschaulichen jeweils Zeitverläufe des Ansteuersignals S33, das den ersten Schalter 33 ansteuert, und des zugehörigen Eingangsstroms I1. In jedem Fall steuert die Ansteuerschaltung 35 den ersten Schalter 33 in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen derart an, dass das Ansteuersignal S33 in jedem Ansteuerzyklus den ersten Schalter 33 während einer Ein-Periode einschaltet und nachfolgend den ersten Schalter 33 während einer Aus-Periode ausschaltet. Eine Dauer der Ein-Periode wird nachfolgend als Ein-Zeit T33_on bezeichnet und eine Dauer der Aus-Periode wird nachfolgend als Aus-Zeit T33_off bezeichnet. Eine Gesamtdauer eines Ansteuerzyklus, die der Ein-Zeit T33_on plus der Aus-Zeit T33_off entspricht, wird nachfolgend als Zykluszeit T33 bezeichnet.
Ein Duty Cycle D33 des Ansteuersignals S33 ist definiert durch das Verhältnis zwischen der Dauer T33_on der Ein-Zeit und der Dauer T33 der Zykluszeit, das heißt D33 = T33_on/T33. Wenn der Duty Cycle null ist (D33 = 0) ist der erste Schalter 33 dauerhaft ausgeschaltet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel stellt das erste Steuersignal S33, das von dem Controller 5 (vergleiche 5) erhalten wird, den Duty Cycle des Ansteuersignals S33 ein.
In den 6 und 7 repräsentiert ein hoher Signalpegel des Ansteuersignals S33 einen Ein-Pegel, der den ersten Schalter 33 einschaltet, und ein niedriger Signalpegel repräsentiert einen Aus-Pegel, der den ersten Schalter 33 ausschaltet. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und nur zu Erläuterungszwecken.
Bezug nehmend auf die 6 und 7 nimmt der Eingangsstrom I1 während der Ein-Periode, wenn der erste Schalter 33 die erste Spule 31 zwischen die Eingangsknoten 21, 22 schaltet, so dass die erste Spule 31 im Wesentlichen die Eingangsspannung V1 erhält, zu. Während der Ein-Periode wird Energie magnetisch in der ersten Spule 31 gespeichert. Während der Aus-Periode wird die in der ersten Spule 31 gespeicherte Energie über das Gleichrichterelement 32 an den Ausgang des ersten Wandlers 3 bzw. den Ausgangskondensator 34 übertragen, so dass der Eingangsstrom I1 während der Aus-Zeit T33_off abnimmt.
Bezug nehmend auf das in 6 gezeigte Beispiel kann die Ansteuerschaltung 35 den ersten Wandler 3 in einem diskontinuierlichen Leitungsbetrieb (Discontinuous Conduction Mode, DCM) betreiben. In diesem Fall schaltet die Ansteuerschaltung 35 des ersten Schalter 33 bei einer festen Frequenz ein, so dass die Zykluszeit T33 konstant ist. Der durchschnittlich Eingangsstrom in einem Ansteuerzyklus kann durch Variieren der Ein-Zeit T33_on in den einzelnen Ansteuerzyklen variiert werden, was an einem Variieren des Duty Cycles in den einzelnen Ansteuerzyklen entspricht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 6 in gepunkteten Linien dargestellt ist, betreibt die Ansteuerschaltung 35 den ersten Wandler 3 in einem kontinuierlichen Leitungsbetrieb (Continuous Conduction Mode, CCM). In diesem Fall schaltet die Ansteuerschaltung 35 den ersten Schalter 33 bei einer festen Frequenz ein, wobei der Duty Cycle in jedem Ansteuerzyklus derart ist, dass der Eingangsstrom I1 während eines Ansteuerzyklus nicht auf null (0) absinkt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 7 dargestellt ist, betreibt die Ansteuerschaltung 35 den ersten Wandler 3 in einem kritischen Leitungsbetrieb (Critical Conduction Mode, CrCM). Bei dieser Betriebsart detektiert die Ansteuerschaltung 35 die Magnetisierung der ersten Spule 31 und schaltet den ersten Schalter 33 jedes Mal dann ein, wenn die erste Spule 31 entmagnetisiert wurde, das heißt, jedes Mal dann, wenn der Eingangsstrom I1 während der Aus-Periode auf null abgesunken ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der durchschnittliche Eingangsstrom I1 durch Variieren der Ein-Zeit T33_on variiert werden.
In jedem der oben erläuterten drei Betriebsarten ist der durchschnittliche Eingangsstrom I1 abhängig von der Ein-Zeit T33_on bzw. dem Duty Cycle D33. Der "durchschnittliche Eingangsstrom" ist der Durchschnitt des Eingangsstroms über einen Ansteuerzyklus. Damit kann der Controller 5 durch Einstellen des Duty Cycles D33 unter Verwendung des ersten Steuersignals S3 den (durchschnittlichen) Eingangsstrom I1 einstellen, um das PV-Paneel 1 in MPP zu betreiben.
Wenn die Leistungsquelle 1 eine bestimmte Eingangsleistung an den ersten Wandler 3 liefert, führt das Erhöhen des Pegels des durchschnittlichen Eingangsstroms I1 zu einen absinkenden Pegel der Eingangsspannung V1, und ein Verringern des Pegels des durchschnittlichen Eingangsstrom I1 führt zu einem ansteigenden Pegel der Eingangsspannung V1. Bezug nehmend auf die obige Erläuterung kann der Controller 5 den (durchschnittlichen) Eingangsstrom I1 variieren, um das PV-Paneel im MPP zu betreiben.
8 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des zweiten Wandlers 4, der den Ausgangsstrom I3 und die Ausgangsspannung V3 von dem zugehörigen ersten Wandler 3 erhält. Der in 8 dargestellte zweite Wandler ist als Tiefsetzsteller (engl.: buck converter) ausgebildet, der eine Reihenschaltung mit einem zweiten Schalter 41 und einer zweiten Spule 43 aufweist, die zwischen einen Ausgangsknoten des ersten Wandlers 3 und einen Ausgangsknoten 23 (den ersten Ausgangsknoten 23 im vorliegenden Ausführungsbeispiel) des zweiten Wandlers 4 geschaltet ist. Ein zweites Gleichrichterelement 42 ist zwischen den anderen Ausgangsknoten 24 und einen Schaltungsknoten zwischen den zweiten Schalter 41 und der zweiten Spule 43 geschaltet.
Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das zweite Gleichrichterelement 42 als Diode gezeichnet. Allerdings ist das Realisieren des zweiten Gleichrichterelements 42 als Diode nur ein Beispiel. Andere Arten von Gleichrichterelementen können ebenso verwendet werden, um das zweite Gleichrichterelement 42 zu realisieren. Ein Beispiel einer anderen Art eines Gleichrichterelements ist ein Synchrongleichrichter (Synchronous Rectifier, SR), der einen MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) aufweist. Der zweite Schalter 41 kann als herkömmlicher elektronischer Schalter realisiert werden, wie beispielsweise als MOSFET, als IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), als Bipolar-Sperrschicht Transistor (BJT, Bipolar Junction Transistor), als HEMT (High Electron-Mobility Transistor), oder ähnliches. Die Spule 43 kann eine Drossel umfassen und kann zusätzlich Leitungsinduktivitäten umfassen, die aus Verbindungsleitungen zwischen den Ausgängen der einzelnen Leistungswandler 2 ₁–2 _n (vergleiche 1) bzw. zwischen den Ausgängen der Leistungswandler 2 ₁–2 _n und dem Ausgang der Leistungswandlerschaltung 20 resultieren.
Eine Ansteuerschaltung 44 steuert den ersten Schalter 41 basierend auf dem von dem Controller 5 (vergleiche 4, in 8 nicht dargestellt) erhaltenen Ansteuersignal an. Insbesondere steuert die Ansteuerschaltung 44 den zweiten Schalter 41 in einer pulsweitenmodulierten (PWM) Weise unter Verwendung eines Ansteuersignals S41 an, wobei das Ansteuersignal S41 einen Duty Cycle aufweist, der durch das zweite Steuersignal S4 definiert ist.
Wie der erste Wandler 3 kann der in 8 gezeigte zweite Wandler 4 in einem aktivierten Zustand oder in einem deaktivierten Zustand betrieben werden. Im aktivierten Zustand wird der zweite Schalter 41 des zweiten Wandlers 4 in einer pulsweitenmodulierten (PWM) Weise basierend auf den von der Ansteuerschaltung 41 erhaltenen Ansteuersignals S41 angesteuert. In diesem Betriebszustand stellt der zweite Wandler 4 den Eingangsstrom I1 in einer Weise ein, die nachfolgend weiter im Detail erläutert wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel schaltet das Ansteuersignal S41 im deaktivierten Zustand den ersten Schalter dauerhaft ein, so dass der Strom I1, der von der Leistungsquelle 1 erhalten wird und durch den ersten Wandler 3 (in 8 nicht dargestellt) definiert wird, dauerhaft durch den ersten Schalter 41 bzw. die Spule 43 fließt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel betreibt das Ansteuersignal S41 den zweiten Wandler im deaktivierten Zustand bei einem maximalen Duty Cycle. Dies ist nachfolgend weiter im Detail erläutert.
Drei Ausführungsbeispiele, wie die Ansteuerschaltung 44 den zweiten Schalter 41 betreiben kann, sind nachfolgend anhand der 9 und 10 erläutert. Die 9 und 10 veranschaulichen jeweils Zeitverläufe des Ansteuersignals S41, das den zweiten Schalter 41 ansteuert, und des zugehörigen Ausgangsstroms I4. In jedem Fall betreibt die Ansteuerschaltung 44 den zweiten Schalter 41 in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen derart, dass in jedem Ansteuerzyklus das Ansteuersignal S41 den zweiten Schalter 41 in einer Ein-Periode einschaltet und den zweiten Schalter 41 in einer nachfolgenden Aus-Periode ausschaltet. Eine Dauer der Ein-Periode wird nachfolgend als Ein-Zeit T41_on bezeichnet und eine Dauer der Aus-Periode wird nachfolgend als Aus-Zeit T41_off bezeichnet. Eine Gesamtdauer eines Ansteuerzyklus, die der Ein-Zeit 41on plus der Aus-Zeit T41_off entspricht, wird nachfolgend als Zykluszeit T41 bezeichnet.
Ein Duty Cycle D41 des Ansteuersignals S41 ist definiert durch das Verhältnis zwischen der Dauer T41_on der Ein-Zeit und der Dauer T41 der Zykluszeit, d.h. D41 = T41_on/T41. Wenn der Duty Cycle eins (D41 = 1) ist, ist der zweite Schalter 41 dauerhaft eingeschaltet.
In den 9 und 10 repräsentiert ein hoher Signalpegel des Ansteuersignals S41 einen Ein-Pegel, der den ersten Pegel 41 einschaltet, und ein niedriger Signalpegel repräsentiert einen Aus-Pegel, der den ersten Schalter 41 ausschaltet. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und nur zur Veranschaulichung.
Bezug nehmend auf die 9 und 10 nimmt der Ausgangsstrom I4 während der Ein-Periode, wenn der zweite Schalter 41 die zweite Spule 43 zwischen den Ausgang des ersten Wandlers 3 (in 8 nicht gezeigt), wo die Ausgangsspannung V3 und der Ausgangsstrom I3 verfügbar sind, und den Ausgang des zweiten Wandlers 4 schaltet, so dass die zweite Spule 43 eine Spannung erhält, die im Wesentlichen der Ausgangsspannung V3 des ersten Wandlers 3 minus der Ausgangsspannung des zweiten Wandlers 4 entspricht, zu. Während der Ein-Periode wird Energie magnetisch in der zweiten Spule 43 gespeichert. Während der Aus-Periode wird die in der zweiten Spule 43 gespeicherte Energie an den Ausgang 23, 24 des zweiten Wandlers 4 übertragen, so dass der Ausgangsstrom I4 während der Aus-Zeit T41_off abnimmt. Während der Aus-Periode wirkt das zweite Gleichrichterelement 42 als Freilaufelement, welches ermöglichst, dass der Ausgangsstrom I4 weiterhin durch die Spule 43 fließt, nachdem der zweite Schalter ausgeschaltet wurde.
Bezug nehmend auf das in 9 gezeigte Beispiel kann die Ansteuerschaltung 44 den zweiten Wandler 4 in einem diskontinuierlichen Leitungsbetrieb (Discontinuous Conduction Mode, DCM) betreiben. In diesem Fall schaltet die Ansteuerschaltung 44 den zweiten Schalter 41 mit einer festen Frequenz ein, so dass die Zykluszeit T41 konstant ist. Der durchschnittliche Ausgangsstrom in einem Ansteuerzyklus kann variiert werden. Durch Variieren der Ein-Zeit T41_on in den einzelnen Ansteuerzyklen, was einem Variieren des Duty Cycle in den einzelnen Ansteuerzyklen entspricht. Der Duty Cycle ist das Verhältnis zwischen der Ein-Zeit T41_on und der Zykluszeit T41 (T41_on/T41).
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 9 in gepunkteten Linien dargestellt ist, betreibt die Ansteuerschaltung 44 den zweiten Wandler 4 in einem kontinuierlichen Leitungsbetrieb (Continuous Conduction Mode). In diesem Fall schaltet die Ansteuerschaltung 44 den zweiten Schalter 41 bei einer festen Frequenz ein, wobei der Duty Cycle in jedem Ansteuerzyklus ist, dass der Ausgangsstrom I4 während eines Duty Cycle nicht auf null absinkt.
Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 4 gezeigt ist, betreibt die Ansteuerschaltung 44 den zweiten Wandler in einem kritischen Leitungsbetrieb (CrCM). In dieser Betriebsart detektiert die Ansteuerschaltung 44 die Magnetisierung der zweiten Spule 43 und schaltet den zweiten Schalter 41 jedes Mal dann ein, wenn die zweite Spule 43 entmagnetisiert wurde, d.h. jedes Mal dann, wenn der Eingangsstrom I3 während der Aus-Periode auf null abgesunken ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der durchschnittliche Eingangsstrom I3 durch Variieren der Ein-Zeit T41_on variiert werden.
Bei jeder der oben erläuterten drei Betriebsarten ist der durchschnittliche Eingangsstrom I3, der dem von dem PV-Paneel erhaltenen Eingangsstrom I1 entspricht, wenn der erste Wandler 3 (in 8 nicht gezeigt) deaktiviert ist und der zweite Wandler 4 aktiviert ist, abhängig von der Ein-Zeit (T41_on bzw. dem Duty Cycle D41). Der "durchschnittliche Eingangsstrom" ist der durchschnittliche Eingangsstrom über einen Ansteuerzyklus. Damit kann der Controller 5 durch Einstellen Duty Cycle D41 unter Verwendung des zweiten Steuersignals S4 den (durchschnittlichen) Eingangsstrom I1 einstellen, um das PV-Paneel 1 im MPP zu betreiben.
Eine Schaltfrequenz der Ansteuerschaltungen 35, 44 in den ersten und zweiten Wandlern 3, 4 ist beispielsweise zwischen 10 kHz und einigen 100 kHz, oder sogar höher. Die "Schaltfrequenz" ist die Frequenz, bei welcher die Ansteuerschaltung 35, 44 den zugehörigen Schalter 43, 41 im aktivierten Zustand des jeweiligen ersten oder zweiten Wandlers 3, 4 einschaltet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Controller 5 dazu ausgebildet nur ein Steuersignal zu erzeugen, das durch den ersten und zweiten Wandler 3, 4 erhalten wird. In diesem Fall sind das in 4 gezeigte erste Steuersignal S3 und das zweite Steuersignal S4 gleich, das heißt, S3 = S4. Eine Betriebsart eines Leistungswandlers 2, der mit einem Controller 5 realisiert ist, der nur ein Steuersignal (S3 = S4) erzeugt, ist nachfolgend anhand von 11A erläutert. Nachfolgend bezeichnet S34 (= S3 = S4) das eine Steuersignal, das durch den Controller 5 erzeugt und von beiden, den ersten Wandler 3 und den ersten Wandler 4, erhalten wird.
11A veranschaulicht schematisch das Steuersignal S3 = S4, das durch den Controller bereitgestellt wird, und die Duty Cycles D33, D34 des ersten Ansteuersignals S33 (vergleiche 5), das die erste Ansteuerschaltung 35 (vergleiche 5) basierend auf dem Steuersignal S34 erzeugt, und des zweiten Ansteuersignals S41 (vergleiche 8), das die zweite Ansteuerschaltung 35 (vergleiche 5) basierend auf dem Steuersignal S34 erzeugt.
Bezug nehmend auf 11A kann der Controller 5 das Steuersignal S34 derart erzeugen, das ein Signalpegel des Steuersignals zwischen einem minimalen Pegel S_MIN und einem maximalen Pegel S_MAX variiert. Jeder Signalpegel des Steuersignals S34 ist einem Duty Cycle D33 des Ansteuersignals S33 in dem ersten Wandler 3 und einem Duty Cycle D41 des Ansteuersignals S41 in dem zweiten Wandler 4 zugeordnet. Jeder dieser Duty Cycles D33, D41 kann zwischen einem minimalen Pegel D_MIN und einem maximalen Pegel D_MAX variieren.
Bei dem in 11A gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Duty Cycle D33 des ersten Wandlers 3 im Wesentlichen den minimalen Pegel D_MIN, wenn der Signalpegel des Steuersignals S34 zwischen dem minimalen Signalpegel S_MIN und einem Schwellenpegel S₀ ist, währen der Duty Cycle D41 des zweiten Wandlers 4 zunimmt, wenn der Signalpegel des Steuersignals S34 zwischen dem minimalen Signalpegel S_MIN und dem Schwellenpegel S₀ zunimmt. Nachfolgend wird der Bereich zwischen dem minimalen Signalpegel S_MIN und dem Schwellenpegel S₀ als erstes Intervall bezeichnet. Wie oben ausgeführt wurde, gibt es eine Betriebsart, bei der der erste Wandler 3 deaktiviert ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der erste Wandler deaktiviert, wenn der zugehörige Duty Cycle D33 den minimalen Pegel D_MIN besitzt und der zweite Wandler 4 wird aktiviert, wenn der Duty Cycle D41 unterhalb des maximalen Pegels D_MAX ist. Damit ist der erste Wandler 3 deaktiviert und der zweite Wandler 4 ist aktiviert, wenn der Signalpegel des ersten Steuersignals S34 in dem ersten Intervall ist.
Außerdem besitzt der Duty Cycle D41 des zweiten Wandlers 41 im Wesentlichen den maximalen Pegel D_MAX, wenn der Signalpegel des Steuersignals S34 zwischen dem Schwellenpegel S₀ und dem maximalen Pegel S_MAX ist, während der Duty Cycle D33 des ersten Wandlers 3 zunimmt, wenn der Signalpegel des Steuersignals S34 zwischen dem Schwellenpegel S₀ und dem maximalen Signalpegel S_MAX zunimmt. Nachfolgend wird der Bereich zwischen dem Schwellenpegel S₀ und dem maximalen Signalpegel S_MAX als zweites Intervall bezeichnet. Wie oben ausgeführt wurde, wird der zweite Wandler 41 deaktiviert, wenn der zugehörige Duty Cycle D41 den maximalen Signalpegel D_MAX und der erste Wandler 3 wird aktiviert, wenn der Duty Cycle D33 den minimalen Pegel besitzt. Damit wird der zweite Wandler 4 deaktiviert und der erste Wandler 2 wird aktiviert, wenn der Signalpegel des Steuersignals S34 im zweiten Intervall ist.
11 zeigt, dass die Duty Cycles D41, D33 kontinuierlich zunehmen, wenn der Signalpegel des Steuersignals S34 im ersten bzw. zweiten Intervall zunimmt, wobei jeder Signalpegel des Steuersignals S34 einem unterschiedlichen Duty-Cycle-Pegel der Duty Cycles D33, D41 zugeordnet ist. Dies ist jedoch nur zum Zweck der Erläuterung. Das Steuersignal S34 kann ein analoges Signal sein (wie in 11A schematisch dargestellt ist). Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Steuersignal S34 ein digitales (diskretes) Signal, das nur eine vordefinierte Anzahl von unterschiedlichen Signalpegeln annehmen kann, wobei jedem dieser Signalpegel ein Duty-Cycle-Pegel des ersten Duty Cycles D33 und ein Duty-Cycle-Pegel des zweiten Duty Cycles D41 zugeordnet ist.
Die ersten und zweiten Ansteuerschaltungen 35, 44 sind dazu ausgebildet, die ersten und zweiten Ansteuersignale S33, S41 mit einem Duty Cycle zu erzeugen, der gemäß der in 11A Kennlinie auf dem Steuersignal S34 basiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst jede der ersten und zweiten Ansteuerschaltungen 35, 44 eine Nachschlagetabelle, welche die Signalpegel des Steuersignals S34 auf die zugehörige Duty-Cycle-Pegel gemäß der in 11A gezeigten Kennlinie abbildet. Das heißt, die erste Ansteuerschaltung umfasst eine erste Nachschlagetabelle, welche die Signalpegel des Steuersignals S34 gemäß der in 11A mit "D33" bezeichneten Kurve auf Duty-Cycle-Pegel abbildet, und die zweite Ansteuerschaltung 45 umfasst eine zweite Nachschlagetabelle, welche die Signalpegel des Steuersignals S34 gemäß der in 11A mit "D41" bezeichneten Kurve auf Duty-Cycle-Pegel abbildet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst jede der ersten und zweiten Ansteuerschaltungen 35, 44 eine Berechnungseinheit, welche die Duty-Cycle-Pegel basierend auf dem Signalpegel des Steuersignals berechnet. Die Berechnungseinheit in der ersten Ansteuerschaltung 45 kann den Duty-Cycle-Pegel des Duty Cycles D33 wie folgt berechnen: D33 = D_MIN, wenn S34 ≤ S₀ D33 = (S34 – S₀)/(S_MAX – S₀), wenn S34 > S₀ (1), während die Berechnungseinheit in der zweiten Ansteuerschaltung 35 den Duty-Cycle-Pegel des Duty Cycles D41 wie folgt berechnen kann: D41 = (S34 – S_MIN)/(S₀ – S_MIN), wenn S34 ≤ S₀ D41 = D_MAX, wenn S34 > S₀ (2).
Jede der ersten und zweiten Ansteuerschaltungen 35, 44 kann außerdem einen PWM-Modulator enthalten, der die nachgeschlagenen oder berechneten Duty-Cycle-Pegel erhält und das zugehörige Ansteuersignal gemäß diesem Duty-Cycle-Pegel erzeugt. Solche PWM-Modulatoren sind bekannt, so dass diesbezüglich keine weiteren Erläuterungen notwendig sind.
Um zu verhindern, dass der Leistungswandler 2 häufig zwischen dem ersten Wandler 3 und dem zweiten Wandler 4 wechselt, wenn das Steuersignal S34 nahe S₀ ist, kann der Leistungswandler 2 gemäß der in 11B gezeigten Kennlinie betrieben werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel gibt es zwei unterschiedliche Schwellen S₀₁, S₀₂, wobei der erste Duty Cycle D33 den maximalen Pegel besitzt und der zweite Duty Cycle den minimalen Pegel besitzt, wenn das Steuersignal S34 zwischen diesen zwei Schwellen ist. Basierend auf den Gleichungen (1) und (2) kann die in 11B gezeigte Kennlinie, das heißt, der erste Duty Cycle D33 und der zweite Duty Cycle D41, wie folgt berechnet werden: D33 = D_MIN, wenn S34 ≤ S₀₂ D33 = (S34 – S₀₂)/(S_MAX – S₀₂), wenn S34 > S₀₂ (3) D41 = (S34 – S_MIN)/(S₀₁ – S_MIN), wenn S34 ≤ S₀₁ D41 = D_MAX, wenn S34 > S₀₁ (4).
Eine Betriebsweise des Leistungswandlers 2 ist nachfolgend erläutert. Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, dass der Controller 5 den Signalpegel des Steuersignals S34 zunächst auf dem minimalen Pegel S_MIN hält. Dadurch ist der erste Wandler 3 deaktiviert (D33 = D_MIN) und der Duty Cycle D41 des zweiten Wandlers D4 besitzt den minimalen Pegel D_MIN, so dass der zweite Schalter 41 (vgl. 8) im Wesentlichen verhindert, dass ein Strom von der Leistungsquelle 1 zu der Last Z fließt. Der Controller beginnt dann den Signalpegel des Steuersignals S34 zu erhöhen, wodurch der zweite Wandler 4 veranlasst wird, einen Strom von der Leistungsquelle 1 zu ziehen, während der erste Wandler 3 deaktiviert ist (das heißt, er erlaubt den durch den zweiten Wandler 4 gezogenen Strom zu passieren). Während der Controller 5 den Signalpegel des Steuersignals S34 erhöht, überwacht er in zuvor erläuterter Weise die durch die Leistungsquelle 1 bereitgestellte Leistung. Ein zunehmender Signalpegel des Steuersignals S34 führt zu einem zunehmend Duty Cycle zunächst des zweiten Wandlers 4 und dann des ersten Wandlers 3, so dass der Eingangsstrom I3 zunimmt, während der Signalpegel des Steuersignals S34 zunimmt.
Der Controller 5 hört auf, den Signalpegel des Steuersignals S34 zu erhöhen, oder reduziert sogar den Signalpegel, wenn er detektiert, dass ein weiterer Anstieg des Signalpegels zu einer durch die Leistungsquelle bereitgestellten abnehmenden Leistung führt, das heißt, wenn der MPP der Leistungsquelle 1 erreicht wurde. Der Controller 5 kann den Signalpegel des Steuersignals S34, bei dem der MPP der Leistungsquelle 1 detektiert wurde, halten und kann von Zeit zu Zeit den Eingangsstrom I1 durch Variieren des Signalpegels S34 des Steuersignals leicht variieren, um zu detektieren, ob die Leistungsquelle 1 immer noch im MPP arbeitet.
Die einzelnen Leistungswandler 2 ₁–2 _n der Leistungswandlerschaltung 20 können autonom arbeiten. Das heißt, jeder der Leistungswandler 2 ₁–2 _n stellt den Eingangsstrom I1₁–I1_n so ein, dass die zugehörige Leistungsquelle 1 ₁–1 _n im MPP betrieben wird. Eine Kommunikation zwischen den einzelnen Leistungswandlern 2 ₁–2 _n ist nicht erforderlich.
Bezugnehmend auf die obige Erläuterung wird der erste Wandler 3 deaktiviert, wenn der Duty Cycle D33 des ersten Wandlers 3 den minimalen Pegel D_MIN besitzt und der zweite Wandler 4 wird deaktiviert, wenn der zweite Schalter 41 den maximalen Pegel D_MAX besitzt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist D_MIN = 0. In diesem Fall wird der erste Schalter 33 in dem ersten Wandler dauerhaft ausgeschaltet, wenn der erste Wandler 3 deaktiviert wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist D_MAX = 1 (D_MAX = 100%). In diesem Fall wird der zweite Schalter 41 in dem zweiten Wandler 4 dauerhaft eingeschaltet, wenn der zweite Wandler 4 deaktiviert ist.
Allerdings kann es Gründe geben, den ersten Schalter 33 nicht dauerhaft auszuschalten und/oder den zweiten Schalter 41 nicht dauerhaft einzuschalten. In dem in 8 gezeigten Wandler 4 kann eine Versorgungsspannung der Ansteuerschaltung 44 beispielsweise unter Verwendung einer Bootstrap-Schaltung (nicht dargestellt) aus einer Spannung über dem zweiten Schalter 41 erzeugt werden. Dies erfordert allerdings, dass der zweite Schalter 41 getaktet betrieben wird. Daher ist gemäß einem Ausführungsbeispiel DMX niedriger als 100%. Daher wird im deaktivierten Zustand des zweiten Wandlers 4 der zweite Schalter 41 nicht dauerhaft eingeschaltet, sondern wird bei einem hohen Duty Cycle, der sich von 100% unterscheidet, betrieben. D_MAX ist beispielsweise zwischen 97% und 99,9%. Wenn er beim maximalen Duty Cycle D_MAX betrieben wird, lässt der zweite Wandler 4 den durch den ersten Wandler 3 bereitgestellten Strom im Wesentlichen passieren, so dass der zweite Wandler 4 als deaktiviert angesehen werden kann, wenn er bei D_MAX betrieben wird.
Entsprechend kann der erste Wandler 3 so betrieben werden, dass im deaktivierten Zustand der erste Schalter 33 nicht dauerhaft ausgeschaltet ist. Das heißt, der erste Wandler wird bei einem minimalen Duty Cycle D_MIN betrieben, der sich von Null (0%) unterscheidet. D_MIN ist beispielsweise zwischen 0,1% und 3%. Wenn er bei minimalen Duty Cycle D_MIN betrieben wird, lässt der erste Wandler 3 den durch den zweiten Wandler 4 gezogenen Strom im Wesentlichen passieren, so dass der erste Wandler 3 als deaktiviert angesehen werden kann, wenn er bei D_MIN betrieben wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der erste Wandler 3 im deaktivierten Zustand in einem Burst-Betrieb betrieben. Im Burst-Betrieb wird der erste Schalter 33 nicht in jedem Ansteuerzyklus betrieben (eingeschaltet), so dass es Ansteuerzyklen gibt in den der Duty Cycle D33 Null ist. Diese Ansteuerzyklen werden nachfolgend als Ruhezyklen bezeichnet. Außerdem gibt es Ansteuerzyklen, in denen der erste Schalter 33 bei einem vordefinierten Burst-Betrieb-Duty-Cycle, der sich von Null unterscheidet, betrieben wird. Der Burst-Betrieb-Duty-Cycle ist beispielsweise aus einem Bereich zwischen 1% und 5% ausgewählt. Diese Ansteuerzyklen werden nachfolgend als Burstzyklen bezeichnet. Ruhezyklen und Burstzyklen können weitgehend beliebig kombiniert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel folgt jeder Sequenz mit einer vordefinierten ersten Anzahl N1 (mit N1 ≥ 1) von Ruhezyklen eine vordefinierte Anzahl N2 (mit N2 ≥ 1) von Burstzyklen.
Entsprechend kann der zweite Wandler 4 deaktiviertem Zustand in einem Burst-Betrieb betrieben werden. Der Burst-Betrieb des zweiten Wandlers 4 unterscheidet sich vom Burst-Betrieb des ersten Wandlers 3 dadurch, dass im Ruhezyklus des zweiten Wandlers 4 der Duty Cycle D41 100% ist, so dass der zweite Schalter 41 dauerhaft eingeschaltet ist. In den Burstzyklen wird der zweite Schalter 41 bei einem vordefinierten Burst-Betrieb-Duty-Cycle der sich von 100% unterscheidet, betrieben. Der Burst-Betrieb-Duty-Cycle wird beispielsweise aus einem Bereich zwischen 95% und 99% ausgewählt.
12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leistungswandlerschaltung. Bei diesem Ausführungsbeispiel erhält ein weiterer Leistungswandler 6 die Ausgangsspannung V20 und den Ausgangsstrom I20 von der oben erläuterten Leistungswandlerschaltung 20. Nachfolgend wird die Leistungswandlerschaltung 20 als erste Leistungswandlerschaltung bezeichnet, und der weitere Leistungswandler 6 wird nachfolgend als zweite Leistungswandlerschaltung bezeichnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zweite Leistungswandlerschaltung 6 ein Leistungsinverter, der dazu ausgebildet ist, den Gleichstrom (direct current, DC) I20 von der ersten Leistungswandlerschaltung 20 zu erhalten und einen Wechselstrom (alternating current, AC) I6 an ein Spannungsnetz zu liefern. Das Spannungsnetz ist bei dem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Wechselspannungsquelle 7 dargestellt. Ein Leistungsinverter, der dazu ausgebildet ist, einen Eingangsgleichstrom in einen Ausgangswechselstrom zu wandeln, ist bekannt, so dass diesbezüglich keine weiteren Erläuterungen notwendig sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zweite Leistungswandlerschaltung 6 außerdem dazu ausgebildet, den von der ersten Leistungswandlerschaltung 20 erhaltenen Eingangsstrom I20 so zu steuern, dass die von der ersten Leistungswandlerschaltung 20 erhaltene Leistung ein Maximum erreicht. Das heißt, die zweite Leistungswandlerschaltung 6 kann zusätzlich wie ein MPP-Tracker funktionieren, der dazu ausgebildet ist, den Eingangsstrom I20 zu variieren und die von der ersten Leistungswandlerschaltung 20 erhaltene Eingangsleistung zu messen, um die von der ersten Leistungswandlerschaltung 20 erhaltene Eingangsleistung zu maximieren.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der zweite Leistungswandler 6 dazu ausgebildet, den Eingangsstrom I20 derart einzustellen, dass die Eingangsspannung V20 im Wesentlichen konstant ist. Der Eingangsstrom I20 multipliziert mit der Eingangsspannung V20 entspricht der Eingangsleistung der zweiten Leistungswandlerschaltung 6. Diese Eingangsleistung entspricht im Wesentlichen der durch die kaskadierten Leistungswandler 2 ₁–2 _n bereitgestellten Leistung. Diese Leistung kann abhängig von der durch die PV-Paneele 1 ₁–1 _n erhaltene Solarleistung variieren. Bei einem gegebenen Eingangsstrom I20 nimmt die Eingangsspannung V20 zu, wenn die an den zweiten Leistungswandlerschaltung 6 gelieferte Leistung zunimmt, und die Eingangsspannung V20 nimmt ab, wenn die an die zweite Leistungswandlerschaltung 6 bereitgestellte Leistung abnimmt. Daher ist die zweite Leistungswandlerschaltung 6 dazu ausgebildet, den Eingangsstrom I20 zu verringern, wenn die Eingangsspannung V20 absinkt, um dem Absinken der Eingangsspannung V20 entgegen zu wirken und die Eingangsspannung V20 im Wesentlich konstant zu halten, und den Eingangsstrom I20 zu erhöhen, wenn die Eingangsspannung V20 zunimmt, um der Zunahme der Eingangsspannung V20 entgegen zu wirken und die Eingangsspannung V20 im Wesentlich konstant zu halten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 13 gezeigt ist, gibt es einen Haupt-Controller (engl.: master controller) 8, der bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem die zweite Leistungswandlerschaltung 20 die Ausgangsspannung V20 regelt, Signale erhält, die die momentanen Ausgangsleistungen der einzelnen zwei Wandler 4 ₁–4 _n repräsentieren. Diese Signale S_v41–S_V4n können beispielsweise die einzelnen Ausgangsspannungen 4 ₁–4 _n repräsentieren da diese Ausgangsspannungen 4 ₁–4 _n die Ausgangsleistungen der einzelnen Wandler 4 ₁–4 _n repräsentieren, wenn die Ausgangströme I4₁–I4_n der einzelnen zweiten Wandler im Wesentlichen gleich sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Haupt-Controller 7 dazu ausgebildet, solche der Leistungswandler 2 ₁–2 _n zu detektieren, deren momentane Ausgangsleistung unterhalb eines vordefinierten Leistungspegels liegt, und solche Leistungswandler auszuschalten. Das Ausschalten eines Leistungswandlers 2 mit einer momentanen Ausgangsleistung, die unterhalb des vordefinierten Leistungspegels liegt, umfasst das Betreiben des Leistungswandlers 2 bei einer Betriebsart, die es ermöglicht, dass der Ausgangsstrom I20 passiert. Dies kann das Ausschalten des zweiten Schalters 41 (vgl. 8) in dem jeweiligen zweiten Wandler 4 umfassen, solange der Leistungswandler 2 deaktiviert werden soll. In deaktiviertem Zustand erlaubt das Gleichrichterelement 42 (vgl. 8) des zweiten Wandlers, dass der Strom, der durch aktivierte zweite Wandler bereitgestellt wird, durch den zweiten Wandler 4 fließt.

Claims

Leistungswandlerschaltung, die aufweist: mehrere Leistungswandlers, die jeweils aufweisen: einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, eine Eingangsleistung von einer Leistungsquelle zu erhalten, einen Ausgang, einen ersten Wandler, der an den Eingang angeschlossen ist, und einen zweiten Wandler, der zwischen den ersten Wandler und den Ausgang geschaltet ist, wobei die Ausgänge der mehreren Leistungswandler an einem Ausgang der Leistungswandlerschaltung in Reihe geschaltet sind, wobei der erste Wandler eine erste Spule aufweist und wobei der zweite Wandler eine zweite Spule aufweist.
Leistungswandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der der erste Wandler eine Hochsetzsteller-Topologie aufweist und bei der der zweite Wandler eine Tiefsetzsteller-Topologie aufweist.
Leistungswandlerschaltung nach Anspruch 2, bei der der die Leistungsquelle ein PV-Paneel aufweist.
Leistungswandlerschaltung nach einem der Ansprüche 1–3, bei der sowohl der erste Wandler als auch der zweite Wandler dazu ausgebildet ist, in einem von einem aktivierten Zustand und einem deaktivierten Zustand betrieben zu werden, bei der nur einer von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler zu einem Zeitpunkt im aktivierten Zustand betrieben wird, und bei dem der eine von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler, der im aktivierten Zustand betrieben wird, dazu ausgebildet ist, die von der Leistungsquelle erhaltene Eingangsleistung zu regeln.
Leistungswandlerschaltung nach Anspruch 4, bei der jeder der Leistungswandler weiterhin einen Controller aufweist, der dazu ausgebildet ist, eine Betriebsart jedes von dem ersten Leistungswandler und dem zweiten Leistungswandler zu steuern.
Leistungswandlerschaltung nach Anspruch 5, bei der der Controller dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal zu erzeugen, das sowohl von dem ersten Wandler als auch von dem zweiten Wandler erhalten wird.
Leistungswandlerschaltung nach Anspruch 6, bei dem jeder von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler ein getakteter Wandler ist, der dazu ausgebildet ist, in einem getakteten Betrieb zu arbeiten, und bei dem jeder von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler dazu ausgebildet ist einen Duty Cycle eines getakteten Betriebs basierend auf dem Steuersignal einzustellen.
Leistungswandlerschaltung nach Anspruch 6, bei der der Controller dazu ausgebildet ist, das Steuersignal basierend auf wenigstens einem der folgenden zu erzeugen: einer Eingangsleistung, die von dem Leistungswandler erhalten wird, einer Ausgangsleistung, die durch den Leistungswandler bereitgestellt wird.
Leistungswandlerschaltung nach einem der Ansprüche 1–8, die weiterhin aufweist: einen weiteren Leistungswandler, der an den Ausgang angeschlossen ist.
Leistungswandlerschaltung nach Anspruch 9, bei der der weitere Leistungswandler dazu ausgebildet ist, die Spannung am Ausgang zu regeln.
Verfahren das aufweist: Erhalten einer Eingangsleistung von einer Leistungsquelle durch jeden von mehreren Leistungswandlern, wobei jeder Leistungswandler aufweist: einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, die Eingangsleistung zu erhalten, einen Ausgangs, einen ersten Wandler, der an den Eingang angeschlossen ist, und einen zweiten Wandler, der zwischen den ersten Wandler und den Ausgang geschaltet ist, wobei die Ausgänge der mehreren Leistungswandler an einem Ausgang der Leistungswandlerschaltung in Reihe geschaltet sind, wobei der erste Wandler eine erste Spule aufweist und wobei der zweite Wandler eine Spule aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der erste Wandler eine Hochsetzsteller-Topologie aufweist und bei dem zweite Wandler eine Tiefsetzsteller-Topologie aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Leistungsquelle ein PV-Paneel aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11–13, das aufweist: Betreiben nur eines von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler im aktivierten Zustand zu einem Zeitpunkt und Regeln der von der Leistungsquelle erhaltenen Leistung durch den einen von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler, der im aktivierten Zustand betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, das aufweist: in jedem der Leistungswandler, Steuern einer Betriebsart jedes von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler durch einen Controller.
Verfahren nach Anspruch 15, das aufweist: Erzeugen eines Steuersignals, das sowohl durch den ersten Wandler als auch den zweiten Wandler erhalten wird, durch den Controller.
Verfahren nach Anspruch 16, das aufweist: Betreiben jedes von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler in einem getakteten Betrieb und Einstellen eines Duty Cycle des getakteten Betriebs in jedem von dem ersten Wandler und dem zweiten Wandler basierend auf dem Steuersignal.
Verfahren nach Anspruch 16, das aufweist: Erzeugen des Steuersignals basierend auf wenigstens einem der folgenden: einer Eingangsleistung, die durch den Leistungswandler erhalten wird, einer Ausgangsleistung, die durch den Leistungswandler bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11–18, das weiterhin aufweist: Regeln der Spannung am Ausgang durch einen weiteren Leistungswandler.