KR20190085001A - 유도 전력 전송 시스템의 컨버터의 스위칭 전류를 결정하는 방법 및 장치, 그리고 제어 방법 - Google Patents

유도 전력 전송 시스템의 컨버터의 스위칭 전류를 결정하는 방법 및 장치, 그리고 제어 방법 Download PDF

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알렉산더 클링스포
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봄바디어 프리모베 게엠베하
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Abstract

유도 전력 전달 시스템의 컨버터(5)의 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 스위칭 전력을 결정하는 방법 및 장치로,
- 컨버터(5)의 적어도 하나의 AC 위상 라인의 상전류(IU, IV, IW)를 결정하는 단계,
- 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 적어도 하나의 스위칭 시점(SP, SP1, SP2, SP3)과, 상기 스위칭 시점(SP, SP1, SP2, SP3)에서의 상전류 값을 결정하는 단계,
- 적어도 하나의 상전류 값에 따라 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 스위칭 전류를 결정하는 단계를 포함하는 방법과, 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 작동을 제어하는 방법.

Description

유도 전력 전송 시스템의 컨버터의 스위칭 전류를 결정하는 방법 및 장치, 그리고 제어 방법
본 발명은 컨버터의 적어도 하나의 스위칭 소자의 적어도 하나의 스위칭 전류를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 컨버터는 유도 전력 전송을 위한 시스템의 컨버터, 특히 상기 시스템의 1차 권선 구조체를 위한 AC 동작 전압을 제공하기 위한 컨버터이다. 또한, 본 발명은 상기 컨버터의 스위칭 소자의 작동을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
전기차, 특히 트랙 연계형 차량(track-bound vehicle), 및/또는 도로 자동차(road automobile)는 유도 전력 전송에 의해 전달되는 전기 에너지에 의해 작동될 수 있다. 이러한 차량은, 교류 전자장을 수신하고 전자기 유도에 의해 교류 전류를 생성하기에 적합한 소위 수신 장치를 포함할 수 있다. 이러한 수신 장치는 소위, 2차 권선 구조체를 포함하거나 제공할 수 있다. 또한, 이러한 차량은 교류 전류(AC)를 직류 전류(DC)로 변환하기에 적합한 정류기를 포함할 수 있다. DC는 트랙션 배터리를 충전하거나 전기 기계를 작동하는 데에 사용될 수 있다. 정류기는 수신 장치에 의해 제공되는 AC를 DC로 변환한다.
유도 전력 전송은 통상적으로, 1차 권선 구조체에 의해 교류 전자장을 생성하는 1차 유닛과, 상기 전자장을 수신하는 수신 장치를 포함하는 2차 유닛을 사용하여 수행된다. 1차 유닛과 2차 유닛은, 예를 들어 각각이 전술된 1차 및 2차 권선 구조체를 제공하는 권선 세트(a set of windings)를 포함할 수 있다.
1차 권선 또는 1차 권선 구조체로도 지칭될 수 있는, 권선 세트의 1차 유닛은 지면에 설치되어, 도로 측 전력 컨버터(WPC: wayside power converter), 특히 인버터에 의해 공급될 수 있다. 2차 권선 또는 2차 권선 구조체로도 지칭될 수 있는, 권선 세트의 2차 유닛은 차량에 설치된다. 예를 들어, 2차 권선 구조체는 차량의 밑면에, 전차(tram)의 경우에는 차량(wagon)의 아래에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 측(side)은 차량에 전기 에너지를 전달하는 고주파 변성기(transformer)의 일부일 수 있다. 이러한 전송은 정적인 상태(차량이 움직이지 않는 상태) 및 동적인 상태(차량이 움직이는 상태)에서 이루어질 수 있다.
컨버터는, 전력 전송을 위한 전자기장을 생성하기 위해, 1차 권선 구조체에 AC 동작 전압을 제공한다. 인버터에 의해 제공되는 컨버터는, DC 전력 또는 전압 공급원에 연결되는 DC 입력 단자를 구비할 수 있다. 또한, 인버터는, 1차 권선 구조체, 특히 1차 권선 구조체의 위상 라인(phase lines)이 연결되는 AC 출력 단자를 구비할 수 있다.
1차 권선 구조체를 위한 상기 AC 동작 전압을 제공하는 컨버터의 스위칭 소자들의, 소위 용량성 스위칭은 피하는 것이 바람직하다. 이러한 용량성 스위칭은, 스위칭 시점에 스위칭 소자로부터 또는 스위칭 소자를 통해 AC 위상 라인으로 흐르는 상전류가 0이거나 음전류(negative)인 경우에 발생한다. 상전류는 컨버터의 AC 출력 단자에서 제공되는 전류를 의미할 수 있다.
용량성 스위칭의 경우, 소위 역회복 효과로 인해, 스위칭 소자와 상기 스위칭 소자에 일반적으로는 병렬로 연결되는 바이패스 다이오드의 충전 상태를 변경시키는 높은 보상 전류가 야기될 수 있다. 이러한 높은 보상 전류는 결과적으로, 원치 않은 전력 손실 및 원치 않은 열을 발생시킬 수 있고, 전력 전달 효율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 스위칭 소자의 스위칭 전류가 비-용량성이도록, 즉 스위칭 소자가 닫혀 있을 때(스위치 온)에는 양전류, 그리고 스위칭 소자가 열려 있을 때(스위치 오프)에는 음전류이도록, 컨버터의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
80kHz 내지 90kHz 범위의 높은 동작 주파수 때문에, 상전류를 측정하기 위해서는 상당히 높은 샘플링 주파수가 요구되는데, 특히 상전류의 특정한 고조파(harmonics)도 측정하기 위해서 500kHz보다 높은 샘플링 주파수가 요구된다. 하지만, 이러한 높은 샘플링 레이트(sampling rate)에는 높은 처리 능력(computing power)이 필수적이다.
유도 전력 전달 시스템의 컨버터의 적어도 하나의 스위칭 소자의 스위칭 전류를 결정하는 방법 및 장치, 그리고 신속정확하고 계산 효율적으로 스위칭 전류를 결정할 수 있도록 하는 컨버터의 작동을 제어하는 방법을 제공하는 데에는 기술적인 문제가 존재한다.
상기 기술적인 문제에 대한 해결책은, 청구항 제1항, 제14항 및 제18항에 기재된 특징을 갖는 발명에 의해 제공된다. 본 발명의 추가적인 유리한 실시예들이 종속항들에 기재된 특징들을 갖는 발명에 의해 제공된다.
컨버터의 적어도 하나의 스위칭 소자의 적어도 하나의 스위칭 전류를 결정하는 방법이 제안된다. 컨버터는 특히, 차량에 유도 전력을 전달하기 위한 시스템의 컨버터이다. 또한, 컨버터는 전자기 전력 전달 필드를 생성하기 위해, 유도 전력 전달 시스템의 1차 권선 구조체에 교류 동작 전압을 제공할 수 있다.
컨버터는 인버터일 수 있다. 인버터는 DC 입력 전압으로부터 AC 출력 전압을 제공하며, 컨버터는 또한 AC 입력 전압으로부터 AC 출력 전압을 제공할 수 있다. 이하에서는, 적절한 경우에, 인버터에 관한 설명이 컨버터와도 관련될 수 있다.
1차 권선 구조체는 3상 권선 구조일 수 있다. 이 경우, 인버터는 3상 컨버터일 수 있다. 특히, 3상 인버터는 소위, B6 브리지 토폴로지를 가질 수 있다. 특히, 인버터는 직렬 연결된 2개의 스위칭 소자를 갖는 적어도 하나의 레그를 포함할 수 있다. 직렬 연결된 제1 스위칭 소자의 고전위(high potential) 단자는 고전위 DC 위상 라인에 연결될 수 있다. 제1 스위칭 소자의 제2 단자는 제2 스위칭 소자의 제1 단자에 연결될 수 있다. 제2 스위칭 소자의 제2 단자는 저전위 DC 위상 라인에 전기적으로 연결될 수 있다. 인버터의 AC 위상 라인은 제1 및 제2 스위칭 소자의 연결 섹션에 전기적으로 연결될 수 있다. 1차 권선 구조체의 위상 라인은 인버터의 적어도 하나의 AC 위상 라인에 연결될 수 있다. 인버터가 3상 인버터일 경우, 인버터는 이렇게 직렬 연결된 스위칭 요소들을 갖는 레그 3개와 인버터의 3개의 AC 위상 라인을 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 바람직하게는 MOSFET일 수 있다. 대안적으로, 스위칭 소자는 IGBT에 의해 제공될 수 있다.
컨버터는 또한, 1차 권선 구조체를 작동하기 위한 AC 출력 전압을 제공하는 하나 이상의 AC 위상 라인을 구비할 수 있다. 컨버터는 단일-위상 또는 다중-위상, 특히 3상 컨버터일 수 있다. 컨버터 또는 인버터가 3상 컨버터 또는 인버터일 경우, 소위 B6 토폴로지를 가질 수 있다.
위상 라인에는, AC 상전압 및 AC 상전류가 제공된다. 상전류는, 컨버터가 AC 위상 라인에, 그리고 이로 인해 상기 AC 위상 라인에 연결되는 1차 권선 구조체에 AC 동작 전압을 제공하는 경우, 컨버터의 AC 출력 전류를 의미할 수 있다. AC 상전류는, 예를 들어 컨버터 레그의 스위칭 소자를 통해 각각의 위상 라인으로 흐르는 전류일 수 있다. 상 전압은 AC 위상 라인의 전위와 기준 전위 사이의 전압을 의미할 수 있다.
방법은, 컨버터의 적어도 하나의 AC 위상 라인의 상전류를 결정하는 단계를 포함한다.
특히, 상전류의 시간적 추이(time course)는, 예를 들어 상전류와는 다른 양(quantities)에 기초하여 결정(예를 들어, 측정 또는 계산)될 수 있다. 예를 들어, 상전류의 아날로그식 시간적 추이를 샘플링하는 것도 가능한데, 이때 각 샘플은, 각각의 샘플링 시점에서의 상전류의 값을 나타낸다. 이 경우, 샘플링 시점이 각 샘플에 할당(assign)될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 스위칭 소자의 적어도 하나의 스위칭 시점과, 상기 스위칭 시점에서의 상전류가 결정된다. 스위칭 시점은 스위칭 소자가 비-용량성 상태로부터 용량성 상태로, 또는 그 반대로 변하는 시점을 의미할 수 있다. 상전류가 샘플링될 경우, 스위칭 시점에서의 상전류 값은, 샘플링 시점이, 결정되어야 할 스위칭 시점에 대응할 EO의 샘플의 값일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 스위칭 소자의 스위칭 전류는 스위칭 시점에서의 적어도 하나의 상전류 값에 따라 결정된다. 특히, 상전류 값은 디지털화된 상전류 값으로 결정될 수 있는데, 이때 상기 스위칭 시점에서의 상전류의 아날로그 값이, 예를 들어 A/D 컨버터에 의해 디지털화된다. 그 다음, 스위칭 전류는 적어도 하나의 디지털화된 상전류 값에 따라 결정된다.
가장 단순한 형태에서, 특히 단 하나의 스위칭 시점과 각각의 상전류 값이 결정될 경우, 스위칭 전류는 결정된 상전류 값과 동일할 수 있다. 하지만, 상전류 값에 기초하여 스위칭 전류를 결정하기 위해, 사전-결정된 연산 작업(arithmetic operation)을 수행하는 것도 가능하다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 다수의, 특히 연속적인 스위칭 지점과, 이로 인한 다수의 상전류 값을 결정하는 것 또한 가능하다. 그러면, 적어도 하나의 스위칭 소자의 스위칭 전류가 이들 다수의 상전류 값들에 따라 결정될 수 있다.
제안된 방법은, 정확하고 전산적으로 효율적으로 스위칭 전류를 결정할 수 있도록 하는데, 이는, 상기 결정에 단지 스위칭 시점들과 상기 스위칭 시점에서의 상전류 값들만이 필요하기 때문이다. 특히, 모든 샘플링 시점에서의 상전류 값들, 특히 디지털화된 상전류 값들을 결정할 필요가 없다.
바람직한 일 실시예에서, 상전류는 전류 센서에 의해 측정된다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 다른 전기 파라미터 또는 양에 기초하여 상전류를 결정하는 것도 가능하다. 전류 센서는, 예를 들어 컨버터의 적어도 하나의 AC 출력 위상 라인에서의 상전류를 측정할 수 있다. 전류 센서를 사용함으로써, 정확하고 신뢰성 있게 상전류를 결정할 수 있어서 유리하다.
또 다른 실시예에서, 전류 센서의 대역폭은 150kHz, 바람직하게는 300kHz, 보다 바람직하게는 500kHz보다 높다.
이러한 대역폭은, 기본 주파수를 갖는 상전류의 전류 성분을 신뢰성 있게 측정할 수 있도록 하기 때문에 유리한데, 이때 기본 주파수는 1차 권선 구조체의 동작 주파수와 동일하다. 특히, 동작 주파수는 80kHz 내지 90kHz일 수 있는데, 이때 스위칭 소자들은, 컨버터에 의해 상기 기본 주파수와 교류 동작 전압이 제공되도록, 작동된다.
특히, 상전류의 고조파 주파수 성분들을 포착하기 위해, 전류 센서의 대역폭은 동작 주파수의 2배보다 높거나, 보다 바람직하게는 동작 주파수의 2배보다 훨씬 높아야 한다. 이는, 결과적으로, 스위칭 전류의 보다 정확한 결정을 가능하게 하기 때문에 유리하다.
또 다른 실시예에서, 상전류는 A/D 컨버터에 의해 디지털화 된다. 특히, 전류 센서에 의해 제공되는 샘플 지점들의 값은 A/D 컨버터에 의해 디지털화될 수 있다. A/D 컨버터의 대역폭은 전류 센서의 대역폭 보다 작다. 특히, 전류 센서에 의해 샘플링된 모든 값을 디지털화하지 않을 수 있다. 특히, 모든 상전류 값들이 아니라, 선택된 것들만, 특히 스위칭 시점에서의 상전류 값들만 디지털화할 수 있다.
이는, 보다 낮은 성능의 A/D 컨버터를 사용하여, 높은 처리 효율로 스위칭 전류를 결정할 수 있도록 하기 때문에 유리하다.
또 다른 실시예에서, 전류 센서는 로고스키 코일 또는 변류기를 포함한다. 환언하면, 전류 센서는 로고스키 코일-기반 전류 센서 또는 변류기-기반 전류 센서일 수 있다. 이는, 고대역폭의 전류 센서를 제공할 수 있도록 하므로 유리하다.
대안적인 실시예에서, 시간에 따른 상전압 변화가 결정되는데, 이때 상전류는 상 전압 변화에 따라 결정된다. 예를 들어, 상 전압을 결정하는 것, 특히, 예를 들어 전압 센서에 의해 상 전압을 측정하는 것이 가능하다. 그러면, 예를 들어 연산 작업을 수행함으로써, 시간에 따른 상 전압 변화가 결정될 수 있다.
이러한 실시예에서, 1차 권선 구조체는 컨버터의 AC 위상 라인에 연결될 수 있는데, 이때 1차 권선 구조체는 인덕턴스를 제공하고, 상전류는 상 전압 변화와 인덕턴스에 따라 결정될 수 있다.
이는, 특히 상전류가 직접적으로 측정될 수 없는 경우에, 대안적인 상전류 결정 방법을 제공한다.
바람직한 일 실시예에서, 적어도 하나의 스위칭 소자의 적어도 2개의 연속적인 스위칭 시점과 상기 스위칭 시점에서의 상전류 값들의 세트가 결정된다. 적어도 2개의 연속적인 스위칭 시점은 서로 바로 이어지는 스위칭 시점들, 즉 연속하는 스위칭 시점들 사이에 또 다른 스위칭 시점이 없을 수 있다. 하지만, 이러한 것이 필수적인 것은 아니다.
하지만, 상기 세트가 2개의 다른 스위칭 시점 및 이에 대응하는 상전류 값들을 포함한다는 것이 중요하다. 적어도 하나의 스위칭 전류는 적어도 2개의 상전류 값들에 따라 결정된다. 특히, 스위칭 전류는, 적어도 2개의 상전류 값들의 세트 중 최대의 상전류 값으로서 결정될 수 있다. 하지만, 적어도 2개의 상전류 값들에 따라 달라지는 적어도 하나의 스위칭 전류를 결정하는 대안적인 작업이 수행될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 2개의 상전류 값들의 평균 값으로서 스위칭 전류를 결정하는 것도 가능하다.
스위칭 소자들의 다수의 반복 주기(duty cycle) 동안, 즉 다수의 스위칭 시점들에서, 스위칭 전류들이 동일하거나, 서로로부터 사전 결정된 양보다 많이 벗어나지 않도록, 컨버터, 특히 인버터의 제어가 수행되는 것으로 상정할 수 있다. 따라서, 2개 이상의 스위칭 시점 및 이에 대응하는 상전류 값을 결정함으로써, 보다 확실하고(robust) 정확한 스위칭 전류의 결정이 제공될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 제1 스위칭 시점은 제1의 스위치 신호 생성 시점에 따라 결정된다. 스위치 신호 생성의 시점은, 스위칭 소자의 작동을 제어하는 제어 유닛이 스위칭 신호를 생성하거나, 스위칭 소자, 특히 스위치 소자의 게이트 단자에 스위치 신호를 전송한 시점을 의미할 수 있다. 제어 유닛은 스위치 신호 생성 시점에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 추가적인 스위칭 시점이, 추가적인 스위치 신호 생성 시점에 따라 결정된다. 제1 및 추가적인 스위칭 시점은 연속적인 스위칭 시점일 수 있으며, 따라서 스위치 신호 생성 시점들은 연속적인 스위칭 신호 생성 시점들을 의미할 수 있다.
제1 스위칭 시점은, 예를 들어 제1의 스위치 신호 생성 시점과 제1 오프셋 값의 합으로서 결정될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 추가적인 스위칭 시점은, 추가적인 스위치 신호 생성 시점에 또 다른 오프셋 값을 합한 것으로서 결정될 수 있으며, 이때 이 오프셋 값은 제1 오프셋 값과는 다르다. 제1 오프셋 값은 0일 수 있다. 즉, 제1 스위칭 시점은 제1의 스위치 신호 생성 시점으로서 결정된다.
또한, 적어도 하나의 추가적인 스위칭 시점과 추가적인 스위치 신호 생성 시점 사이의 시간차는, 제1 스위칭 시점과 제1의 스위치 신호 생성 시점 간의 시간차와는 다르다.
환언하면, 스위칭 시점은 서로 다른 연속적인 스위칭 주기에서, 한 스위칭 주기의 시작에 대해 달라질 수 있다. 스위칭 전류가 서로 다른 스위칭 주기에 대해 본질적으로 동일하다고 가정할 경우, 제안된 다수의 스위칭 시점에 대한 결정은, 스위칭 주기의 특정 기간, 특히 스위치 신호 생성 시점 이후에 이어지는 기간을 스캔할 수 있도록 한다.
게이트 시간 지연은, 다양한 스위칭 소자들에 대해, 다양한 온도, 다양한 전류 값 및 다양한 노후 정도(ages)에 따라 달라지는 것으로 상정할 수 있다. 게이트 시간 지연은, 스위치 신호 생성 시점과 실제 스위칭 동작 또는 스위칭 소자의 게이트 단자에서의 수신 사이에서의 스위치 신호의 시간적인 신호 전파 지연을 의미할 수 있다. 전술된, 스위칭 시점과 스위치 신호 생성 시점 사이의 시간 차가 상기 게이트 시간 지연에 부합할 수 있다.
하지만, 이는 상기 게이트 시간 지연에 대해 고정된 값이 결정될 수 없음을 의미한다. 스위칭 시점과 이에 대응하는 스위치 신호 생성 시점 사이의 차이가 변화하는, 다수의 스위칭 시점들과 이에 대응하는 상전류 값들을 결정함으로써, 게이트 시간 지연에 의한 부정확성을 줄이고, 스위칭 전류 결정의 정확도를 높이는 것이 가능해지므로 유리하다.
또 다른 실시예에서, 스위칭 시점과 스위치 신호 생성 시점 사이의 시간차는, 연속적으로 결정되는 스위칭 시점들에 대해 증가한다. 특히, 시간차는 사전 결정된 값만큼, 특히 사전 결정된 시간 간격만큼, 예를 들어 5ns, 10ns 또는 20ns의 시간 간격만큼 증가할 수 있다. 하지만, 시간 간격은 특정한 작동 계획(operation scenario)에 따라 선택될 수 있다.
시간 간격이 더 작게 증가할수록, 실제 스위칭 시점과 이에 대응하는 상전류 값을 결정하기 위한 스캔 밀도가 더 좋아진다. 이는, 결과적으로 결정의 정확도를 향상시킨다.
또 다른 실시예에서, 연속적인 스위칭 시점들은, 연속적으로 결정된 스위치 신호 생성 시점들의 각각에, 증가하는 오프셋 값을 더함으로써 결정된다. 이러한 실시예 및 대응하는 이점들은 이전에 설명된 바 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 스위칭 전류는 변화하는 시간차에 대한, 또는 이러한 시간차에 걸친 상전류 값들의 추이(course) 중 극댓값(local maximum)으로서 결정된다. 따라서, 상전류 값들의 극댓값을 결정(termination)한다고 해서, 반드시 스위칭 전류가 상전류 값들의 세트 중 최대 상전류 값에 대응하는 것은 아니다. 극댓값이, 상전류 값들의 세트 중 상전류 값의 최댓값과 다르거나 특히, 이보다 높고, 스위칭 시점의 세트에서 2개의 연속적인 스위칭 시점들 사이에 위치되는 시점에 대응하는 상전류에 대응할 수도 있다.
상기 극댓값은, 예를 들어 보간법(interpolation) 또는 임의의 다른 적절한 계산 규칙에 의해 결정될 수 있다. 이는, 스위칭 전류 값의 매우 정확한 결정을 가능하게 하므로 유리하다.
또 다른 실시예에서, 사전 결정된 길이의 시간 간격 내 사전 결정된 수의 연속적인 스위칭 시점들 또는 모든 스위칭 시점들이 결정된다. 시간 간격의 길이는, 예를 들어 그 시간 간격 내에 희망하는 사전 결정된 수의 스위칭 주기가 수행되도록 선택될 수 있다. 특히, 5개, 10개, 15개 또는 그보다 많은 연속적인 스위칭 시점들이 결정되거나, 이에 따라 시간 간격의 길이가 선택될 수 있다. 이는, 스위칭 전류 결정에서 확실성 및 정확도를 향상시키므로 유리하다.
대안적인 실시예에서, 컨버터의 하나의 레그에 있는 제1 스위칭 소자에 걸친 제1 스위칭 소자 전압과, 컨버터의 상기 레그에 있는 제2 스위칭 소자에 걸친 제2 스위칭 소자 전압이 결정된다. 스위칭 소자들은 전술된 바와 같이, 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 스위칭 소자 전압들은 XOR 연산의 입력 값을 제공하며, 스위칭 시점은, XOR 연산의 출력 값이 논리 신호 "1"로 바뀔 때의 시점으로서 결정된다. 제1 및 제2 스위칭 소자 전압 중 최소 전압은 논리 신호 "0"에 대응될 수 있고, 제1 및 제2 스위칭 소자 전압 중 최대 전압은 논리 신호 "1"에 대응될 수 있으며, 이 반대 또한 가능하다. XOR 연산은, 예를 들어 제어 유닛에 의해 수행될 수 있다. 이렇게 하여, 스위칭 전류가 상기 스위칭 시점에서의 상전류 값으로서 결정된다. 이는, 스위칭 시점을 정확하게 결정할 수 있도록 하고, 이로 인해 스위칭 전류를 정확하게 결정할 수 있도록 하므로 유리하다.
또한, 스위칭 전류를 결정하기 위해, 사전 정의된, 상전류의 시간적 추이의 스위칭 전류에 대한 (예를 들어, 룩-업 테이블 형태의) 할당(assignment)을 사용하는 것이 가능 및 공지되어 있다.
예를 들어, 스위칭 시점에 대한, 상전류 피크 값들의 할당 또는 상전류의 유효 값 또는 그 시간 이를, 예를 들어 측정(calibration)이나 수치 모의(numerical simulation)에 의해 확립하는 것이 가능하다. 이렇게 하면, 상전류의 결정은 사전 정의된 할당에 기초하여 스위칭 전류를 결정할 수 있도록 한다.
또한, 상전류, 특히 상전류의 시간적 추이를 추가적으로 샘플링하는 것(oversample)이 공지되어 있으며, 가능하다. 예를 들어, 시간적 추이의 형상을 정확하게 결정하기 위해, 그리고 이로 인해 스위칭 시점들을 정확하게 결정하기 위해, 800kHz 내지 900kHz의 샘플링 레이트로 시간적 추이를 샘플링하는 것이 가능하다. 하지만, 이는 매우 높은 처리 능력을 요구한다.
유도 전력 전달 시스템의 컨버터의 적어도 스위칭 소자의 스위칭 전류를 결정하는 장치가 추가적으로 제안된다. 장치는, 본 명세서에 개시된 실시예들 중 하나에 따른 방법을 유리하게 수행할 수 있도록 한다. 따라서, 장치는 이러한 방법이 장치에 의해 수행될 수 있도록 설계된다.
장치는, 컨버터의 적어도 하나의 AC 위상 라인의 상전류를 결정하기 위한 적어도 하나의 수단과, 적어도 하나의 평가 수단을 포함한다. 평가 수단은 컨버터의 작동을 제어하는 제어 유닛에 의해, 또는 상기 제어 유닛과는 별도의 유닛에 의해 제공될 수 있다. 평가 수단은 마이크로-제어기를 포함하거나, 마이크로-제어기에 의해 제공될 수 있다. 상전류를 결정하기 위한 수단은 적어도 하나의 전류 센서이거나, 이를 포함할 수 있다.
또한, 컨버터의 적어도 하나의 AC 위상 라인의 상전류는, 예를 들어 상전류를 결정하기 위한 적어도 하나의 수단에 의해 결정될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 스위칭 소자의 적어도 하나의 스위칭 시점 및 상기 스위칭 시점에서의 상전류 값은, 예를 들어 적어도 하나의 평가 수단에 의해 결정될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 스위칭 전류는, 예를 들어 적어도 하나의 평가 수단에 의해, 적어도 하나의 상전류 값에 따라 결정될 수 있다.
또한, 장치는, 상전류, 특히 전류 센서에 의해 측정되는 상전류를 여과하기 위한 여과 유닛, 특히 저역 통과(low-pass) 유닛을 포함할 수 있다. 장치는, 상전류, 특히 전류 센서에 의해 측정되는 상전류 또는 여과 유닛에 의해 여과된 상전류를 증폭시키기 위한 증폭 유닛을 추가적으로 포함할 수 있다. 또한, 장치는 스위칭 시점(들) 및 이에 대응하는 상전류 값(들)을 저장하는 메모리 유닛을 포함할 수 있다. 제안된 장치는, 스위칭 전류를 결정하는 제안된 방법을 수행할 수 있도록 하므로 유리하다.
또 다른 실시예에서, 장치는 전류 센서, 특히 로고스키 코일 또는 변류기를 포함하는 전류 센서를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 장치는 시간 경과에 따른 상전압 변화를 결정하기 위한 적어도 하나의 수단을 포함한다. 후자의 경우, 장치는 시간 경과에 따른 상전압 변화에 따라 달라지는 상전류를 결정하기 위한 적어도 하나의 수단, 예를 들어 평가 유닛을 포함할 수 있다. 이러한 실시예 및 이 실시예의 장점은 위에서 설명한 바 있다.
또 다른 실시예에서, 장치는, 적어도 하나의 스위칭 소자를 위한 스위칭 신호를 생성하는 제어 유닛을 추가적으로 포함한다. 제어 유닛은, 예를 들어 컨버터의 작동을 제어하는 제어 유닛일 수 있다. 또한, 제어 유닛은 전술된 평가 수단을 제공하거나, 또는 평가 수단을 제공하는 적어도 하나의 평가 유닛에 신호 연결에 의해 연결될 수 있다.
이는, 스위치 신호 생성 시점에 기초하여 스위칭 시점들을 결정할 수 있도록 하기 때문에 유리하다. 이러한 실시예 및 이에 대한 장점은 위에서 설명한 바 있다.
또 다른 실시예에서, 장치는, 컨버터의 하나의 레그에 있는 제1 스위칭 소자에 걸친 제1 스위칭 소자 전압을 결정하고, 컨버터의 상기 레그에 있는 제2 스위칭 소자에 걸친 제2 스위칭 소자 전압을 결정하는 적어도 하나의 수단을 포함한다. 상기 수단은, 예를 들어 하나 이상의 전압 센서(들)에 의해 제공될 수 있다. 또한, 스위칭 전류는 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 스위칭 소자 전압에 기초하여 결정될 수 있다.
컨버터, 특히 유도 전력 전달 시스템의 컨버터의 적어도 하나의 스위칭 소자의 작동을 제어하는 방법이 추가적으로 제안된다. 또한, 컨버터의 적어도 하나의 스위칭 소자의 스위칭 전류는, 본 명세서에 개시된 실시예들 중 하나에 따른 방법에 의해 결정된다. 또한, 스위칭 소자, 특히 스위칭 소자의 스위칭 시점들은, 결정된 스위칭 전류에 따라 제어된다. 또한, 적어도 하나의 스위칭 소자의 작동은 결정된 스위칭 전류에 기초하여 제어된다.
특히, 스위칭 소자의 작동은 양의 스위칭 전류가 제공되도록 제어될 수 있다. 대안적으로, 상기 작동은, 스위칭 전류의 값이 사전 결정된 전류 범위, 예를 들어 1 내지 3A 범위 내에 있도록 제어될 수 있다. 하지만, 희망하는 전류 범위는 작동 계획에 따라 달라질 수 있다.
동작 주파수, 예를 들어 AC 상전압의 기본 주파수가 변하도록, 특히 증가하거나 감소하도록, 스위칭 소자의 작동을 제어하는 것도 가능하다. 하지만, 이러한 제어는, 기본 주파수가 스위칭 주파수와 동일할 경우에만 가능하다.
이는, 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하는 컨버터의 작동 안정성을 향상시킬 수 있으므로 유리하다.
도 1은 스위칭 전류를 결정하기 위한 장치의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 2는 인버터의 3개의 AC 위상 라인에서의 상전류들의 예시적인 시간적 추이를 나타낸다.
도 3은 스위칭 신호들 및 상전류의 예시적인 시간적 추이를 나타낸다.
도 4는 스위칭 전류를 결정하는 방법의 개략적인 플로우 다이어그램이다.
이하에서, 동일한 도면부호는 동일하거나 유사한 기술적 특징을 갖는 요소들을 지칭한다.
도 1은, 특히 차량(도시되지 않음)으로 유도 전력을 전달하는 시스템의 인버터(5)의 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 스위칭 전류를 결정하는 장치(1)의 개략적인 블록 다이어그램이다.
1차 유닛(도시되지 않음)은 B6 브리지 토폴로지로 설계되는 인버터(5)를 포함한다. 인버터(5)는 스위칭 소자(6)들을 포함하고, 바이패스 다이오드(7)가 각각의 스위칭 소자(6)에 역병렬(antiparallel)로 연결된다. 인버터는 3개의 레그를 구비하고, 각각의 레그는 직렬 연결된 2개의 스위칭 소자(6)들을 포함한다. 또한, 2개의 스위칭 소자(6)의 연결 섹션에는 위상 라인(U, V, W)이 연결된다.
특히, 제1 스위칭 소자(6)가 고전위 위상 라인에 연결되고, 제2 스위칭 소자(6)가 저전위 위상 라인에 연결된다.
인버터의 스위칭 소자(6)는, 예를 들어 MOSFET 또는 IBGT에 의해 제공될 수 있다.
인버터(5)는 1차 권선 구조체(3)의 위상 라인(U, V, W)을 위해 AC(교류 전류) 상전압을 생성 또는 제공한다. 인버터(5)의 AC 출력 단자들은 위상 라인(U, V, W)에 각각 연결된다. 도시된 실시예에서, 이러한 1차 권선 구조체(3)의 위상 라인(U, V, W)들은 인버터(5)의 AC 위상 라인들에 전기적으로 연결된다. 따라서, 위상 라인(U, V, W)들은 인버터(5)의 AC 위상 라인들로도 지칭된다.
1차 권선 구조체(3)는 3-상 권선 구조체이다. 각각의 위상 라인(U, V, W)에 의해 제공되는 인덕턴스(LU, LV, LW)가 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 보상(compensating) 커패시턴스(CU, CV, CW)가 각각의 위상 라인(U, V, W)에 도시되어 있는데, 이때 상기 커패시턴스(CU, CV, CW)의 용량 값은, 각 위상 라인(U, V, W)의 인덕턴스(LU, LV, LW) 및 커패시턴스(CU, CV, CW)에 의해 제공되는 공진 회로의 공진 주파수가 동작 주파수와 일치하도록 선택된다.
각 위상 라인(U, V, W)에는, 인버터(5)의 AC 위상 라인들에서의 상전류에 대응하는 AC 전류(IU, IV, IW)가 더 도시되어 있다.
또한, 장치(1)는, 각각의 위상 라인(U, V, W)에서 상전류(IU, IV, IW)를 측정하고, 이로 인해 인버터(5)의 AC 위상 라인들에서의 상전류를 측정하는 전류 센서(8)들을 포함한다. 특히, 상전류 센서(8)들은, 인버터(5)의 레그의 하나의 스위칭 요소(6)를 통해, 각각의 위상(U, V, W)으로 또는 그로부터 밖으로 흐르는 상전류(IU, IV, IW)도 측정한다.
각각의 상전류(IU, IV, IW)의 화살표는 상전류(IU, IV, IW)의 양(positive)의 방향을 나타낸다. 양의 값의 상전류(IU, IV, IW)는 표시된 방향으로 흐르는 전류를 나타낸다.
또한, 시스템(1)은 신호 링크(점선으로 표시됨)에 의해 전류 센서(8)에 연결되는 평가 유닛(9)을 포함한다. 평가 유닛(9)은 저역-통과 필터 유닛(12) 및 A/D 컨버터 유닛(13)에 의해 상기 전류 센서(8)들에 각각 연결된다. A/D 컨버터 유닛(13)은, 예를 들어 연속-근사(successive-approximation) A/D 컨버터 유닛 또는 임의의 다른 샘플-앤드-홀드(sample and hold) A/D 컨버터 유닛일 수 있다. 전류 센서(8)들은 측정된 상전류(IU, IV, IW)의 샘플들을 제공하며, 이 값들은 저역-통과 여과된다. 그 다음, 전류 센서(8)들에 의해 생성되는 샘플들 모두가 아니라, 일부만이 A/D 컨버터 유닛(13)들에 의해 디지털화된다. 전류 센서(8), 저역-통과 필터(12) 및 A/D 컨버터 유닛(13)에 의해 도입되는 위상 이동(phase shift)은 0이거나 가능한 한 작아야 한다. 대안적으로, 도입된 상전류 값들의 위상 이동은, 스위칭 전류를 결정하는 방법으로 고려되어야 한다.
또한, 시스템은 신호 또는 데이터 링크에 의해 평가 유닛(9)에 연결되는 메모리 유닛(10)을 포함한다. 인버터(5)의 작동을 제어하는 (예를 들어, 스위칭 소자(6)들의 작동을 제어하는) 제어 유닛(11)이 추가적으로 도시되어 있다. 제어 유닛(11)은 신호 또는 데이터 링크에 의해 평가 유닛(9)에 연결된다. 제어 유닛(11)은 스위칭 소자(6)들을 위한 스위치 신호들을 생성할 수 있다.
도시된 장치(1)에 의해, 인버터(5)의 위상 라인(U, V, W)의 상전류(IU, IV, IW)가 전류 센서(8)들에 의해 측정될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 적어도 하나의 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)(예를 들어, 도 3 참조)과, 상기 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)에서의 상전류(IU, IV, IW)가, 예를 들어 평가(9)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 평가(9)는 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)을 결정하고, 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)에서 전류 센서(8)에 의해 측정된 상전류 값만이 A/D 컨버터 유닛(13)에 의해 디지털화된다.
또한, 디지털화된 상전류 값에 따라, 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 스위칭 시점이 결정된다.
전류 센서(8)들의 대역폭은 500kHz보다 높을 수 있다. 또한, A/D 컨버터 유닛(13)들의 대역폭은 전류 센서(8)들의 대역폭보다 작을 수 있다. 전류 센서(8)는 로고스키 코일 또는 변류기를 포함할 수 있다.
도 2는 시간(t)에 대한 상전류(IU, IV, IW)의 예시적인 시간적 추이를 나타낸다. 각각의 상전류(IU, IV, IW)의 시간적 추이는 준 주기적(quasi-periodic)이며, 기본 주파수는 인버터(5)의 동작 주파수에 대응하며, 각각의 시간적 추이는 고차수(higher order)를 포함하거나, 소위 고조파를 포함한다. 각각의 위상 라인(U, V, W)에 대해 스위칭 시점(SP)들 및 이에 대응하는 상전류 값들이 원으로 표시되어 있다.
스위칭 시점(SP) 주변에 제공되는 전류의 높은 기울기 때문에, 실제 스위칭 시점의 약간 전 또는 약간 후에 상전류 값을 결정하게 되면, 정확한 스위칭 전류로부터의 편차가 상당히 클 수 있다는 것이 도 2에 나타나 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예의 개략적인 플로우 다이어그램이다. 제1 단계(S1)에서, 오프셋 값(d)이 0이나 다른 값, 예를 들어 10ns의 값으로 설정된다. 제2 단계(S2)에서, 제1 스위칭 시점(SP1)(도 4 참조)이 스위칭 소자(6)(도 1 참조)를 위한 제1의 스위치 신호 생성 시점(SG1)과 오프셋 값(d)의 합으로서 결정된다. 또한, 이러한 제1 스위칭 시점(SP1)에서의 상전류 값으로서, 제1 스위칭 전류(SI1)가 결정된다.
제3 단계(S3)에서, 스위칭 주기(C1, C2, C3)(도 4 참조)가 사전 결정된 수만큼(예를 들어, 5번 내지 10번) 수행되었는지 확인한다. 사전 결정된 수만큼 수행되지 않았을 경우, 오프셋 값(d)을 예를 들어 10ns만큼 증가시켜, 제2 단계(S2)를 다시 수행한다. 특히, 제2 시점(SG2)과 (증가된) 오프셋 값(d)의 합으로서, 제2 스위칭 시점(SP2)이 결정된다. 이러한 제2 스위칭 시점(SP2)에서의 제2 스위칭 전류(SI2)가 추가적으로 결정된다.
사전 결정된 수만큼 스위칭 주기가 수행되었다면, 다수의 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)(도 4 참조)의 세트와 이에 대응하는 상전류 값(SI1, SI2, SI3)들이 결정되었을 것이다. 이러한 세트, 그리고 특히 그 값들은 메모리 유닛(10)(도 1 참조)에 저장될 수 있다. 또한, 스위칭 전류는, 변화하는 오프셋 값들(d)의 차에 대한 상전류 값(SI1, SI2, SI3)들의 추이 중 극댓값으로서 결정된다. 오프셋 값(d)은 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)과, 이에 대응하는 스위치 신호 생성 시점(SG1, SG2, SG3) 사이의 시간 차에 대응한다.
이는, 제4 단계(S4)에서 수행된다. 결정된 스위칭 전류에 따라, 인버터(5), 특히 인버터(5)의 스위칭 소자(6)의 작동을 제어하는 제어 단계는 도시되지 않았다.
도 4는 3개의 스위칭 주기(C1, C2, C3)에 대해서, 인버터(5)의 제1 위상 라인(U)에서의 상전류(IU)(도 1 참조)의 시간적 추이를 예시적으로 나타낸다. 스위치 신호의 시간적 추이 또한 도시되어 있는데, 제어되는 스위칭 소자(6)의 폐쇄 상태를 나타내는 스위치 신호는 "1"의 값으로써 표시되고, 스위치 소자(6)의 개방 상태를 나타내는 스위치 신호는 "0"의 값으로써 표시된다.
스위치 신호의 생성 시점(SG1, SG2, SG3), 그리고 다양한 스위칭 주기에 대해 증가하는 오프셋(d)이 더 도시되어 있다. 제어 유닛(11)이 스위치 신호를 생성하고, 스위치 신호 생성 시점(SG1, SG2, SG3)들의 정보가 평가 유닛(9)으로 전송되는 것도 가능하다. 평가 유닛(9)은 제1 스위칭 주기(C1)에서, 제1 스위칭 시점(SG1)을 결정하기 위해, 제1 오프셋 값, 예를 들어 10ns의 값을 제1의 스위치 신호 생성 시점(SG1)에 더한다. 그 다음, A/D 컨버터 유닛(13)이, 이러한 스위칭 시점(SG1)에서의 상전류 값의 샘플을 디지털화하도록 제어된다.
제2 스위칭 주기에서, 제2 스위칭 시점(SP2)을 결정하기 위해, 평가 유닛(9)은 증가된 오프셋 값(d)을 제2의 스위치 신호 생성 시점(SG2)에 더한다. 그 다음, A/D 컨버터 유닛(13)은 이러한 스위칭 시점(SG2)에서의 상전류 값의 샘플을 디지털화하도록 제어된다. 3번째로, 제3 스위칭 주기(C3)에서, 제3 스위칭 시점(SP3)이 제3의 스위치 신호 생성 시점(SG3)과 더 증가된 오프셋 값(d)으로서 결정된다. 그 다음, A/D 컨버터 유닛(13)이 이러한 스위칭 시점(SG3)에서의 상전류 값의 샘플을 디지털화하도록 제어된다.
디지털화된 상전류 값들에 기초하여, 스위칭 전류가 결정된다.

Claims (18)

  1. 유도 전력 전송을 위한 시스템의 컨버터(5)의 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 스위칭 전류를 결정하는 방법으로,
    - 컨버터(5)의 적어도 하나의 AC 위상 라인의 상전류(IU, IV, IW)를 결정하는 단계,
    - 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 적어도 하나의 스위칭 시점(SP, SP1, SP2, SP3)과 상기 스위칭 시점(SP, SP1, SP2, SP3)에서의 상전류 값을 결정하는 단계,
    - 적어도 하나의 상전류 값에 따라, 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 스위칭 전류를 결정하는 단계,를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상전류(IU, IV, IW)는 전류 센서(8)에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    전류 센서(8)의 대역폭은 150kHz보다 높은 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상전류 값은 A/D 컨버터(13)에 의해 디지털화되며, A/D 컨버터(13)의 대역폭은 전류 센서(8)의 대역폭보다 작은 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    전류 센서(8)는 로고스키 코일 또는 변류기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    시간 경과에 따른 상전압 변화가 결정되며, 상전류(IU, IV, IW)는 상전압 변화에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 적어도 2개의 연속하는 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)의 세트 및 상기 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)에서의 상전류 값들이 결정되고, 적어도 2개의 상전류 값들에 따라 적어도 하나의 스위칭 전류가 결정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    제1의 스위치 신호 생성 시점(SG1)에 따라 제1 스위칭 시점(SP1)이 결정되고, 추가적인 스위치 신호 생성 시점(SG2, SG3)에 따라 적어도 하나의 추가적인 스위칭 시점(SP2, SP3)이 결정되며, 적어도 하나의 추가적인 스위칭 시점(SP2, SP3)과 추가적인 스위치 신호 생성 시점(SG2, SG3) 사이의 시간 차는, 제1 스위칭 시점(SP1)과 제1의 스위치 신호 생성 시점(SG1) 사이의 시간 차와는 다른 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)과 스위치 신호 생성 시점(SG1, SG2, SG3) 사이의 시간 차는 연속적으로 결정되는 스위칭 시점에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    연속적인 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)들은, 연속적으로 결정되는 스위치 신호 생성 시점(SG1, SG2, SG3)들 각각에, 증가하는 오프셋 값을 더함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭 전류는, 변하는 시간 차들에 대한 상전류 값들의 추이 중 극댓값으로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    사전 결정된 수의 연속하는 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)들이 결정되고, 및/또는 사전 결정된 길이의 시간 간격 내 모든 스위칭 시점(SP1, SP2, SP3)들이 결정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    컨버터(5)의 하나의 레그에 있는 제1 스위칭 소자(6)에 걸친 제1 스위칭 소자 전압과, 컨버터(5)의 상기 레그에 있는 제2 스위칭 소자(6)에 걸친 제2 스위칭 소자 전압이 결정되며, 제1 및 제2 스위칭 소자 전압은 XOR 연산의 입력 값들을 제공하고, 스위칭 시점(SP, SP1, SP2, SP3)은 XOR 연산의 출력 값이 논리 신호 "1"로 바뀔 때의 시점으로서 결정되며, 스위칭 전류는 상기 스위칭 시점(SP, SP1, SP2, SP3)에서의 상전류 값으로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류 결정 방법.
  14. 유도 전력 전송을 위한 시스템의 컨버터(5)의 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 스위칭 전류를 결정하는 장치로,
    상기 장치(1)는, 컨버터(5)의 적어도 하나의 AC 위상 라인(U, V, W)의 상전류(IU, IV, IW)를 결정하그 위한 적어도 하나의 수단과, 적어도 하나의 평가 수단(9)을 포함하며, 컨버터(5)의 적어도 하나의 AC 위상 라인(U, V, W)의 상전류(IU, IV, IW)가 결정될 수 있고, 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 적어도 하나의 스위칭 시점(SP, SP1, SP2, SP3)과 상기 스위칭 시점(SP, SP1, SP2, SP3)에서의 상전류 값이 결정될 수 있으며, 적어도 하나의 스위칭 전류는 적어도 하나의 상전류 값에 따라 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류를 결정하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    전류 센서(8) 및/또는 시간에 따른 상전압 변화를 결정하기 위한 적어도 하나의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류를 결정하는 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    적어도 하나의 스위칭 소자(6)를 위한 스위칭 신호를 생성하는 제어 유닛(11)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류를 결정하는 장치.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    컨버터(5)의 하나의 레그에 있는 제1 스위칭 소자(6)에 걸친 제1 스위칭 소자 전압 및 컨버터(5)의 상기 레그에 있는 제2 스위칭 소자(6)에 걸친 제2 스위칭 소자 전압을 결정하는 적어도 하나의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 스위칭 전류를 결정하는 장치.
  18. 특히 유도 전력 전달 시스템의 컨버터의 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 작동을 제어하는 방법으로, 컨버터(5)의 적어도 하나의 스위칭 소자(6)의 스위칭 전류는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 결정되고, 스위칭 소자(6)는 결정된 스위칭 전류에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는, 스위칭 소자의 작동 제어 방법.
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