DE202020101549U1 - Schaltungsanordnung mit mehreren Leistungselektronikmodulen - Google Patents

Schaltungsanordnung mit mehreren Leistungselektronikmodulen Download PDF

Info

Publication number
DE202020101549U1
DE202020101549U1 DE202020101549.4U DE202020101549U DE202020101549U1 DE 202020101549 U1 DE202020101549 U1 DE 202020101549U1 DE 202020101549 U DE202020101549 U DE 202020101549U DE 202020101549 U1 DE202020101549 U1 DE 202020101549U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bridge
circuit arrangement
circuit
pole
poles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202020101549.4U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMA Solar Technology AG
Original Assignee
SMA Solar Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMA Solar Technology AG filed Critical SMA Solar Technology AG
Publication of DE202020101549U1 publication Critical patent/DE202020101549U1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H02M3/1586—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Schaltungsanordnung (1) mit
- einem ersten zweipoligen Gleichspannungsanschluss (9) und einem zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschluss (14),
- wobei zwischen die beiden Pole (7, 8) des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (9) drei erste Halbbrücken (6) einer ersten Brückenschaltung (5) parallel geschaltet sind,
- wobei zwischen die beiden Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) drei zweite Halbbrücken (11) einer zweiten Brückenschaltung (10) parallel geschaltet sind und
- wobei erste Brückenmittelpunkte (15) der ersten Halbbrücken (6) mit zweiten Brückenmittelpunkten (16) der zweiten Halbbrücken (11) verbunden sind,
- wobei die erste Brückenschaltung (5) und die zweite Brückenschaltung (10) baugleich sind und jede der ersten und zweiten Halbbrücken (6, 11) jeweils einen aktiv ansteuerbaren Leistungshalbleiterschalter (3) zwischen jedem Pol (7, 8, 12, 13) des jeweiligen Gleichspannungsanschlusses (9, 14) und dem jeweiligen Brückenmittelpunkt (15, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
- dass an die beiden Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) eine dritte Brückenschaltung (20) angeschlossen ist, die baugleich mit der ersten Brückenschaltung (5) und der zweiten Brückenschaltung (10) ist und deren drei dritte Halbbrücken (21) parallel zwischen die Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) geschaltet sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem ersten zweipoligen Gleichspannungsanschluss und einem zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschluss, wobei zwischen die beiden Pole des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses drei erste Halbbrücken einer ersten Brückenschaltung parallel geschaltet sind, wobei zwischen die beiden Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses drei zweite Halbbrücken einer zweiten Brückenschaltung parallel geschaltet sind und wobei erste Brückenmittelpunkte der ersten Halbbrücken mit zweiten Brückenmittelpunkten der zweiten Halbbrücken verbunden sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf Verwendungen einer solchen Schaltungsanordnung.
  • Wenn hier und im Folgenden davon die Rede ist, dass Punkte der Schaltungsanordnung - wie die ersten und zweiten Brückenmittelpunkte - miteinander verbunden sind, so bedeutet dies, soweit nichts anderes angegeben ist, dass die jeweiligen Punkte elektrisch leitend und insbesondere galvanisch miteinander verbunden sind. Dies schließt jedoch nicht aus, dass in einer elektrischen Verbindungsleitung zwischen den Punkten ein elektrisches Bauteil, wie beispielsweise eine Drossel angeordnet ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Aus der DE 10 2006 016 501 A1 ist ein Leistungshalbleitermodul insbesondere für einen Solar-Wechselrichter bekannt. Das Leistungshalbleitermodul weist sechs in einer Drehstrom-Brückenschaltung verschaltete Dioden, drei abschaltbare Halbleiterschalter, die jeweils einer der Dioden einer unteren Brückenseite der Drehstrom-Brückenschaltung elektrisch parallel geschaltet sind, und eine die Brückenstränge der Drehstrom-Brückenschaltung kurzschließende Kurzschlussbrücke auf. Die Leistungshalbleiterschalter dieses Leistungshalbleitermoduls sind in einer B6-Brückenschaltung verschaltet, und das Leistungshalbleitermodul wird als „Sixpack“ bezeichnet. Das Leistungshalbleitermodul kann anstelle eines herkömmlichen IGBT-Sixpack-Leistungshalbleitermoduls eines lastseitigen Stromrichters eines kondensatorlosen Spannungszwischenkreis-Umrichters angeordnet werden, um aus einem kondensatorlosen Spannungszwischenkreis-Umrichter der Antriebstechnik einen Solar-Wechselrichter zu generieren. Bei einem herkömmlichen kondensatorlosen Spannungszwischenkreis-Umrichter sind zwei Leistungshalbleitermodule über einen Gleichspannungszwischenkreis miteinander verbunden, wobei die Brückenstränge der Drehstrom-Brückenschaltungen einen Drehstromeingang und einen Drehstromausgang des Spannungszwischenkreis-Umrichters ausbilden. Wenn ein solcher Spannungszwischenkreis-Umrichter durch Austausch eines seiner Sixpack-Leistungshalbleitermodule durch das eingangs dieses Absatzes definierte Leistungshalbleitermodul zu einem Solar-wechselrichter umgebaut ist, wird der Solargenerator zwischen die Kurzschlussbrücke und einen der Pole des Gleichspannungszwischenkreises angeschlossen.
  • Aus der WO 2010/069620 A1 ist ein transformatorloser Wechselrichter zur Einspeisung elektrischer Energie einer Gleichstromquelle in ein Wechselstromnetz bekannt. Der Wechselrichter weist eine Wechselrichterbrücke und einen der Wechselrichterbrücke vorgeschalteten DC/DC-Wandler auf, der eine zwischen Eingangsleitungen des Wechselrichters anliegende Eingangsgleichspannung in eine zwischen Eingangsleitungen der Wechselrichterbrücke anliegende Zwischenkreisgleichspannung umwandelt. Die Wechselrichterbrücke richtet die an ihren Eingangsleitungen anliegende Zwischenkreisgleichspannung in eine Ausgangswechselspannung um. Der DC/DC-Wandler umfasst mindestens einen eine Resonanzinduktivität und eine Resonanzkapazität aufweisenden Resonanzkreis, der eingangsseitig über mindestens zwei getaktete Schalter jeweils mit einer der beiden Eingangsleitungen des Wechselrichters elektrisch leitend verbindbar ist. Die Eingangsleitungen des Wechselrichters und die Eingangsleitungen der Wechselrichterbrücke sind auf kapazitive Weise galvanisch voneinander getrennt. Der Resonanzkreis ist ungeteilt und wechselweise mit den beiden Eingangsleitungen der Wechselrichterbrücke elektrisch leitend verbindbar. Der DC/DC-Wandler weist eine eingangsseitige Brückenschaltung mit drei Halbbrücken auf, die jeweils zwei Leistungshalbleiterschalter umfassen, wobei an jeden Brückenmittelpunkt zwischen den beiden Leistungshalbleiterschaltern einer der Resonanzkreise angeschlossen ist. Die Resonanzkreise können jeweils zum Mittelpunkt einer Halbbrücke eines ausgangsseitigen Gleichrichters des DC/DC-Wandlers führen. Die ausgangsseitig an den DC/DC-Wandler angeschlossene Wechselrichterbrücke kann ebenfalls drei Halbbrücken mit jeweils zwei Leistungshalbleiterschaltern aufweisen, über deren Brückenmittelpunkte ein dreiphasiger Wechselstrom ausgegeben wird.
  • Die DE 11 2008 003 489 T5 offenbart ein Brennstoffzellensystem mit einem DC/DC-Wandler mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und mit einem an die beiden Pole eines zweipoligen Gleichspannungsanschlusses des DC/DC-Wandlers angeschlossenen Wechselrichter.
  • Aus der US 2014/0117963 A1 ist ein weiterer, bidirektionaler DC/DC-Wandler mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 bekannt.
  • Die DE 10 2018 120 378 A1 offenbart einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine.
  • Die DE 10 2018 114 740 A1 offenbart ein elektrisches Antriebssystem unter Verwendung eines DC/DC-Wandlers.
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung mit einem ersten zweipoligen Gleichspannungsanschluss und einem zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschluss aufzuzeigen, die universell verwendbar und aufgrund dieser universellen Verwendbarkeit möglichen großen Stückzahlen kostengünstig herstellbar ist.
  • LÖSUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung wir durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 14 betreffen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die Ansprüche 15 bis 18 sind auf bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gerichtet.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Schaltungsanordnung mit einem ersten zweipoligen Gleichspannungsanschluss und einem zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschluss, wobei zwischen die beiden Pole des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses drei erste Halbbrücken einer ersten Brückenschaltung parallel geschaltet sind, wobei zwischen die beiden Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses drei zweite Halbbrücken einer zweiten Brückenschaltung parallel geschaltet sind, wobei erste Brückenmittelpunkte der ersten Halbbrücken zweiten Brückenmittelpunkten der zweiten Halbbrücken verbunden sind und wobei die erste Brückenschaltung und die zweite Brückenschaltung baugleich sind und jede der ersten und zweiten Halbbrücken jeweils einen aktiv ansteuerbaren Leistungshalbleiterschalter zwischen jedem Pol des jeweiligen Gleichspannungsanschlusses und dem jeweiligen Brückenmittelpunkt aufweist, ist an die beiden Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses eine dritte Brückenschaltung angeschlossen, die baugleich mit der ersten Brückenschaltung und der zweiten Brückenschaltung ist und deren drei dritte Halbbrücken parallel zwischen die Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses geschaltet sind.
  • Die Gleichartigkeit der beiden Brückenschaltungen und der aktiv ansteuerbare Leistungshalbleiterschalter in jedem Zweig jeder der Halbbrücken stellt eine bidirektionale erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sicher. Dabei bedeutet die aktive Ansteuerbarkeit jedes Leistungshalbleiterschalters insbesondere, dass er grundsätzlich unabhängig und damit zu anderen Zeitpunkten ansteuerbar ist als die anderen Leistungshalbleiterschalter. Dies schließt natürlich nicht aus, dass beispielsweise die mit demselben Pol eines der Gleichspannungsanschlüsse verbundenen Leistungshalbleiterschalter synchron getaktet, das heißt angesteuert werden. Diese an denselben Pol eines der Gleichspannungsanschlüsse angeschlossenen Leistungshalbleiterschalter können aber beispielsweise auch gezielt um 120° phasenversetzt zueinander getaktet werden. Dass die Leistungshalbleiterschalter aktiv ansteuerbar sind erfordert jedoch nicht, dass sie als bidirektionale Schalter ausgebildet sind. Vielmehr können und werden die Leistungshalbleiterschalter in der Regel antiparallele Bodydioden aufweisen oder mit antiparallelen Bypassdioden kombiniert sein.
  • Wenn hier und im Folgenden davon die Rede ist, dass zum Beispiel die erste Brückenschaltung und die zweite Brückenschaltung baugleich sind, so bedeutet dies, dass diese zumindest im Wesentlichen identisch sind, so dass sie untereinander austauschbar sind. Die beiden Brückenschaltungen sind also insbesondere durch dieselben Schaltbilder darstellbar, und sie weisen dieselben Funktionalitäten auf. Vollkommen identisch sind die beiden Brückenschaltungen, wenn sie beispielsweise auch anhand des Fabrikats ihrer Bauteile nicht unterscheidbar sind. Dabei sind derartige vollkommen identische Brückenschaltungen bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht nur aus dem Gesichtspunkt einer absoluten Bidirektionalität der Schaltungsanordnung bevorzugt, sondern auch aus dem Aspekt einer Gleichteiligkeit, weil zum Aufbau der Schaltungsanordnung für beide Brückenschaltungen auf dieselbe Baugruppe zurückgegriffen werden kann. Eine Baugleichheit der und eine Gleichheit der Funktionalitäten bedeutet jedoch nicht, dass die die erste Brückenschaltung und die zweite Brückenschaltung im Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in gleicher Weise angesteuert werden müssen. Durch die Baugleichheit der beiden Brückenschaltungen ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung insoweit modular, als dass sie zwei gleiche und zumindest potentiell austauschbare Module in Form der beiden Brückenschaltungen umfasst.
  • Zusätzlich können alle Leistungshalbleiterschalter in den Zweigen der ersten und der zweiten Halbbrücke baugleich und damit von gleichem Fabrikat und Typ sein.
  • Weiterhin kann jede der ersten und zweiten Halbbrücken als ein Leistungselektronikbaustein ausgebildet sein, wobei dann die Leistungselektronikbausteine der Halbbrücken beider Brückenschaltungen baugleich oder identisch sind. Durch die Baugleichheit der Leistungselektronikbausteine ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auch insoweit modular, als dass sie sechs gleiche und zumindest potentiell austauschbare Module in Form Leistungselektronikbausteine der beiden Brückenschaltungen umfasst.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist jede der Brückenschaltungen als einer von zwei baugleichen Stacks ihrer Leistungshalbleiterschalter oder der Leistungselektronikbausteine ausgebildet. Jeder der Leistungshalbleiterschalter oder der Leistungselektronikbausteine kann dabei ein gleiches und zumindest potentiell austauschbares Modul des jeweiligen Stacks sein.
  • Jeder der Leistungselektronikbausteine bzw. der Stacks kann einen parallel zu den ersten oder zweiten Halbbrücken zwischen die Pole des jeweiligen Gleichspannungsanschlusses geschalteten Kondensator umfassen, der eine Zwischenkreiskapazität bereitstellt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind die Brückenmittelpunkte der ersten Halbbrücke und der zweiten Halbbrücke miteinander verbunden. Dabei kann jeweils einer der ersten Brückenmittelpunkte der ersten Halbbrücke mit einem der zweiten Brückenmittelpunkte der zweiten Halbbrücke verbunden sein, oder alle ersten Brückenmittelpunkte der ersten Halbbrücken können zusammen mit allen zweiten Brückenmittelpunkten der zweiten Halbbrücken verbunden sein. Die miteinander verbundenen Brückenmittelpunkte der ersten und zweiten Halbbrücken bilden einen Stromzwischenkreis zwischen den beiden Brückenschaltungen aus. In der Verbindung der Brückenmittelpunkte der ersten Halbbrücken und der zweiten Halbbrücken kann mindestens eine Drossel angeordnet sein. Wenn es sich nur um eine Drossel handelt, ist diese zwischen den miteinander verbundenen Brückenmittelpunkten der ersten Halbbrücke einerseits und den miteinander Brückenmittelpunkten der zweiten Halbbrücke andererseits angeordnet. Vorzugsweise ist jedoch jeder der ersten Brückenmittelpunkte der ersten Halbbrücken mit einem der Brückenmittelpunkte einer der zweiten Halbbrücken über eine separate Drossel verbunden. In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, wenn eine Steuerung der Schaltungsanordnung so ausgebildet ist, dass sie zumindest in einem Betriebsmodus die Leistungshalbleiterschalter der ersten Halbbrücken und/oder der zweiten Halbbrücken um jeweils 120° zueinander phasenversetzt ansteuert. So wird ein Stromfluss zwischen den beiden zweipoligen Gleichspannungsanschlüssen der Schaltungsanordnung in vorteilhafter Weise vergleichmäßigt.
  • Konkret kann die Steuerung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung so ausgebildet sein, dass sie die Leistungshalbleiterschalter der ersten Brückenschaltung und der zweiten Brückenschaltung ansteuert, um einen Gleichspannungssteller zwischen den beiden Polen des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses und den beiden Polen des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses auszubilden. Das heißt, die Steuerung der Schaltungsanordnung kann die Leistungshalbleiterschalter so ansteuern, dass zwischen den beiden Gleichspannungsanschlüssen eine Spannungsdifferenz eingestellt wird. Daher kann ein Strom zwischen den Gleichspannungsanschlüssen in der oder gegen die Richtung des Spannungsunterschieds getrieben werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist einer der beiden Pole des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses in der Regel direkt mit einem der beiden Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses verbunden. Die miteinander verbundenen Pole bilden einen gemeinsames Bezugspotential für die über den beiden Gleichspannungsanschlüssen anliegenden Spannungen aus.
  • Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist drei baugleiche und damit vorzugsweise identische Baugruppen auf, die jeweils eine Brückenschaltung ausbilden. So ist an die beiden Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses eine dritte Brückenschaltung angeschlossen sein, die baugleich mit der ersten Brückenschaltung und der zweiten Brückenschaltung ist und deren drei dritte Halbbrücken parallel zwischen die Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses geschaltet sind. Dabei kann zwischen die beiden Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses ein zusätzlicher Kondensator als Zwischenkreiskapazität geschaltet sein, die die Spannung zwischen den beiden Polen des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses stabilisiert.
  • Die Steuerung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass sie die Leistungshalbleiterschalter der dritten Brückenschaltung ansteuert, um einen dreiphasigen Wechselrichter zwischen den beiden Polen des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses und dritten Brückenmittelpunkten der dritten Halbbrücke auszubilden. Grundsätzlich können diese dritten Brückenmittelpunkte der dritten Halbbrücke aber auch miteinander verbunden sein, und die Steuerung der Schaltungsanordnung kann so ausgebildet sein, dass sie die Leistungshalbleiterschalter der dritten Brückenschaltung ansteuert, um einen einphasigen Wechselrichter zwischen den beiden Polen des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses und den miteinander verbundenen dritten Brückenmittelpunkten der dritten Halbbrücke auszubilden.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird an die beiden Pole des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses eine erste Spannungsquelle und an die beiden Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses eine zweite Spannungsquelle angeschlossen. So kann elektrische Leistung zwischen den beiden Spannungsquellen transferiert werden. Insbesondere kann die an einem der beiden Gleichspannungsanschlüsse von der direkt daran angeschlossenen Spannungsquelle bereitgestellte Spannung durch Zufuhr von elektrischer Leistung zu beziehungsweise Abfuhr von elektrischer Leistung von der an den anderen der Gleichspannungsanschlüsse angeschlossenen Spannungsquelle stabilisiert werden. Wenn die dritte Brückenschaltung an die beiden Pole des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses angeschlossen ist, kann in der Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung an die dritten Brückenmittelpunkte der dritten Halbbrücke ein Wechselstromnetz angeschlossen sein, in das über die dritte Brückenschaltung elektrische Leistung von den an den ersten und den zweiten Gleichspannungsanschluss angeschlossenen ersten und zweiten Spannungsquellen eingespeist wird.
  • Konkret kann die eingespeiste elektrische Leistung im Wesentlichen von einem Photovoltaikgenerator stammen, der Teil der zweiten Spannungsquelle ist. Dabei kann die erste Spannungsquelle eine Batterie, das heißt allgemein ein Leistungspuffer oder auch eine Ersatzspannungsquelle sein, die Leistungsschwankungen des Photovoltaikgenerators kompensiert. Zudem kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in der erfindungsgemäßen Verwendung zur Spitzenlastkappung und/oder Regelleistungserbringung für das Wechselstromnetz betrieben werden, wobei eine Leistungsabgabe aus beiden Spannungsquellen erfolgen kann, während eine Leistungsaufnahme vorwiegend durch eine als Batterie ausgebildete erste Spannungsquelle erfolgt.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Ansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Ansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Ansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Ansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Ansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
  • Die in den Ansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Kondensator die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Kondensator zwei Kondensatoren oder mehr Kondensatoren vorhanden sind. Die in den Ansprüchen angeführten Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die das jeweilige Erzeugnis bzw. die jeweilige Verwendung aufweist.
  • Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Ansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Ansprüche leichter verständlich zu machen.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
    • 1 ist ein Schaltbild einer ersten Schaltungsanordnung.
    • 2 ist ein Ansteuerschema für Halbleiterleistungsschalter der Schaltungsanordnung gemäß 1.
    • 3 ist ein Schaltbild einer zweiten Schaltungsanordnung.
    • 4 ist ein Ansteuerschema für Leistungshalbleiterschalter der Schaltungsanordnung gemäß 3 über ihre Verwendung als Tiefsetzsteller.
    • 5 ist ein Ansteuerschema für die Leistungshalbleiterschalter der Schaltungsanordnung gemäß 3 bei ihrer Verwendung als Hochsetzsteller.
    • 6 ist ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und
    • 7 ist ein Ansteuerschema für ein zusätzlichen Leistungshalbleiterschalter der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß 6.
  • FIGURENBESCHREIBUNG
  • Die in 1 dargestellte Schaltungsanordnung 1 umfasst zwei identische Stacks 2 von jeweils sechs Leistungshalbleiterschaltern 3 und einem Kondensator 4. Die Nummerierung S1 bis S6 beziehungsweise S7 bis S12 der Leistungshalbleiterschalter 3 in den beiden Stacks 2 dient ausschließlich der Unterscheidbarkeit bei der Ansteuerung der Leistungshalbleiterschalter 3 durch eine nicht dargestellte Steuerung. Trotz der unterschiedlichen Nummern S1 bis S12 sind alle Leistungshalbleiterschalter 3 identisch ausgebildet. Die Leistungshalbleiterschalter 3 mit den Nummern S1 bis S6 des einen Stacks 2 sind zu einer ersten Brückenschaltung 5 mit drei Halbbrücken 6 zwischen Polen 7 und 8 eines ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses 9 verschaltet. Dabei stellt der Kondensator 4 dieses Stacks 2 eine Zwischenkreiskapazität für einen eingangsseitigen Gleichspannungszwischenkreis der ersten Brückenschaltung 5 bereit. Entsprechend sind die Leistungshalbleiterschalter mit den Nummern S7 bis S12 zu einer zweiten Brückenschaltung 10 mit drei Halbbrücken 11 zwischen Polen 12 und 13 eines zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses 14 verschaltet, wobei der Kondensator 4 des entsprechenden Stacks 2 eine Zwischenkreiskapazität des eingangsseitigen Gleichspannungszwischenkreises der Brückenschaltung 10 ausbildet. Brückenmittelpunkte 15 der Halbbrücken 6 und Brückenmittelpunkte 16 der Halbbrücken 11 sind über eine Drossel 17 miteinander verbunden, wobei der eine Anschluss der Drossel 17 zu den Brückenmittelpunkten 15 und der andere Anschluss der Drossel 17 zu den Brückenmittelpunkten 16 verzweigt. Weiterhin sind die beiden Brückenschaltungen 5 und 10 durch eine Leitung 18 verbunden, die die Pole 8 und 13 der Gleichspannungsanschlüsse 9 und 14 miteinander verbindet. Auf diese Weise ist zwischen den beiden Brückenschaltungen 5 und 10 ein Stromzwischenkreis ausgebildet. Die Halbleiterschalter 3 sind jeweils so ausgebildet, dass sie nur in der Stromflussrichtung von plus nach minus sperren und in der Gegenrichtung aufgrund einer Bodydiode 19 permanent leitend sind.
  • Die Schaltungsanordnung 1 ist zwischen den Gleichspannungsanschlüssen 9 und 14 als Hochsetzsteller oder Tiefsetzsteller verwendbar, das heißt ihre Leistungshalbleiterschalter 3 sind ansteuerbar, um einen Strom und damit einen Energiefluss von einer höheren Eingangsspannung U1 an dem ersten Gleichspannungsanschluss 9 in Richtung zu einer niedrigeren Ausgangsgleichspannung U2 an dem zweiten Gleichspannungsanschluss 14 hervorzurufen oder auch zu einer höheren Gleichspannung U2 an dem zweiten Gleichspannungsanschluss 14. 2 zeigt ein Ansteuerschema, bei dem konkret die Leistungshalbleiterschalter S1, S3 und S5 synchron getaktet werden, um einen Energiefluss von einer höheren Eingangsspannung U1 zu einer niedrigeren Ausgangsspannung U2 hervorzurufen, das heißt die Schaltungsanordnung 1 als Tiefsetzsteller zu betreiben.
  • Die Schaltungsanordnung 1 gemäß 3 unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung 1 gemäß 1 dadurch, dass hier die Brückenmittelpunkte 15 der Halbbrücken 6 der ersten Brückenschaltung 5 und die Brückenmittelpunkte 16 der Halbbrücken 11 der zweiten Brückenschaltung 10 nicht jeweils untereinander verbunden sind, sondern jeweils ein Brückenmittelpunkt 15 mit einem Brückenmittelpunkt 16 über eine separate Drossel 17 verbunden ist. Ansonsten sind die Schaltungsanordnungen 1 identisch. Insbesondere können auch dieselben Stacks 2 zu ihrer Realisierung verwendet werden, wie zu Realisierung der Schaltungsanordnung 1 gemäß 1.
  • 4 zeigt ein Ansteuerschema für die Leistungshalbleiterschalter 3 der Schaltungsanordnung 1 gemäß 3, um dann, wenn die Eingangsgleichspannung U1 größer als die Ausgangsgleichspannung U2 ist, einen Energiefluss von dem ersten Gleichspannungsanschluss 9 zu dem zweiten Gleichspannungsanschluss 14 hervorzurufen. Dazu werden die Leistungshalbleiterschalter 3 mit den Nummern S1, S3 und S5 hier versetzt zueinander getaktet. In der Folge fließen zeitlich zueinander versetzte Teilströme durch die Drosseln 17, und entsprechend fließen zeitlich versetzt zueinander Ladungen aus dem eingangsseitigen Gleichspannungszwischenkreis zwischen den Polen 7 und 8 in den ausgangsseitigen Gleichspannungszwischenkreis zwischen den Polen 12 und 13 ab. Der auf diese Weise vergleichmäßigte Stromfluss bedeutet einen reduzierten Stromrippel bei dieser Verwendung der Schaltungsanordnung 1 als Tiefsetzsteller.
  • 5 zeigt ein Ansteuerschema bei Verwendung der Schaltungsanordnung 1 als Hochsetzsteller, also um einen Energiefluss von dem Gleichspannungsanschluss 9 zu dem Gleichspannungsanschluss 14 hervorzurufen, wenn die eingangsseitige Gleichspannung U1 kleiner als die ausgangsseitige Gleichspannung U2 ist. In diesem Fall werden die Leistungshalbleiterschalter 3 mit den Nummern S8, S10 und S12 um 120° phasenversetzt zueinander getaktet, was auch hier wieder einen vergleichmäßigten Stromfluss mit reduziertem Stromrippel zur Folge hat.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 1 gemäß 6 ist gegenüber der Ausführungsform gemäß 3 ein zusätzlicher Stack 2 vorgesehen, der identisch mit den beiden Stacks 2 zwischen den beiden Gleichspannungsanschlüssen 9 und 14 ist. Die Leistungshalbleiterschalter 3 mit den Nummern S13 bis S18 dieses zusätzlichen Stacks 2 bilden eine dritte Brückenschaltung 20 aus, deren Halbbrücken 21 zwischen den Polen 12 und 13 des zweiten Gleichspannungsanschlusses verlaufen. Brückenmittelpunkte 22 dieser Halbbrücken 21 führen zu einem Wechselstromnetz 23. Die Leistungshalbleiterschalter 3 mit den Nummern S13 bis S18 werden so angesteuert, dass die dritte Brückenschaltung 20 als DC/AC-Wandler zwischen einem Gleichspannungszwischenkreis 24 zwischen den Polen 12 und 13 und dem Wechselstromnetz 23 dient. In diesem Gleichspannungszwischenkreis 24 kann zusätzlich zu den Zwischenkreiskondensatoren 4 der angrenzenden Stacks 2 ein Zwischenkreiskondensator 25 angeordnet sein. Geladen wird der Zwischenkreis 24 durch einen Photovoltaikgenerator 26, der an den zweiten Gleichspannungsanschluss 14 angeschlossen ist. An den ersten Gleichspannungsanschluss 9 ist hingegen eine Batterie 27 angeschlossen, die über den bidirektionalen DC/DC-Wandler aus der ersten Brückenschaltung 5 und der zweiten Brückenschaltung 10 bedarfsweise geladen und entladen werden kann. Die Leistungshalbleiterschalter 3 der Schaltungsanordnung 1 gemäß 6 können insgesamt auch so angesteuert werden, dass mit der Schaltungsanordnung 1 eine Spitzenlast-Kappung und/oder eine Regelleistungserbringung für das Wechselstromnetz 23 betrieben wird.
  • 7 illustriert ein Ansteuerschema für die Leistungshalbleiterschalter S13 bis S18 der dritten Brückenschaltung 20 um einen möglich sinusförmigen dreiphasigen Wechselstrom über die Brückenmittelpunkte 22 in das Wechselstromnetz 23 einzuspeisen.
  • In der hier geschilderten Ausführungsform basiert die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung im Wesentlichen auf den identischen Stacks 2. Aufgrund dieser hohen Gleichteiligkeit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist diese kostengünstig bereitstellbar und einfach zu konfektionieren.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schaltungsanordnung
    2
    Stack
    3
    Leistungshalbleiterschalter
    4
    Zwischenkreiskondensator
    5
    erste Brückenschaltung
    6
    (erste) Halbbrücke
    7
    Pol
    8
    Pol
    9
    erster Gleichspannungsanschluss
    10
    zweite Brückenschaltung
    11
    (zweite) Halbbrücke
    12
    Pol
    13
    Pol
    14
    zweiter Gleichspannungsanschluss
    15
    (erster) Brückenmittelpunkt
    16
    (zweiter) Brückenmittelpunkt
    17
    Drossel
    18
    Leitung
    19
    Bodydiode
    20
    dritte Brückenschaltung
    21
    (dritte) Halbbrücke
    22
    (dritter) Brückenmittelpunkt
    23
    Wechselstromnetz
    24
    Gleichspannungszwischenkreis
    25
    Zwischenkreiskondensator
    26
    Photovoltaikgenerator
    27
    Batterie
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006016501 A1 [0003]
    • WO 2010/069620 A1 [0004]
    • DE 112008003489 T5 [0005]
    • US 2014/0117963 A1 [0006]
    • DE 102018120378 A1 [0007]
    • DE 102018114740 A1 [0008]

Claims (18)

  1. Schaltungsanordnung (1) mit - einem ersten zweipoligen Gleichspannungsanschluss (9) und einem zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschluss (14), - wobei zwischen die beiden Pole (7, 8) des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (9) drei erste Halbbrücken (6) einer ersten Brückenschaltung (5) parallel geschaltet sind, - wobei zwischen die beiden Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) drei zweite Halbbrücken (11) einer zweiten Brückenschaltung (10) parallel geschaltet sind und - wobei erste Brückenmittelpunkte (15) der ersten Halbbrücken (6) mit zweiten Brückenmittelpunkten (16) der zweiten Halbbrücken (11) verbunden sind, - wobei die erste Brückenschaltung (5) und die zweite Brückenschaltung (10) baugleich sind und jede der ersten und zweiten Halbbrücken (6, 11) jeweils einen aktiv ansteuerbaren Leistungshalbleiterschalter (3) zwischen jedem Pol (7, 8, 12, 13) des jeweiligen Gleichspannungsanschlusses (9, 14) und dem jeweiligen Brückenmittelpunkt (15, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, - dass an die beiden Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) eine dritte Brückenschaltung (20) angeschlossen ist, die baugleich mit der ersten Brückenschaltung (5) und der zweiten Brückenschaltung (10) ist und deren drei dritte Halbbrücken (21) parallel zwischen die Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) geschaltet sind.
  2. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die beiden Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) eine Zwischenkreiskapazität (25) geschaltet ist.
  3. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der Schaltungsanordnung (1) so ausgebildet ist, dass sie die Leistungshalbleiterschalter (3) der dritten Brückenschaltung (20) ansteuert, um einen optional dreiphasigen Wechselrichter zwischen den beiden Polen (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) und dritten Brückenmittelpunkten (22) der dritten Halbbrücken (21) auszubilden.
  4. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Leistungshalbleiterschalter (3) der ersten, zweiten und dritten Halbbrücken (6, 11, 21) baugleich sind.
  5. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Brückenschaltungen (5, 10, 21) als Stack (2) ihrer Leistungshalbleiterschalter (3) ausgebildet ist.
  6. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Stacks (2) einen parallel zu den ersten oder zweiten Halbbrücken (6, 11, 21) zwischen die Pole (7, 8, 12, 13) des jeweiligen Gleichspannungsanschlusses (9, 14) geschalteten Kondensator (4) umfasst.
  7. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Brückenmittelpunkte (15) der ersten Halbbrücken (6) mit den zweiten Brückenmittelpunkten (16) der zweiten Halbbrücken (11) über mindestens eine Drossel (17) verbunden sind.
  8. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der ersten Brückenmittelpunkte (15) der ersten Halbbrücken (6) mit einem der zweiten Brückenmittelpunkte (16) einer der zweiten Halbbrücken (11) über eine Drossel (17) verbunden ist.
  9. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Steuerung der Schaltungsanordnung (1) so ausgebildet ist, dass sie die Leistungshalbleiterschalter (3) der drei ersten Halbbrücken (6) und/oder der drei zweiten Halbbrücken (11) um jeweils 120° zueinander phasenversetzt ansteuert.
  10. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Steuerung der Schaltungsanordnung (1) so ausgebildet ist, dass sie die Leistungshalbleiterschalter (3) der ersten Brückenschaltung (5) und der zweiten Brückenschaltung (10) ansteuert, um einen Gleichspannungssteller zwischen den beiden Polen (7, 8) des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (9) und den beiden Polen (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) auszubilden.
  11. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die beiden Pole (7, 8) des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (9) eine erste Spannungsquelle und an die beiden Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) eine zweite Spannungsquelle angeschlossen ist.
  12. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Brückenmittelpunkte (22) der dritten Halbbrücken (21) ein Wechselstromnetz (23) angeschlossen sind.
  13. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannungsquelle eine Batterie (27) ist und die zweite Spannungsquelle einen Photovoltaikgenerator (26) umfasst.
  14. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (1) zur Spitzenlast-Kappung und/oder Regelleistungserbringung für das Wechselstromnetz (23) ausgebildet ist.
  15. Verwendung der Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an die beiden Pole (7, 8) des ersten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (9) eine erste Spannungsquelle und an die beiden Pole (12, 13) des zweiten zweipoligen Gleichspannungsanschlusses (14) eine zweite Spannungsquelle angeschlossen wird.
  16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an die dritten Brückenmittelpunkte (22) der dritten Halbbrücken (21) ein Wechselstromnetz (23) angeschlossen wird.
  17. Verwendung nach Anspruch einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannungsquelle eine Batterie (27) ist und die zweite Spannungsquelle einen Photovoltaikgenerator (26) umfasst.
  18. Verwendung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (1) zur Spitzenlast-Kappung und/oder Regelleistungserbringung für das Wechselstromnetz (23) betrieben wird.
DE202020101549.4U 2019-03-21 2020-03-23 Schaltungsanordnung mit mehreren Leistungselektronikmodulen Active DE202020101549U1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019107278 2019-03-21
DE102019107278.6 2019-03-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202020101549U1 true DE202020101549U1 (de) 2020-03-31

Family

ID=70469973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202020101549.4U Active DE202020101549U1 (de) 2019-03-21 2020-03-23 Schaltungsanordnung mit mehreren Leistungselektronikmodulen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202020101549U1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006016501A1 (de) 2006-04-07 2008-01-17 Siemens Ag Leistungshalbleitermodul
WO2010069620A1 (de) 2008-12-20 2010-06-24 Sma Solar Technology Ag Transformatorloser wechselrichter mit einem dc/dc-wandler
DE112008003489T5 (de) 2007-12-25 2010-11-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Brennstoffzellensystem
US20140117963A1 (en) 2012-10-30 2014-05-01 Lsis Co., Ltd. Apparatus and method for controlling bidirectional dc-dc converter
DE102018114740A1 (de) 2017-06-21 2018-12-27 Gm Global Technology Operations, Llc Elektrisches Antriebssystem unter Verwendung eines DC-DC Wandlers
DE102018120378A1 (de) 2017-08-23 2019-02-28 Ford Global Technologies, Llc Konfigurierbare hybridantriebsysteme

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006016501A1 (de) 2006-04-07 2008-01-17 Siemens Ag Leistungshalbleitermodul
DE112008003489T5 (de) 2007-12-25 2010-11-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Brennstoffzellensystem
WO2010069620A1 (de) 2008-12-20 2010-06-24 Sma Solar Technology Ag Transformatorloser wechselrichter mit einem dc/dc-wandler
US20140117963A1 (en) 2012-10-30 2014-05-01 Lsis Co., Ltd. Apparatus and method for controlling bidirectional dc-dc converter
DE102018114740A1 (de) 2017-06-21 2018-12-27 Gm Global Technology Operations, Llc Elektrisches Antriebssystem unter Verwendung eines DC-DC Wandlers
DE102018120378A1 (de) 2017-08-23 2019-02-28 Ford Global Technologies, Llc Konfigurierbare hybridantriebsysteme

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3014725B1 (de) Energiespeichereinrichtung mit gleichspannungsversorgungsschaltung und verfahren zum bereitstellen einer gleichspannung aus einer energiespeichereinrichtung
EP2737618B1 (de) Elektrisches umrichtersystem
EP2027647B1 (de) Vorrichtung zur einspeisung elektrischer energie in ein energieversorgungsnetz und gleichspannungswandler für eine solche vorrichtung
EP2493062B1 (de) DC-DC Wandlerzelle, hieraus aufgebaute rückspeisefähige DC-DC Wandlerschaltung und Verfahren zu deren Betrieb
DE102013212682B4 (de) Energiespeichereinrichtung mit Gleichspannungsversorgungsschaltung und Verfahren zum Bereitstellen einer Gleichspannung aus einer Energiespeichereinrichtung
DE102009028973A1 (de) DC/DC-Wandlerschaltung und Batteriesystem
DE102011075927A1 (de) Multifunktionaler stromrichter von gleichspannung zu gleichspannung, von gleichspannung zu wechselspannung und von wechselspannung zu gleichspannung
DE102019106485A1 (de) Weissach-Gleichrichteranordnung
EP2807738B1 (de) Multizellenkonverter
EP2728735A2 (de) Modulares Traktionsumrichtersystem mit Energiespeicher zum Bereitstellen einer Zwischenkreisspannung und Verfahren zu dessen Betrieb
EP3257145B1 (de) Dc/dc-wandler mit fliegendem kondensator
DE102013105098B4 (de) Integrierter Solar-/Batteriewechselrichter
DE102018201202A1 (de) Schaltungsanordnung für einen Umrichter, Verfahren zum Betrieb eines Umrichters und Luftfahrzeug mit einer derartigen Schaltungsanordnung
DE102018221519B4 (de) Fahrzeugseitige Ladevorrichtung
EP2745390B1 (de) Potenzialdefinition von eingangsleitungen eines wechselrichters
EP4270764A1 (de) Multilevelkonverter-schaltungs mit geschalteten kondensatoren in ssps topologie
DE102015105889A1 (de) Schaltmodul und Umrichter mit wenigstens einem Schaltmodul
WO2013186006A2 (de) Multizellenkonverter
DE102014005124A1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Austausch elektrischer Energie
DE202020101549U1 (de) Schaltungsanordnung mit mehreren Leistungselektronikmodulen
DE102019209854A1 (de) Fahrzeugbordnetz
DE102014212930B3 (de) Vorrichtung zum Bereitstellen einer elektrischen Spannung sowie Antriebsanordnung und Verfahren
DE102014100257A1 (de) Modularer Umrichter und Energieübertragungseinrichtung
EP2523339B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Energie mittels einer Photovoltaikanlage mit Ausgleich von Energie zwischen den Zweigen der Gleichspannungsgeneratoren
DE102021119899B4 (de) Verfahren zum betrieb eines wechselrichters und wechselrichter

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years