DE102019130658A1 - Wechselrichter zur reduzierung des klirrfaktors über die tastverhältnissteuerung - Google Patents

Wechselrichter zur reduzierung des klirrfaktors über die tastverhältnissteuerung Download PDF

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Abstract

Diese Offenbarung stellt einen Wechselrichter zur Reduzierung des Klirrfaktors über die Tastverhältnissteuerung bereit.Ein Wechselrichter beinhaltet Schalter, einen Transformator, einen Gleichrichter, einen Hochspannungs (HV)-Bus, eine H-Brücke, einen Detektor und eine Rückkopplungssteuerung. Der Transformator empfängt einen Gleichstromeingang. Die H-Brücke gibt einen Wechselstromausgang aus, der auf einer Schaltfrequenz der Schalter basiert. Der Detektor erkennt einen Lastsprung. Die Rückkopplungssteuerung stellt die Schaltfrequenz in Reaktion auf den Lastsprung vorübergehend auf einen maximal zulässigen Pegel ein.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Leistungssystem und insbesondere auf ein Leistungssystem mit einem Wechselrichter zur Reduzierung des Klirrfaktors über die Tastverhältnissteuerung.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Bekannte Wechselrichter wandeln Gleichstrom (DC), der aus einer Batterie entnommen wird, in Wechselstrom (AC) um, um Versorgungslasten anzutreiben. Im Allgemeinen umfasst eine von diesen Wechselrichtern erzeugte Wechselstromausgangsspannung ein niedriges Tastverhältnis und einen hohen Klirrfaktor (total harmonic distortion - THD). Ein hoher THD erhöht die Belastung in der Gesamtarchitektur solcher Wechselrichter. Daher kann es wünschenswert sein, den THD der Wechselstromausgangsspannung zu senken.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die beigefügten Patentansprüche definieren diese Anmeldung. Die vorliegende Offenbarung fasst Aspekte der Ausführungsformen zusammen und sollte nicht zum Einschränken der Patentansprüche verwendet werden. Andere Umsetzungen werden gemäß den hierin beschriebenen Techniken in Betracht gezogen, wie für den Durchschnittsfachmann bei der Durchsicht der folgenden Zeichnungen und detaillierten Beschreibung ersichtlich wird, und diese Umsetzungen sollen innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung liegen.
  • Es werden beispielhafte Wechselrichter und Leistungssysteme offenbart. Ein Wechselrichter beinhaltet Schalter, einen Transformator, einen Gleichrichter, einen Hochspannungs (HV)-Bus, eine H-Brücke, einen Detektor und eine Rückkopplungssteuerung. Der Transformator empfängt einen Gleichstromeingang. Die H-Brücke gibt einen Wechselstromausgang aus, der auf einer Schaltfrequenz der Schalter basiert. Der Detektor erkennt einen Lastsprung. Die Rückkopplungssteuerung stellt die Schaltfrequenz in Reaktion auf den Lastsprung vorübergehend auf einen maximal zulässigen Pegel ein.
  • Ein beispielhaftes Leistungssystem umfasst eine Batterie, eine Stufenlast und einen Wechselrichter. Die Batterie gibt eine Batteriespannung aus. Die Stufenlast arbeitet auf der Grundlage einer Wechselspannung. Der Wechselrichter beinhaltet Schalter und wandelt die Batteriespannung auf der Grundlage einer Schaltfrequenz der Schalter in Wechselspannung um.
  • Der Wechselrichter überwacht die Stufenlast und stellt die Schaltfrequenz in Reaktion auf einen Lastsprung vorübergehend auf einen maximal zulässigen Wert ein.
  • Figurenliste
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung kann auf Ausführungsformen Bezug genommen werden, die in den folgenden Zeichnungen gezeigt sind. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht zwingend maßstabsgetreu und zugehörige Elemente können weggelassen sein oder in einigen Fällen können Proportionen vergrößert dargestellt sein, um die in dieser Schrift beschriebenen neuartigen Merkmale hervorzuheben und eindeutig zu veranschaulichen. Zusätzlich können Systemkomponenten verschiedenartig angeordnet sein, wie es auf dem Gebiet bekannt ist. Ferner sind in den Zeichnungen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
    • 1 veranschaulicht ein Beispieldiagramm, das die THD einer Wechselstromausgangsspannung in Abhängigkeit vom Tastverhältnis der Wechselstromausgangsspannung darstellt.
    • 2 veranschaulicht ein Leistungssystem gemäß den hier beschriebenen Lehren.
    • Die 3A und 3B veranschaulichen eine detaillierte Ansicht einer Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung des Leistungssystems aus 2.
    • 4 veranschaulicht eine Vielzahl von Diagrammen, die Spannungspegel von Knoten in dem Leistungssystem aus 2 in Bezug auf die Zeit veranschaulichen.
    • 5 veranschaulicht eine Vielzahl von Diagrammen, die Spannungspegel von Knoten in der Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung aus den 3A und 3B in Bezug auf die Zeit zeigen.
    • 6 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Wechselrichters des Leistungssystems aus den 3A, 3B und 4.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Wenngleich die Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt sein kann, sind in den Zeichnungen einige beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen gezeigt und anschließend beschrieben, wobei es sich versteht, dass die vorliegende Offenbarung als eine Erläuterung der Erfindung anhand von Beispielen anzusehen ist und damit nicht beabsichtigt wird, die Erfindung auf die konkreten veranschaulichten Ausführungsformen zu beschränken.
  • Wechselrichter wandeln Gleichstrom, der aus einer Batterie entnommen wird, in Wechselstrom um, um Versorgungslasten anzutreiben. Eine beispielhafte Wechselrichterschaltungsarchitektur kann Primärschalter, eine Stufenbatterie, einen Transformator, einen Gleichrichter, eine Vollbrücke und eine Stufenlast enthalten. In einem derartigen Beispiel sind die Primärschalter und die Stufenbatterie elektrisch mit den Primärwicklungen des Transformators verbunden, der Gleichrichter ist elektrisch mit den Sekundärwicklungen des Transformators verbunden, die Ausgänge des Gleichrichters sind elektrisch mit der Vollbrücke verbunden und die Ausgänge der Vollbrücke sind elektrisch mit der Stufenlast verbunden. Der Gleichrichter stellt einen Hochspannungs (HV)-Bus bereit, der von der Vollbrücke ein- und ausgeschaltet wird, um ein Wechselstromausgangssignal mit einer modifizierten Sinuswelle (MSW) zu erzeugen, und das Wechselstromausgangssignal wird der Stufenlast bereitgestellt. Das Tastverhältnis der MSW wird durch die Vollbrücke auf einen festgelegten Effektivwert (RMS) geregelt. In Wechselrichterschaltungsarchitekturen erhöht eine Erhöhung der THD der MSW die Beanspruchung in der Gesamtarchitektur eines Wechselrichters. Für idealisierte Rechteckwellenimpulsbreiten (PWM)-Signale besteht eine direkte Beziehung zwischen dem Tastverhältnis der MSW und dem HV-Bus und zwischen dem Tastverhältnis der MSW und dem THD der MSW. Das Tastverhältnis der MSW wird durch die folgende Gleichung modelliert: Tastverh ä ltnis von MSW = ( RMS-Spannung des Wechselstromausgangssignal ÷ HV − Busspannung  ) 2
    Figure DE102019130658A1_0001
  • 1 veranschaulicht ein Beispieldiagramm 100, das die THD der MSW in Abhängigkeit vom Tastverhältnis der MSW darstellt. In dem veranschaulichten Beispiel wird der minimale THD-Pegel erreicht, wenn das Tastverhältnis der MSW innerhalb des Bereichs von 70 bis 80 % eingestellt wird. Während es wünschenswert sein kann, das Tastverhältnis der MSW innerhalb dieses Bereichs einzustellen, kann eine Aufwärtslaständerung dazu führen, dass der HV-Bus von Wechselrichtern, die innerhalb dieses Bereichs arbeiten, ausfällt. Es besteht daher ein Bedarf an einem Wechselrichter, der die THD der MSW minimiert und der als Reaktion auf eine Aufwärtslaständerung funktionsfähig ist.
  • Wie nachstehend beschrieben, umfasst ein Wechselrichter einen Gegentakttreiber, einen Transformator, einen Gleichrichter und einen Wechselstromausgangsschalter, einen Erfassungsknoten, einen Stufenlastdetektor und eine Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung. Der Wechselstromaausgangsschalter erzeugt ein Wechselstromausgangssignal basierend auf einer Schaltfrequenz der Schalter und dem Wechselstromausgangstastverhältnissignal der H-Brücke. Der Stufenlastdetektor ist elektrisch mit dem Erfassungsknoten verbunden und erzeugt ein Lastsprungerfassungssignal als Reaktion auf das Erfassen einer Stufenlaständerung. Die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung erzeugt ein Primärschaltereingangssignal, um die Schaltfrequenz auf der Grundlage des Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke und des Lastsprungerfassungssignals zu ändern. Insbesondere beinhaltet die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung eine erste Steuerung und eine zweite Steuerung. Während des normalen Betriebs erzeugt die erste Steuerung: (1) eine gemessene Spannung basierend auf dem Wechselstromausgangstastverhältnissignal der H-Brücke; (2) eine Referenzspannung; und (3) ein analoges Spannungssignal durch Vergleichen der gemessenen Spannung mit der Referenzspannung, und die zweite Steuerung erzeugt das Primärschaltereingangssignal auf der Grundlage des analogen Spannungssignals. Wenn eine Aufwärtslaständerung erkannt wird, erhöht die zweite Steuerung die Schaltfrequenz vorübergehend auf einen maximal zulässigen Pegel, indem er das Eingangssignal des Primärschalters anpasst, und gibt die Steuerung schrittweise an die erste Steuerung zurück, indem er das Eingangssignal des Primärschalters auf der Grundlage des analogen Spannungssignals erzeugt.
  • Der Wechselrichter kann insbesondere bei Anwendungen nützlich sein, bei denen die Eingangsbatteriespannung und der Ausgangslaststrom stark variieren. Beispielsweise kann der Wechselrichter als fahrzeugseitiger Wechselrichter verwendet werden, der die Start-Stopp-Funktion des Fahrzeugs unterstützt.
  • 2 veranschaulicht ein Leistungssystem gemäß den hier beschriebenen Lehren. Das Leistungssystem 200 umfasst eine Stufenbatterie 202, einen Wechselrichter 204 und eine Stufenlast 206.
  • Die Stufenbatterie 202 stellt mehrere Gleichstromausgänge bereit. Die Vielzahl von Gleichstromausgängen kann durch eine Vielzahl von Spannungen definiert sein. Beispielsweise kann die Vielzahl von Spannungen 10 Volt, 13 Volt und 16 Volt umfassen. Es versteht sich, dass die Werte der Vielzahl von Spannungen und die Anzahl von Gleichstromausgängen auf der Grundlage der Wahl des Designs und der Parameter unterschiedlich sein können. In einigen Beispielen kann die Stufenbatterie gesteuert werden, um eine der mehreren Spannungen als eine Batteriespannung Vbatt basierend auf einem von einer externen Steuerung (nicht dargestellt) empfangenen Signal auszuwählen und auszugeben.
  • Die Stufenlast 206 definiert eine Vielzahl von Lasten, die auf der Basis von Wechselstrom arbeiten. Die mehreren Lasten können basierend auf mehreren Wechselstromleistungswerten arbeiten. Beispielsweise kann die Vielzahl von Wechselstromleistungswerten 40 W, 400 W und 800 W betragen. Es sollte beachtet werden, dass die Vielzahl von Leistungswerten und die Anzahl von Lasten basierend auf der Wahl des Designs und den Parametern unterschiedlich sein können. Zur Veranschaulichung definieren die Widerstände R1, R2 und R3 die Vielzahl von Lasten. In dem dargestellten Beispiel liefert eine externe Steuerung ein Laststeuersignal Load_Ctrl an die Stufenlast, um einen der mehreren Wechselstromleistungswerte auszuwählen. Wenn der Spannungspegel des Laststeuersignals Load_Ctrl auf einem ersten Pegel liegt, liegt die Last bei 40 W. Wenn der Spannungspegel des Laststeuersignals Load_Ctrl auf einem zweiten höheren Pegel liegt, liegt die Last bei 400 W. Wenn die Last auf einem dritten höheren Pegel liegt, liegt die Last bei 800 W.
  • Der Wechselrichter 204 ist elektrisch mit der Stufenbatterie 202 und der Stufenlast 206 verbunden. Der Wechselrichter 204 wandelt die Batteriespannung Vbatt als ein Wechselstromausgangssignal AC in die Stufenlast 206 um. Der Wechselrichter 204 umfasst einen Gegentakttreiber 210, einen Transformator 220, einen Gleichrichter 230, einen Tiefpassfilter 240, einen Masseknoten 245, einen HV-Bus 246, einen Wechselstromausgangsschalter 250, einen Widerstand 252, einen Erfassungsknoten 254, einen Stufenlastdetektor 300 und eine Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400.
  • Der Gegentakttreiber 210 umfasst einen ersten Primärschalter 212 und einen zweiten Primärschalter 214. Der erste Primärschalter 212 und der zweite Primärschalter 214 können jeweils Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) sein. Ein Primärschaltereingangssignal Vramp_ctrl wird an den ersten Primärschalter 212 und den zweiten Primärschalter 214 als eine Steuerung zum Einstellen der Schaltfrequenz des ersten Primärschalters 212 und des zweiten Primärschalters 214 angelegt. Der Gegentakttreiber 210 modifiziert das Tastverhältnis des Wechselstromausgangssignals AC basierend auf dem Spannungspegel des Primärschaltereingangssignals Vramp_ctrl.
  • Der Transformator 220 umfasst eine Primärseite 222 und eine Sekundärseite 224. Die Primärseite 222 ist elektrisch mit dem Gegentakttreiber 210 und der Stufenbatterie 202 verbunden, und die Sekundärseite 224 ist elektrisch mit dem Gleichrichter 230 verbunden. Der Transformator 220 ändert den Spannungspegel der Batteriespannung Vbatt und liefert die geänderte Spannung an den Gleichrichter 230. Das Windungsverhältnis einer Primärspule von der Primärseite 222 zu einer Sekundärspule zu der Sekundärseite 224 kann 1:16 betragen.
  • Der Gleichrichter 230 ist ein Vollbrückengleichrichter. Eingangsenden des Gleichrichters 230 sind elektrisch mit der Sekundärseite des Transformators 220 verbunden und Ausgangsenden des Gleichrichters 230 sind elektrisch mit dem Tiefpassfilter 240 verbunden.
  • Das Tiefpassfilter 240 umfasst einen Induktor 242 und einen Kondensator 244. Die Induktivität des Induktors kann 300 µH betragen und die Kapazität des Kondensators kann 330 µF betragen. Das Tiefpassfilter 240 modifiziert die von den Ausgangsenden des Gleichrichters 230 ausgegebene Spannung durch Leiten von Signalen mit einer Frequenz, die niedriger als eine Schwellenfrequenz ist, und dämpft Signale mit Frequenzen, die höher als die Schwellenfrequenz sind.
  • Der Masseknoten 245 wird von dem Gleichrichter 230, dem Tiefpassfilter 240 und dem Widerstand 252 geteilt.
  • Der HV-Bus 246 ist ein Knoten, der den Tiefpassfilter 240 und den Wechselstromausgangsschalter 250 verbindet. Das Hochspannungssignal HV wird am HV-Bus 246 erzeugt.
  • Der Wechselstromausgangsschalter 250 ist eine reduzierte H-Brücke. Die reduzierte H-Brücke modelliert eine H-Brücke, indem die Gesamtzahl der in der H-Brücke enthaltenen Schalter reduziert wird. Alternativ kann der Wechselstromausgangsschalter 250 eine H-Brücke (nicht dargestellt) sein. Der Wechselstromausgangsschalter modifiziert das Hochspannungssignal HV, indem er es in einen Rechteckimpulsausgang (d. h. MSW) mit einem vorbestimmten RMS-Wert umwandelt. Der Wechselstromausgangsschalter gibt die MSW als das Wechselstromausgangssignal AC über einen Wechselstromausgangsknoten 251 an die Stufenlast 206 aus. Der Wechselstromausgangsschalter 250 kann eine Mikrosteuerung (nicht dargestellt) zum Erzeugen eines Wechselstromausgangstastverhältnissignals AC_SW der H-Brücke enthalten. In einigen Beispielen kann die Mikrosteuerung eine externe Steuerung sein. Der Wechselstromausgangsschalter 250 erzeugt das Wechselstromausgangssignal AC basierend auf dem Wechselstromausgangstastverhältnissignal AC_SW der H-Brücke. Das Wechselstromausgangstastverhältnissignal AC_SW der H-Brücke entspricht dem Tastverhältnis des Wechselstromausgangssignals AC.
  • Der Erfassungsknoten 254 wird von dem Widerstand 252, der Stufenlast 206 und dem Stufenlastdetektor 300 gemeinsam genutzt.
  • Der Stufenlastdetektor 300 umfasst eine erste Spannungsquelle 302, eine zweite Spannungsquelle 304, einen Komparator 306, einen ersten Knoten 308, einen ersten Widerstand 310, einen zweiten Knoten 311, einen zweiten Widerstand 312, einen dritten Widerstand 314, eine Diode 316, einen dritten Knoten 318, einen Kondensator 320 und einen Masseknoten 322. Die erste Spannungsquelle 302 ist elektrisch mit dem Erfassungsknoten 254 und einem negativen Eingangsanschluss des Komparators 306 gekoppelt. Die zweite Spannungsquelle 304 ist elektrisch mit einem positiven Eingang des Komparators 306 und dem Masseknoten 322 verbunden. In dem dargestellten Beispiel beträgt der Spannungspegel der ersten Spannungsquelle 302 und der zweiten Spannungsquelle 304 4,5 V Der Komparator 306 beinhaltet einen Ausgangsanschluss, den positiven Eingangsanschluss und den negativen Eingangsanschluss. Der Ausgangsanschluss ist elektrisch mit dem ersten Knoten 308 verbunden. Der negative Eingangsanschluss ist elektrisch mit der ersten Spannungsquelle 302 verbunden. Der positive Eingangsanschluss ist elektrisch mit der zweiten Spannungsquelle 304 verbunden. Der Komparator 306 ist elektrisch mit dem Masseknoten 322 verbunden und wird von einer Versorgungsspannung Vcc versorgt. Der Spannungspegel der Versorgungsspannung Vcc kann 5 V betragen. Der Komparator 306 kann als analoges Gerät oder als digitales Gerät implementiert sein. Der Komparator 306 kann als Proportional-Integral-Differential (PID)-Steuerung arbeiten. Der erste Knoten 308 ist ferner mit dem ersten Widerstand 310 verbunden. Der Widerstandswert des ersten Widerstands 310 kann 1 kOhm betragen. Der erste Widerstand 310 ist ferner mit einem zweiten Knoten 311 verbunden. Der zweite Knoten 311 wird von dem ersten Widerstand 310, dem zweiten Widerstand 312, dem dritten Widerstand 314 und der Diode 316 gemeinsam genutzt. Der Widerstandswert des zweiten Widerstands 312 kann 1 MOhm betragen. Der Widerstandswert des dritten Widerstands 314 kann 100 kOhm betragen. Die Diode 316 ist so positioniert, dass die Diode 316 einen Stromfluss vom dritten Knoten 318 zum zweiten Knoten 311 ermöglicht. Der dritte Knoten 318 wird von dem dritten Widerstand 314, der Diode 316 und dem Kondensator 320 gemeinsam genutzt. Der dritte Knoten 318 gibt ein Lastsprungerfassungssignal CSC aus. Die Kapazität des Kondensators 320 kann 0,5 µF betragen. Der Masseknoten 322 wird von dem Kondensator 320, dem zweiten Widerstand 312, dem Komparator 306 und der zweiten Spannungsquelle 304 gemeinsam genutzt. Der Stufenlastdetektor 300 überwacht den Erfassungsknoten 254, um eine Stufenänderung der Stufenlast 206 zu erfassen. Insbesondere erzeugt der Stufenlastdetektor 300 das Lastsprungerfassungssignal CSC als Reaktion auf das Erfassen einer Aufwärtslaständerung. Der Stufenlastdetektor senkt den Spannungspegel des Lastsprungerfassungssignals CSC in Reaktion auf das Erfassen der Aufwärtslaständerung stark ab und ändert den Spannungspegel des Lastsprungerfassungssignals CSC in Reaktion auf das Erfassen Abwärtslastwechsels unwesentlich oder nicht.
  • Die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400 erzeugt das Primärschaltereingangssignal Vramp_cntrl basierend auf dem Lastsprungerfassungssignal CSC, der Batteriespannung Vbatt und dem Wechselstromausgangstastverhältnissignal AC_SW der H-Brücke. In einigen Beispielen kann die Batteriespannung Vbatt über eine spannungsgesteuerte Spannungsquelle 402 an die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung bereitgestellt werden. In solchen Beispielen kann die Steuerung für die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 402 die Batteriespannung Vbatt sein. Die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400 wird versorgt, indem die Versorgungsspannung Vcc elektrisch mit einem Masseknoten verbunden wird. Details der Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400 werden nachstehend ausführlich beschrieben.
  • Die 3A und 3B veranschaulichen die detaillierte Ansicht der Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400 des Leistungssystems 200 aus 2. Zu Veranschaulichungszwecken sind die Punkte (A), (B) und (C) in 3A mit den Punkten (A), (B) und (C) in 3B verbunden.
  • Die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400 umfasst eine erste Steuerung 500 und eine zweite Steuerung 600.
  • Die erste Steuerung 500 umfasst einen Rückkopplungskompensator 700, einen Vorwärtskopplungskompensator 800, einen Tastverhältnisbegrenzer 510, einen Verstärkungsinverter 520, ein Tiefpassfilter 540 und einen Tastverhältnissteuerungsdigitalisierer 550. Die erste Steuerung 400 stellt das Primärschaltereingangssignal Vramp_ctrl basierend auf dem Wechselstromausgangstastverhältnissignal der H-Brücke AC_SW, dem Lastsprungerfassungssignal CSC und der Batteriespannung Vbatt ein.
  • Der Rückkopplungskompensator 700 umfasst einen ersten Widerstand 701, einen ersten Knoten 702, einen Schalter 704, einen zweiten Knoten 706, einen zweiten Widerstand 708, einen dritten Widerstand 710, einen vierten Widerstand 712, einen dritten Knoten 714, einen ersten Kondensator 716, einen vierten Knoten 718, eine Diode 720, einen fünften Knoten 722, einen fünften Widerstand 724, einen zweiten Kondensator 726, einen Komparator 728 und einen sechsten Knoten 730. Der erste Widerstand 701 ist elektrisch mit der Masse verbunden. Der Widerstandswert des ersten Widerstands 701 kann 100 kOhm betragen. Der erste Knoten 702 wird von dem ersten Widerstand 701 und dem Schalter 704 gemeinsam genutzt. Der erste Knoten 702 empfängt das Wechselstromausgangstastverhältnissignal AC_SW der H-Brücke. Der Schalter 704 ist elektrisch mit der Masse und der Versorgungsspannung verbunden. Der Schalter 704 arbeitet derart, dass der zweite Knoten 706 mit der Versorgungsspannung Vcc verbunden ist, wenn die Spannung zwischen dem Wechselstromausgangstastverhältnissignal AC_SW der H-Brücke und der Masse anders als eine Schwellenspannung ist. Ansonsten ist der zweite Knoten 706 mit der Masse verbunden. Die Schwellenspannung kann als Vcc/2 definiert sein. Der zweite Knoten 706 wird von dem Schalter 704, dem zweiten Widerstand 708, dem dritten Widerstand 710 und dem vierten Widerstand 712 gemeinsam genutzt. Die Widerstände des zweiten Widerstands 708, des dritten Widerstands 710 und des vierten Widerstands 712 können jeweils 5 kOhm, 10 kOhm und 20 kOhm betragen. Der dritte Knoten 714 wird von dem ersten Kondensator 716 und dem vierten Widerstand 712 gemeinsam genutzt. Der vierte Knoten 718 wird von dem dritten Widerstand 710 und der Diode 720 gemeinsam genutzt. Der erste Kondensator 716, die Diode 720, der zweite Widerstand 708, der fünfte Widerstand 724, der zweite Kondensator 726 und der negative Eingangsanschluss des Komparators 728 nutzen gemeinsam den fünften Knoten 722. Die Diode 720 ermöglicht einen Stromfluss vom vierten Knoten 718 zum fünften Knoten 722. Die Kapazität des ersten Kondensators 716 kann 1 µF betragen. Der Widerstandswert des fünften Widerstands 724 kann 4,7 kOhm betragen. Die Kapazität des zweiten Kondensators 726 kann 10 µF betragen. Der Komparator 728 wird von der Versorgungsspannung Vcc und der Masse versorgt. Der Komparator 728 arbeitet als PID-Steuerung. Der sechste Knoten 730 wird von dem Ausgangsanschluss des Komparators 728, dem zweiten Kondensator 726 und dem fünften Widerstand 724 gemeinsam genutzt. Der Rückkopplungskompensator 700 stellt eine gemessene Spannung V-2 am fünften Knoten 722 bereit. Die gemessene Spannung V-2 wird basierend auf dem Wechselstromausgangstastverhältnissignal AC_SW der H-Brücke erzeugt. Der zweite Kondensator 726 stellt einen Hauptintegrationsfaktor mit dem fünften Widerstand 724 bereit, um die Gleichstromverstärkung zu begrenzen, um ein Überschwingen in einer Sprungantwort zu minimieren. Die Diode 720 stellt sicher, dass der HV-Bus in Reaktion auf eine Aufwärtslaständerung schneller hochfährt. Der Rückkopplungskompensator 700 lädt den zweiten Kondensator 726 auf, wenn der Spannungspegel des Wechselstromausgangstastverhältnissignals AC_SW der H-Brücke auf einem hohen Pegel liegt und wenn der Spannungspegel des zweiten Knotens 726 ebenfalls auf einem hohen Pegel liegt.
  • Der Vorwärtskopplungskompensator 800 beinhaltet eine erste Spannungsquelle 802, einen ersten Knoten 804, einen Schalter 806, einen zweiten Knoten 808, einen dritten Knoten 810, eine spannungsgesteuerte Spannungsquelle 812, einen fünften Knoten 814, eine dritte Spannungsquelle 816, eine vierte Spannungsquelle 818, einen sechsten Knoten 820, einen siebten Knoten 822, einen ersten Widerstand 824, einen zweiten Widerstand 826, einen achten Knoten 828, einen Kondensator 830 und einen neunten Knoten 832. Die erste Spannungsquelle 802 ist elektrisch mit der Masse verbunden. Der Spannungspegel der ersten Spannungsquelle 802 kann 4,5 V betragen. Der erste Knoten 804 wird von dem Schalter 806 und der ersten Spannungsquelle 802 gemeinsam genutzt. Der Schalter 806 reagiert auf die Spannungspegel des Lastsprungdetektionssignals CSC und des ersten Knotens 804. Der Schalter 806 arbeitet derart, dass der Schalter 806 den neunten Knoten 832 und den dritten Knoten 810 elektrisch verbindet, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Knoten 804 und dem Lastsprungerfassungssignal CSC größer als eine Schwellenspannung ist. Ansonsten verbindet der Schalter den neunten Knoten 832 und den zweiten Knoten 808 elektrisch. Die Schwellenspannung kann 0,5 V betragen. Der zweite Knoten 808 wird von dem Schalter 806 und der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 812 gemeinsam genutzt. Der dritte Knoten 810 wird von der vierten Spannungsquelle 818 und dem Schalter 806 gemeinsam genutzt. Der Spannungspegel der vierten Spannungsquelle 818 kann 1,5 V betragen. Der vierte Knoten wird von der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 812 und der zweiten Spannungsquelle gemeinsam genutzt. Der Spannungspegel der zweiten Spannungsquelle kann 160 V betragen. Die zweite Spannungsquelle ist ferner mit einem Stift verbunden, der die Batteriespannung Vbatt empfängt. Der fünfte Knoten 814 wird von der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 812 und der dritten Spannungsquelle 816 gemeinsam genutzt. Der Spannungspegel der dritten Spannungsquelle 816 kann 3 V betragen. Die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 812 dient als Feinabstimmung für die Batteriespannung Vbatt. Der Spannungspegel der spannungsgesteuerten Spannungsquelle 812 kann eine Funktion der Spannungspegel der zweiten Spannungsquelle und der dritten Spannungsquelle 816 sein. Die Funktion kann definiert werden als der Spannungspegel der zweiten Spannungsquelle geteilt durch den Spannungspegel der dritten Spannungsquelle 816 geteilt durch 200 V Der sechste Knoten 820 wird von der dritten Spannungsquelle 816 und dem ersten Widerstand 824 gemeinsam genutzt. Der siebte Knoten 822 wird von der vierten Spannungsquelle 818 und dem zweiten Widerstand 826 gemeinsam genutzt. Der achte Knoten 828 wird von dem Kondensator 830, dem ersten Widerstand 824 und dem zweiten Widerstand 826 gemeinsam genutzt. Der achte Knoten 828 wird ferner von dem positiven Eingangsanschluss des Rückkopplungskompensators gemeinsam genutzt. Der neunte Knoten 832 wird von dem Kondensator 830 und dem Schalter 806 gemeinsam genutzt. Die Kapazität des Kondensators 830 kann 1 µF betragen. Der Vorwärtskopplungskompensator liefert eine Referenzspannung V+2 an dem acht Knoten 828 basierend auf dem Lastsprungerfassungssignal. Der Vorwärtskopplungskompensator stellt einen ersten elektrischen Pfad, der den neunten Knoten 832, den dritten Knoten 810, die vierte Spannungsquelle 818, den siebten Knoten 822, den zweiten Widerstand 826 und den achten Knoten beinhaltet, als Reaktion darauf bereit, dass eine Spannungsdifferenz zwischen der Versorgungsspannung und dem Lastsprungerfassungssignal größer als die Schwellenspannung ist (z. B. wenn eine Aufwärtslaständerung erfasst wird). Dies stellt sicher, dass das Tastverhältnis der Referenzspannung V+2 bei oder um 30% gehalten wird. Ein derartiges Tastverhältnis kann durch ein Verhältnis des Spannungspegels der vierten Spannungsquelle 818 und der Versorgungsspannung definiert werden. Der Vorwärtskopplungskompensator stellt ferner einen zweiten elektrischen Pfad, der den neunten Knoten 832, den zweiten Knoten 808, die spannungsgesteuerte Spannungsquelle 812, den fünften Knoten 814, die dritte Spannungsquelle 816, den sechsten Knoten 820, den ersten Widerstand 824 und den achten Knoten 828 beinhaltet, in Reaktion darauf bereit, dass die Spannungsdifferenz zwischen der Spannungsdifferenz zwischen der Versorgungsspannung und dem Lastsprungerfassungssignal größer als die Schwellenspannung ist (z. B. wenn es keine Aufwärtslaständerung gibt). Dies stellt sicher, dass das Tastverhältnis der Referenzspannung V+2 bei oder um 60 % gehalten wird. Ein derartiges Tastverhältnis kann durch ein Verhältnis des Spannungspegels der dritten Spannungsquelle 816 und der Versorgungsspannung definiert werden. Der Vorwärtskopplungskompensator 800 arbeitet wie folgt. Während des normalen Betriebs (d. h. wenn keine Aufwärtslaständerung erfasst wird) wird die Referenzspannung V+2 basierend auf dem zweiten elektrischen Pfad eingestellt. Ferner wird der Kondensator 830 über den zweiten elektrischen Pfad aufgeladen. Wenn die Aufwärtslaständerung erfasst wird, wird die Referenzspannung V+2 basierend auf dem ersten elektrischen Pfad eingestellt. Ferner wird der Kondensator 830 über den ersten elektrischen Pfad entladen.
  • Der Tastverhältnisbegrenzer 510 umfasst eine erste Spannungsquelle 512, eine zweite Spannungsquelle 514, einen ersten Knoten 516, einen zweiten Knoten 518, eine erste Diode 520, eine zweite Diode 522 und einen dritten Knoten 524. Die erste Spannungsquelle 512 und die zweite Spannungsquelle 514 sind elektrisch mit der Masse verbunden. Die Spannungspegel der ersten Spannungsquelle 512 und der zweiten Spannungsquelle 514 können 4,5 V bzw. 0,5 V betragen. Der erste Knoten 516 wird von der ersten Diode 520 und der ersten Spannungsquelle 512 gemeinsam genutzt. Der zweite Knoten 518 wird von der zweiten Diode 522 und der zweiten Spannungsquelle 514 gemeinsam genutzt. Der dritte Knoten 524 wird von der ersten Diode 520 und der zweiten Diode 522 gemeinsam genutzt. Die erste Diode 520 ermöglicht einen Stromfluss vom dritten Knoten 524 zum ersten Knoten 516. Die zweite Diode 522 ermöglicht einen Stromfluss vom zweiten Knoten 518 zum dritten Knoten 524. Der dritte Knoten 524 des Tastverhältnisbegrenzers 510 und der sechste Knoten 730 des Rückkopplungskompensators 700 sind der gleiche Knoten. Der Tastverhältnisbegrenzer 510 begrenzt das Tastverhältnis eines vom Komparator 728 des Rückkopplungskompensators 700 ausgegebenen Signals durch Begrenzen des Maximalwerts des Tastverhältnisses auf 90 % und Begrenzen des Minimalwerts des Tastverhältnisses auf 10 %.
  • Der Verstärkungsinverter 520 beinhaltet einen ersten Widerstand 522, einen zweiten Widerstand 524, einen ersten Knoten 526, einen zweiten Knoten 528, einen dritten Widerstand 530, einen vierten Widerstand 532, einen dritten Knoten 534 und einen Komparator 536. Der erste Widerstand 522 ist elektrisch mit dem dritten Knoten 524 des Tastverhältnisbegrenzers 510 und dem sechsten Knoten 730 des Rückkopplungskompensators 700 gekoppelt. Der erste Knoten 526 wird von dem ersten Widerstand 522, dem vierten Widerstand 532 und dem negativen Eingangsanschluss des Komparators 536 gemeinsam genutzt. Der zweite Widerstand 524 ist elektrisch mit einem Stift verbunden, der die Versorgungsspannung Vcc empfängt. Der zweite Knoten 528 wird von dem positiven Eingangsanschluss des Komparators 536, dem zweiten Widerstand 524 und dem dritten Widerstand 530 gemeinsam genutzt. Der dritte Widerstand 530 ist elektrisch mit der Masse verbunden. Der dritte Knoten 534 ist mit dem Ausgangsanschluss des Komparators 536 und dem vierten Widerstand 532 verbunden. Der Widerstandswert des ersten Widerstands 522, des zweiten Widerstands 524, des dritten Widerstands 530 und des vierten Widerstands 532 kann 10 kOhm betragen. Der Komparator 536 wird von der Versorgungsspannung Vcc und der Masse versorgt. Der Verstärkungsinverter 520 invertiert das vom Komparator 728 des Rückkopplungskompensators 700 ausgegebene Signal.
  • Das Tiefpassfilter beinhaltet einen Widerstand 542, einen Kondensator 544 und einen Knoten 546. Der Knoten 546 wird von dem Widerstand 542 und dem Kondensator 544 gemeinsam genutzt. Der Kondensator 544 ist elektrisch mit der Masse verbunden. Der Widerstand 542 des Tiefpassfilters 540 ist elektrisch mit dem dritten Knoten 534 des Verstärkungsinverters 520 verbunden. Der Widerstandswert des Widerstands 540 kann 1 kOhm betragen und die Kapazität des Kondensators 544 kann 1 µF betragen. Das Tiefpassfilter 540 filtert das Ausgangssignal des Komparators des Verstärkungsinverters durch Glätten der Kurven des Ausgangssignals. Das am Knoten bereitgestellte Signal ist als analoges Spannungssignal V_DC definiert.
  • Der Tastverhältnissteuerungsdigitalisierer 550 umfasst einen ersten Widerstand 552, einen zweiten Widerstand 554, einen ersten Knoten 556, einen zweiten Knoten 558, einen dritten Widerstand 560, einen vierten Widerstand 561, einen dritten Knoten 562 und einen Komparator 564. Der erste Widerstand 552 ist elektrisch mit einem Stift verbunden, der das Wechselstromausgangstastverhältnissignal AC_SW der H-Brücke empfängt. Der erste Knoten 556 wird von dem ersten Widerstand 552, dem vierten Widerstand 561 und dem negativen Eingangsanschluss des Komparators 564 gemeinsam genutzt. Der zweite Widerstand 554 ist elektrisch mit einem Stift verbunden, der die Versorgungsspannung Vcc empfängt. Der zweite Knoten 558 wird von dem positiven Eingangsanschluss des Komparators 564, dem zweiten Widerstand 554 und dem dritten Widerstand 560 gemeinsam genutzt. Der dritte Widerstand 560 ist elektrisch mit der Masse verbunden. Der dritte Knoten 562 ist elektrisch mit dem Ausgangsanschluss des Komparators 564 und dem vierten Widerstand 561 verbunden. Der Widerstandswert des ersten Widerstands 552, des zweiten Widerstands 554, des dritten Widerstands 560 und des vierten Widerstands 561 kann 10 kOhm betragen. Der Tastverhältnissteuerungsdigitalisierer 550 erzeugt am dritten Knoten 562 ein Taktsignal CLK auf der Grundlage des Ausgangstastverhältnissignals AC_SW der H-Brücke und der Versorgungsspannung Vcc.
  • Die zweite Steuerung 600 beinhaltet einen Gleichstromdigitalisierer 610, einen ersten Schalter 612, einen ersten Knoten 614, einen zweiten Knoten 616, eine erste Spannungsquelle 618, eine zweite Spannungsquelle 620, einen dritten Knoten 622, einen zweiten Schalter 623 und einen vierten Knoten 624, einen Tiefpassfilter 630, einen Tastverhältnisbegrenzer 640 und einen fünften Knoten 670.
  • Der Gleichstromdigitalisierer 610 umfasst einen positiven Eingangsanschluss, einen negativen Eingangsanschluss, einen Takteingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss. Der positive Eingangsanschluss ist elektrisch mit dem Knoten 546 des Tiefpassfilters 540 der ersten Steuerung 500 verbunden und empfängt das analoge Spannungssignal V_DC. Der Minuspol ist elektrisch mit der Masse verbunden. Der Takteingangsanschluss ist elektrisch mit dem dritten Knoten 562 des Tastverhältnissteuerungsdigitalisierers 550 verbunden. Der Gleichstromdigitalisierer 610 wandelt das analoge Spannungssignal V_DC als digitales Spannungssignal V_SH unter Verwendung des Taktsignals CLK als eine Abtastrate um.
  • Der erste Schalter 612 ist elektrisch mit dem Ausgangsanschluss des DC-Digitalisierers 610 und dem Knoten 546 des Tiefpassfilters 540 der ersten Steuerung 500 verbunden. Der erste Schalter 612 ist ferner elektrisch mit der Masse verbunden und ein Stift empfängt ein erstes Schaltersteuersignal Switch_cntrl. Das erste Schaltersteuerungssignal Switch_cntrl kann von einer externen Steuerung bereitgestellt werden. Der erste Schalter 612 ist ferner elektrisch mit dem zweiten Schalter 623 verbunden. Der erste Schalter 612 arbeitet derart, dass, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Schaltersteuersignal Switch_cntrl und der Masse größer als eine Schwellenspannung ist, der erste Schalter das analoge Spannungssignal V_DC auswählt und dieses an den zweiten Schalter 623 ausgibt. Ansonsten gibt der erste Schalter 612 das digitale Spannungssignal V_SH aus. Die Schwellenspannung kann als Vcc/2 definiert sein.
  • Der erste Knoten 614 wird von dem ersten Schalter 612 und dem zweiten Schalter 623 gemeinsam genutzt. Der zweite Knoten 616 wird von der ersten Spannungsquelle 618 und dem zweiten Schalter 623 gemeinsam genutzt. Der dritte Knoten 622 wird von der zweiten Spannungsquelle 620 und dem zweiten Schalter 623 gemeinsam genutzt. Der vierte Knoten 624 wird von dem Tiefpassfilter 630 und dem zweiten Schalter 623 gemeinsam genutzt. Der Spannungspegel der ersten Spannungsquelle 618 und der zweiten Spannungsquelle 620 kann 4,5 V betragen. Die erste Spannungsquelle 618 und die zweite Spannungsquelle 620 sind ferner elektrisch mit der Masse verbunden.
  • Der zweite Schalter 623 ist ferner elektrisch mit einem Stift verbunden, der das Lastsprungerfassungssignal CSC empfängt. Der zweite Schalter arbeitet derart, dass der zweite Schalter 623 den vierten Knoten 624 und den zweiten Knoten 616 elektrisch verbindet, wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem dritten Knoten 622 und dem Lastsprungerfassungssignal CSC größer als eine Schwellenspannung plus eine Hysteresespannung ist. Wenn die Spannungsdifferenz kleiner als die Schwellenspannung plus die Hysteresespannung ist, verbindet der zweite Schalter 623 den vierten Knoten 624 und den ersten Knoten 614 elektrisch. Wenn die Spannungsdifferenz zwischen einem Spannungsbereich liegt, der durch die Schwellenspannung ± die Hysteresespannung definiert ist, verbindet der zweite Schalter 623 den vierten Knoten 624, den zweiten Knoten 616 und den ersten Knoten 614 elektrisch. Die Schwellenspannung kann 0,5 V betragen. Die Hysteresespannung kann die Schwellenspannung geteilt durch 10 sein.
  • Das Tiefpassfilter 630 beinhaltet einen Widerstand 632, einen Knoten 634 und einen Kondensator 636. Der Widerstand 632 ist elektrisch mit dem vierten Knoten 624 der zweiten Steuerung 600 verbunden. Der Knoten 634 wird von dem Widerstand 632 und dem Kondensator 636 gemeinsam genutzt. Der Kondensator 636 ist elektrisch mit der Masse verbunden. Der Widerstandswert des Widerstands 632 kann 1 kOhm betragen und die Kapazität des Kondensators 636 kann 2 µF betragen. Das Tiefpassfilter 630 glättet das am Knoten 634 erzeugte Signal.
  • Der Sättigungsbegrenzer 640 umfasst eine erste Diode 642, einen ersten Knoten 644, eine erste Spannungsquelle 646, eine zweite Diode 648, einen zweiten Knoten 650, eine zweite Spannungsquelle 652 und einen dritten Knoten 654. Der erste Knoten 644 wird von der ersten Diode 642 und der ersten Spannungsquelle 646 gemeinsam genutzt. Der zweite Knoten 650 wird von der zweiten Diode 648 und der zweiten Spannungsquelle 652 gemeinsam genutzt. Der dritte Knoten 654 wird von der ersten Diode 642 und der zweiten Diode gemeinsam genutzt. Die erste Diode 642 ist so angeordnet, dass ein Strom vom dritten Knoten 654 zum ersten Knoten 644 fließt. Die zweite Diode 648 ist so angeordnet, dass ein Strom vom zweiten Knoten 650 zum dritten Knoten 654 fließt. Die Spannungspegel der ersten Spannungsquelle 646 und der zweiten Spannungsquelle 652 können 4,5 V bzw. 0,5 V betragen. Der Sättigungsbegrenzer 640 begrenzt das Tastverhältnis des am dritten Knoten 654 erzeugten Signals durch Begrenzen des Maximalwerts des Tastverhältnisses auf 90 % und Begrenzen des Minimalwerts des Tastverhältnisses auf 10 %.
  • Der fünfte Knoten 670 ist durch den Knoten 634 des Tiefpassfilters 630 und den dritten Knoten 654 des Sättigungsbegrenzers 640 definiert. An diesem Knoten wird das Primärschaltereingangssignal Vramp_ctrl erzeugt und den Gegentakttreibern 210 bereitgestellt.
  • In einigen Beispielen kann die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400 den ersten Schalter 612 der zweiten Steuerung 600, den Gleichstromdigitalisierer 610 und den Tastverhältnissteuerungsdigitalisierer 550 ausschließen. In solchen Beispielen wird das analoge Spannungssignal V_DC direkt an den zweiten Schalter 623 der zweiten Steuerung 600 geliefert. Alternativ kann die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400 den ersten Schalter 612 der zweiten Steuerung 600 und einen Knoten, der den zweiten Schalter 624 der zweiten Steuerung 600 und den Knoten 546 des Tiefpassfilters 540 der ersten Steuerung 500 verbindet, ausschließen.
  • 4 veranschaulicht eine Vielzahl von Diagrammen 900, die Spannungspegel von Knoten in dem Leistungssystem 200 aus 2 in Bezug auf die Zeit veranschaulichen.
  • Von T0 bis T1 wird angenommen, dass sich das Laststeuersignal Load ctrl auf dem zweiten Pegel befindet und die Last bei 400 W liegt. Während dieses Zeitraums: (1) wird der durchschnittliche Spannungspegel des HV-Busses bei 133 V gehalten; (2) wird das Tastverhältnis des Wechselstromausgangssignals AC um 75 % gehalten; (3) ist die Spannung am Erfassungsknoten 254 proportional zu der des Wechselstromausgangssignals AC und das Tastverhältnis der Spannung am Erfassungsknoten entspricht der des Wechselstromausgangssignals; (5) ist das Lastsprungerfassungssignal CSC konstant; und (6) ist das Primärschaltereingangssignal Vramp_ctrl konstant.
  • Bei T1 wird angenommen, dass eine externe Steuerung bewirkt, dass der Spannungspegel des Laststeuersignals von dem zweiten Pegel auf den dritten Pegel ansteigt. In Reaktion: (1) steigt die Last auf 800 W; (2) fällt der Spannungspegel des HV-Busses ab (z. B. auf 121 V), um die erhöhte Last auszugleichen; (3) und steigt die Spannung (d. h. CS) am Erfassungsknoten 254 an. Um zu verhindern, dass der Spannungspegel des HV-Busses 246 weiter abfällt, senkt der Stufenlastdetektor den Spannungspegel des Lastsprungerfassungssignals CSC als Reaktion auf den Spannungsanstieg am Erfassungsknoten 254. In Reaktion darauf setzt die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400 den Spannungspegel des Primärschaltereingangssignals Vramp_ctrl auf einen maximal zulässigen Pegel. Der maximal zulässige Pegel bewirkt, dass der erste Primärschalter 212 und der zweite Primärschalter 214 mit einer maximalen Schaltfrequenz schalten. Der maximal zulässige Pegel kann 4,5 V betragen. Da der erste Primärschalter 212 und der zweite Primärschalter 214 mit der maximalen Schaltfrequenz arbeiten: (1) steigt der Spannungspegel des HV-Busses 246 an; (2) nimmt das Tastverhältnis des Wechselstromausgangssignals AC ab; und (3) steigt die Amplitude des Wechselstromausgangssignals AC an.
  • Von T1 bis T2 wird das Primärschaltereingangssignal Vramp_ctrl auf 4,5 V gehalten. Während dieser Periode wird das Tastverhältnis des Wechselstromausgangssignals AC um 40 % gehalten; (2) der durchschnittliche Spannungspegel des HV-Busses 246 wird bei 163 V gehalten; und (3) das Lastsprungerfassungssignal CSC nimmt allmählich zu.
  • Von T2 bis T3 bewirkt die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400, dass der Spannungspegel des Primärschaltereingangssignals Vramp_Ctrl allmählich abnimmt, wenn der Spannungspegel des Lastsprungerfassungssignals CSC weiter zunimmt. Während dieses Zeitraums nimmt das Tastverhältnis des Wechselstromausgangssignals AC allmählich zu und der Spannungspegel des HV-Busses 246 nimmt allmählich ab.
  • Von T3 bis T4 pendelt sich der Spannungspegel des Lastsprungerfassungssignals CSC allmählich auf einem konstanten Zustand ein und als Reaktion darauf bewirkt die Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung 400, dass der Spannungspegel des Primärschaltereingangssignals Vramp_Ctrl ebenfalls allmählich auf einen konstanten Zustand abfällt. In Reaktion darauf wird der durchschnittliche Spannungspegel des HV-Busses bei 131 V und das Tastverhältnis des Wechselstrom-Ausgangssignals bei 75 % gehalten.
  • Bei T4 wird angenommen, dass eine externe Steuerung bewirkt, dass der Spannungspegel des Laststeuersignals Load_Ctrl von dem dritten Pegel auf den zweiten Pegel abnimmt. In Reaktion: (1) sinkt die Last auf 400 W; (2) steigt der Spannungspegel des HV-Busses 246 auf 138 V an; (3) und nimmt die Spannung am Erfassungsknoten 254 ab.
  • Von T4 bis T5 steigt der Spannungspegel des Lastsprungerfassungssignals CSC geringfügig an und das Primärschaltereingangssignal Vramp_Ctrl nimmt geringfügig ab.
  • Bei T5 behalten sowohl das Lastsprungerfassungssignal CSC als auch das Primärschaltereingangssignal Vramp_Ctrl einen konstanten Spannungspegel bei.
  • 5 veranschaulicht eine Vielzahl von Diagrammen 1000, die Spannungspegel von Knoten in der Wechselstromtastverhältnisrückkopplungssteuerung aus den 3A und 3B in Bezug auf die Zeit zeigen. In 5 wird angenommen, dass der erste Schalter 612 der zweiten Steuerung 600 den Gleichstromdigitalisierer 610 und den ersten Knoten 614 der zweiten Steuerung 600 elektrisch verbindet. In alternativen Beispielen ist der Knoten 546 des Tiefpassfilters 540 der ersten Steuerung 500 direkt mit dem zweiten Schalter 623 der zweiten Steuerung 600 verbunden.
  • Von T0 bis T1 behält das Lastsprungerfassungssignal CSC einen stationären Zustand bei. Während dieses Zeitraums: (1) stellt der Vorwärtskopplungskompensator 800 den zweiten elektrischen Pfad zu dem Komparator 728 des Rückkopplungskompensators 700 bereit; (2) wird der Kondensator 830 des Vorwärtskompensators 800 über den zweiten elektrischen Pfad geladen; (3) wird die Referenzspannung V+2 um 3 V gehalten; und (4) wird die gemessene Spannung V-2 um 3 V gehalten. In diesem Zeitraum ist oder wird der Kondensator 830 des Vorwärtskompensators 800 geladen.
  • Bei T1 tritt eine Aufwärtslaständerung auf. Wenn das Lastsprungerfassungssignal CSC abnimmt und einen Spannungswert erreicht, der der Schwellenspannung des zweiten Schalters 623 der zweiten Steuerung 600 entspricht, wird der Spannungspegel des Primärschaltereingangssignals Vramp_Ctrl auf den Spannungspegel der ersten Spannungsquelle 618 der zweiten Steuerung 600 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt stellt der Vorwärtskopplungskompensator 800 den ersten elektrischen Pfad zu dem Komparator 728 des Rückkopplungskompensators 700 bereit und der Kondensator 830 des Vorwärtskopplungskompensators 800 beginnt sich über den ersten elektrischen Pfad zu entladen.
  • Von T1 bis T2 steigt der Spannungspegel des Lastsprungdetektionssignals CSC allmählich an und der Kondensator 830 des Vorwärtskopplungskompensators 800 entlädt sich weiterhin über den ersten elektrischen Pfad.
  • Wenn das Lastsprungerfassungssignal CSC weiter ansteigt, erreicht das Lastsprungerfassungssignal CSC bei T2 einen Spannungswert, der der Schwellenspannung des zweiten Schalters 623 der zweiten Steuerung 600 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Spannungspegel des Primärschaltereingangssignals Vramp_Ctrl auf den Spannungspegel des ersten Knotens 614 der zweiten Steuerung 600 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt stellt der Vorwärtskopplungskompensator 800 den zweiten elektrischen Pfad zum Komparator 728 des Rückkopplungskompensators 700 bereit und der Kondensator 830 des Vorwärtskopplungskompensators 800 beginnt sich über den zweiten elektrischen Pfad aufzuladen.
  • Von T2 bis T3 steigt die Referenzspannung V+2 allmählich an, während sich der Kondensator 830 des Vorwärtskopplungskompensators 800 über den zweiten elektrischen Pfad weiter auflädt. Die Referenzspannung V+2 steigt allmählich an, sodass das Primärschaltereingangssignal Vramp_Ctrl so gesteuert wird, dass es ebenfalls schrittweise ansteigt. Der schrittweise Anstieg des Primärschaltereingangssignals Vramp_Ctrl stellt sicher, dass der Spannungspegel des HV-Busses 246 nicht stark abfällt.
  • Von T3 bis T4 pendelt sich das Lastsprungerfassungssignal CSC ein und die Referenzspannung V+2 pendelt sich ebenfalls ein.
  • Bei T4 wird angenommen, dass eine externe Steuerung bewirkt, dass der Spannungspegel des Laststeuersignals Load ctrl von dem dritten Pegel auf den zweiten Pegel abnimmt.
  • Von T4 bis T5: (1) der Spannungspegel des Lastsprungerfassungssignals CSC steigt leicht an: (2) der durchschnittliche Spannungspegel des analogen Spannungssignals V_DC nimmt leicht ab; und (3) das Primärschaltereingangssignal Vramp_Ctrl nimmt leicht ab.
  • Bei T5 halten das Lastsprungerfassungssignal CSC und das Primärschaltereingangssignal Vramp_Ctrl einen konstanten Spannungspegel. Ferner behält das analoge Spannungssignal V_DC bei T5 einen konstanten Durchschnittsspannungspegel bei.
  • 6 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1100 zum Betreiben des Wechselrichters 204 aus den 3 und 4.
  • Bei Block 1102 arbeitet der Wechselrichter 204 in einem normalen Modus. Im normalen Modus: (1) sind der Spannungspegel des Primärschaltereingangssignals Vramp_ctrl und der des Lastsprungerfassungssignals CSC in einem konstanten Zustand; (2) verbindet der zweite Schalter 623 der zweiten Steuerung 600 den ersten Knoten 614 der zweiten Steuerung 600 und den vierten Knoten 624 der zweiten Steuerung 600 elektrisch; (3) erzeugt der Vorwärtskopplungskompensator 800 die Referenzspannung V+2 basierend auf dem zweiten elektrischen Pfad; und (4) wird der Kondensator 830 des Vorwärtskompensators 800 geladen.
  • Bei Block 1104 bestimmt der Wechselrichter 204 durch Überwachen des Erfassungsknotens, ob eine Aufwärtslaständerung aufgetreten ist. Wenn die Aufwärtslaständerung aufgetreten ist, fährt das Verfahren mit Block 1104 fort. Anderenfalls kehrt das Verfahren zu Block 1102 zurück.
  • Bei Block 1106 verringert der Wechselrichter 204 die Spannung des Lastsprungerfassungssignals CSC.
  • Bei Block 1108 verbindet der Wechselrichter 204 den zweiten Knoten 616 der zweiten Steuerung 600 elektrisch mit dem vierten Knoten 624 der zweiten Steuerung 600 und trennt den ersten Knoten 614 der zweiten Steuerung 600 elektrisch von dem vierten Knoten 624 der zweiten Steuerung 600.
  • Bei Block 1110 stellt der Wechselrichter 204 die Schaltfrequenz des ersten Primärschalters 212 und des zweiten Primärschalters 214 auf die maximale Frequenz ein.
  • Bei Block 1112 veranlasst der Wechselrichter 204 den Vorwärtskopplungskompensator 800, die Referenzspannung V+2 basierend auf dem ersten elektrischen Pfad zu erzeugen.
  • In einem Block 1114 entlädt der Wechselrichter 204 den Kondensator 830 des Vorwärtskompensators über den ersten elektrischen Pfad.
  • Bei Block 1116 erhöht der Wechselrichter 204 den Spannungspegel des Lastsprungerfassungssignals CSC.
  • Bei Block 1118 verbindet der Wechselrichter 204 den ersten Knoten 614 der zweiten Steuerung 600 elektrisch mit dem vierten Knoten 624 der zweiten Steuerung 600 und trennt den zweiten Knoten 616 der zweiten Steuerung 600 elektrisch von dem vierten Knoten 624 der zweiten Steuerung 600.
  • Bei Block 1120 veranlasst der Wechselrichter 204 den Vorwärtskopplungskompensator 800, die Referenzspannung V+2 basierend auf dem zweiten elektrischen Pfad zu erzeugen.
  • Bei Block 1122 lädt der Wechselrichter 204 den Kondensator 830 des Vorwärtskompensators 800 über den ersten elektrischen Pfad auf.
  • Obwohl das beispielhafte Verfahren zum Betreiben des Wechselrichters 204 unter Bezugnahme auf das in 7 dargestellte Ablaufdiagramm beschrieben ist, können alternativ viele andere Verfahren zum Umsetzen des beispielhaften Wechselrichters 204 verwendet werden. Beispielsweise kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden und/oder es können einige der beschriebenen Blöcke geändert, weggelassen oder kombiniert werden.
  • In dieser Anmeldung soll die Verwendung der Disjunktion die Konjunktion einschließen. Die Verwendung von bestimmten oder unbestimmten Artikeln soll keine Kardinalität angeben. Insbesondere soll ein Verweis auf „das“ Objekt oder „ein“ Objekt auch eines aus einer möglichen Vielzahl derartiger Objekte bezeichnen. Ferner kann die Konjunktion „oder“ dazu verwendet werden, Merkmale wiederzugeben, die gleichzeitig vorhanden sind, anstelle von sich gegenseitig ausschließenden Alternativen. Anders ausgedrückt sollte die Konjunktion „oder“ so verstanden werden, dass sie „und/oder“ beinhaltet. Im hier verwendeten Sinne beziehen sich die Begriffe „Modul“ und „Einheit“ auf Hardware mit einer Schaltung zum Bereitstellen von Kommunikations-, Steuer- und/oder Überwachungsfunktionen, oftmals in Verbindung mit Sensoren. „Module“ und „Einheiten“ können zudem Firmware beinhalten, die auf der Schaltung ausgeführt wird. Die Ausdrücke „beinhaltet“, „beinhaltend“ und „beinhalten“ sind einschließend und weisen jeweils den gleichen Umfang auf wie „umfasst“, „umfassend“ bzw. „umfassen“.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und insbesondere etwaige „bevorzugte“ Ausführungsformen sind mögliche beispielhafte Umsetzungen und werden lediglich für ein eindeutiges Verständnis der Grundsätze der Erfindung dargelegt. Viele Variationen und Modifikationen können an der/den vorstehend beschriebenen Ausführungsform(en) vorgenommen werden, ohne wesentlich vom Geist und den Grundsätzen der in dieser Schrift beschriebenen Techniken abzuweichen. Sämtliche Modifikationen sollen hier im Umfang dieser Offenbarung eingeschlossen und durch die folgenden Patentansprüche geschützt sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Wechselrichter vorgesehen, Folgendes aufweisend: Schalter; einen Transformator, der dazu konfiguriert ist, einen Gleichstromeingang zu empfangen; einen Gleichrichter; einen Hochspannungs (HV)-Bus; und eine H-Brücke, die dazu konfiguriert ist, einen Wechselstromausgang auf Grundlage einer Schaltfrequenz der Schalter auszugeben; einen Detektor, der dazu konfiguriert ist, einen Lastsprung zu erfassen; und eine Rückkopplungssteuerung, die dazu konfiguriert ist, die Schaltfrequenz in Reaktion auf den Lastsprung vorübergehend auf einen maximal zulässigen Pegel einzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die H-Brücke dazu konfiguriert, das Tastverhältnis des Wechselstromausgangs auf Grundlage des HV-Busses und eines Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke zu modifizieren, und wobei die Rückkopplungssteuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Schaltfrequenz der Schalter auf Grundlage des Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke zu modifizieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Lastsprung eine Aufwärtslaständerung.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Rückkopplungssteuerung Folgendes: eine erste Steuerung, die für Folgendes konfiguriert ist: eine gemessene Spannung auf Grundlage des Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke zu erzeugen; eine Referenzspannung über einen ersten elektrischen Pfad zu erzeugen; und ein analoges Spannungssignal durch Vergleichen der gemessenen Spannung und der Referenzspannung zu erzeugen; und eine zweite Steuerung, die dazu konfiguriert ist, ein Primärschaltereingangssignal zum Einstellen der Schaltfrequenz auf Grundlage des analogen Spannungssignals zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zweite Steuerung in Reaktion auf den Lastsprung, das Primärschaltereingangssignal auf Grundlage eines festen Spannungspegels zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Steuerung ferner dazu konfiguriert, in Reaktion auf einen nach dem Lastsprung abgelaufenen Zeitraum das Primärschaltereingangssignal auf Grundlage des analogen Spannungssignals zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Steuerung ferner dazu konfiguriert, in Reaktion auf den Lastsprung die Referenzspannung über einen zweiten unterschiedlichen elektrischen Pfad zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Steuerung ferner dazu konfiguriert, in Reaktion auf einen nach dem Lastsprung abgelaufenen Zeitraum die Referenzspannung über den ersten elektrischen Pfad zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Rückkopplungssteuerung ferner für Folgendes konfiguriert: ein Primärschaltereingangssignal zum Einstellen der Schaltfrequenz zu erzeugen; das Primärschaltereingangssignal von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel in Reaktion auf den Lastsprung zu erhöhen; und in Reaktion auf einen nach dem Lastsprung abgelaufenen Zeitraum das Primärschaltereingangssignal schrittweise von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel zu verringern.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Steuerung ferner gekennzeichnet durch einen Gleichstromdigitalisierer, der dazu konfiguriert ist, das analoge Spannungssignal als ein digitales Spannungssignal auf Grundlage eines Taktsignals umzuwandeln.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Steuerung ferner gekennzeichnet durch einen Tastverhältnissteuerungsdigitalisierer, der dazu konfiguriert ist, das Taktsignal auf Grundlage des Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke zu erzeugen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Leistungssystem bereitgestellt, aufweisend: eine Batterie, die dazu konfiguriert ist, eine Batteriespannung auszugeben; eine Stufenlast, die dazu ist, auf Grundlage einer Wechselspannung zu arbeiten; einen Wechselrichter, der Schalter umfasst und zu Folgendem konfiguriert ist: die Batteriespannung auf Grundlage einer Schaltfrequenz der Schalter in die Wechselspannung umzuwandeln; die Stufenlast zu überwachen; und in Reaktion auf das Erkennen eines Lastsprungs die Schaltfrequenz vorübergehend auf einen maximal zulässigen Wert einzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Lastsprung eine Aufwärtslaständerung.
  • Gemäl einer Ausführungsform ist der Wechselrichter ferner durch Folgendes gekennzeichnet: einen Hochspannungs (HV)-Bus; eine H-Brücke, die dazu konfiguriert ist, das Tastverhältnis der Wechselspannung auf Grundlage des HV-Busses und eines Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke zu modifizieren; und eine Rückkopplungssteuerung, die dazu konfiguriert ist, die Schaltfrequenz der Schalter auf Grundlage des Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke zu modifizieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Rückkopplungssteuerung Folgendes: eine erste Steuerung, die für Folgendes konfiguriert ist: eine gemessene Spannung auf Grundlage des Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke zu erzeugen; eine Referenzspannung über einen ersten elektrischen Pfad zu erzeugen; und ein analoges Spannungssignal durch Vergleichen der gemessenen Spannung und der Referenzspannung zu erzeugen; und eine zweite Steuerung, die dazu konfiguriert ist, ein Primärschaltereingangssignal zum Einstellen der Schaltfrequenz auf Grundlage des analogen Spannungssignals zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Steuerung ferner dazu konfiguriert, in Reaktion auf den Lastsprung das Primärschaltereingangssignal auf Grundlage eines festen Spannungspegels zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Steuerung ferner dazu konfiguriert, in Reaktion auf einen nach dem Lastsprung abgelaufenen Zeitraum das Primärschaltereingangssignal auf Grundlage des analogen Spannungssignals zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Steuerung ferner dazu konfiguriert, in Reaktion auf den Lastsprung die Referenzspannung über einen zweiten unterschiedlichen elektrischen Pfad zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Steuerung ferner dazu konfiguriert, in Reaktion auf einen nach dem Lastsprung abgelaufenen Zeitraum die Referenzspannung über den ersten elektrischen Pfad zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Rückkopplungssteuerung ferner für Folgendes konfiguriert: ein Primärschaltereingangssignal zum Einstellen der Schaltfrequenz zu erzeugen; das Primärschaltereingangssignal von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel in Reaktion auf den Lastsprung zu erhöhen; und in Reaktion auf einen nach dem Lastsprung abgelaufenen Zeitraum das Primärschaltereingangssignal schrittweise von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel zu verringern.

Claims (15)

  1. Wechselrichter, umfassend: Primärschalter; einen Transformator, der dazu konfiguriert ist, ein geschaltetes Gleichstrom (DC)-Signal zu empfangen; einen Gleichrichter; und eine H-Brücke, die dazu konfiguriert ist, ein Wechselstrom (AC)-Signal mit einem Tastverhältnis auszugeben; einen Detektor, der dazu konfiguriert ist, eine Aufwärtslaständerung zu erfassen; und eine Rückkopplungssteuerung, die für Folgendes konfiguriert ist: das Tastverhältnis zu regulieren; und in Reaktion auf die Aufwärtslaständerung vorübergehend ein Schalttastverhältnis der Primärschalter auf einen maximal zulässigen Pegel zu stellen.
  2. Wechselrichter nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Hochspannungs (HV)-Bus, der den Gleichrichter und die H-Brücke koppelt, wobei die H-Brücke ferner dazu konfiguriert ist, das Tastverhältnis des Wechselstromsignals basierend auf einem Spannungspegel des HV-Busses und einem Wechselstromausgangstastverhältnissignal der H-Brücke zu modifizieren, und wobei die Rückkopplungssteuerung ferner dazu konfiguriert ist, das Schalttastverhältnis der Primärschalter basierend auf dem Wechselstromausgangstastverhältnissignal der H-Brücke zu modifizieren.
  3. Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Rückkopplungssteuerung das Schalttastverhältnis der Primärschalter nur in Reaktion darauf, dass der Detektor die Aufwärtslaständerung erfasst, vorübergehend auf den maximal zulässigen Pegel einstellt.
  4. Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Rückkopplungssteuerung Folgendes umfasst: eine erste Steuerung, die für Folgendes konfiguriert ist: eine gemessene Spannung basierend auf einem Wechselstromausgangstastverhältnissignal der H-Brücke zu erzeugen; eine Referenzspannung über einen ersten elektrischen Pfad zu erzeugen; und ein analoges Spannungssignal durch Vergleichen der gemessenen Spannung und der Referenzspannung zu erzeugen; und eine zweite Steuerung, die dazu konfiguriert ist, ein primäres Schaltersteuersignal zum Einstellen des Schalttastverhältnisses basierend auf dem analogen Spannungssignal zu erzeugen.
  5. Wechselrichter nach Anspruch 4, wobei die zweite Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, in Reaktion auf die Aufwärtslaständerung das Primärschaltersteuersignal auf der Grundlage eines festen Spannungspegels zu erzeugen.
  6. Wechselrichter nach Anspruch 5, wobei die zweite Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, in Reaktion auf einen vorbestimmten Zeitraum, der nach der Aufwärtslaständerung abgelaufen ist, das Primärschaltersteuersignal basierend auf dem analogen Spannungssignal zu erzeugen.
  7. Wechselrichter nach Anspruch 4, wobei die erste Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, in Reaktion auf die Aufwärtslaständerung die Referenzspannung über einen zweiten unterschiedlichen elektrischen Pfad zu erzeugen.
  8. Wechselrichter nach Anspruch 7, wobei die erste Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, in Reaktion auf einen vorbestimmten Zeitraum, der nach der Aufwärtslaständerung abgelaufen ist, die Referenzspannung über den ersten elektrischen Pfad zu erzeugen.
  9. Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Rückkopplungssteuerung ferner für Folgendes konfiguriert ist: ein Primärschaltersteuersignal zum Einstellen des Schalttastverhältnisses zu erzeugen; das Primärschaltersteuersignals von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel in Reaktion auf die Aufwärtslaständerung zu erhöhen; und in Reaktion auf einen vorbestimmten Zeitraum, der nach der Aufwärtslaständerung abgelaufen ist, das Primärschaltersteuersignal schrittweise von dem zweiten Pegel auf den ersten Pegel zu verringern.
  10. Wechselrichter nach Anspruch 4, wobei die zweite Steuerung einen Digitalisierer umfasst, der dazu konfiguriert ist, das analoge Spannungssignal auf Grundlage eines Taktsignals in ein digitales Spannungssignal umzuwandeln.
  11. Wechselrichter nach Anspruch 10, wobei die erste Steuerung einen Tastverhältnissteuerungsdigitalisierer umfasst, der dazu konfiguriert ist, das Taktsignal auf Grundlage des Wechselstromtastverhältnisausgangssignals der H-Brücke zu erzeugen.
  12. Leistungssystem, umfassend: eine Batterie; eine Stufenlast; und einen Wechselrichter, der Primärschalter umfasst und für Folgendes konfiguriert ist: einen Wechselstrom (AC) an die Stufenlast auf Grundlage eines Schalttastverhältnisses der Primärschalter bereitzustellen; die Stufenlast zu überwachen; und in Reaktion auf das Erkennen einer Aufwärtslaständerung das Schalttastverhältnis vorübergehend auf einen maximal zulässigen Pegel einzustellen.
  13. Leistungssystem nach Anspruch 12, wobei der Wechselrichter das Schalttastverhältnis nur in Reaktion auf das Erfassen der Aufwärtslaständerung vorübergehend auf den maximal zulässigen Pegel einstellt.
  14. Leistungssystem nach Anspruch 12, wobei der Wechselrichter ferner Folgendes umfasst: einen Hochspannungs (HV)-Bus; eine H-Brücke, die dazu konfiguriert dazu ist, ein Tastverhältnis der Wechselspannung auf Grundlage einer Spannung des HV-Busses und eines quadratischen Mittelwerts (RMS) der Wechselspannung zu modifizieren; und eine Rückkopplungssteuerung, die dazu konfiguriert ist, das Schalttastverhältnis auf Grundlage eines Wechselstromausgangstastverhältnissignals der H-Brücke zu modifizieren.
  15. Leistungssystem nach Anspruch 12, wobei der Wechselrichter Folgendes umfasst: eine erste Steuerung, die für Folgendes konfiguriert ist: eine gemessene Spannung basierend auf einem Wechselstromausgangstastverhältnissignal der H-Brücke zu erzeugen; eine Referenzspannung über einen ersten elektrischen Pfad zu erzeugen; und ein analoges Spannungssignal durch Vergleichen der gemessenen Spannung und der Referenzspannung zu erzeugen; und eine zweite Steuerung, die dazu konfiguriert ist, ein primäres Schaltersteuersignal zum Einstellen des Schalttastverhältnisses basierend auf dem analogen Spannungssignal zu erzeugen.
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