WO2021052949A2

WO2021052949A2 - Method for detecting a short circuit of a dc load and rectifier with such a method

Info

Publication number: WO2021052949A2
Application number: PCT/EP2020/075748
Authority: WO
Inventors: Marcel Kratochvil; Alexander UNRU
Original assignee: Sma Solar Technology Ag
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2021-03-25
Also published as: DE102019125296B4; DE102019125296A1; WO2021052949A3

Abstract

The application relates to a method for detecting a short circuit (33) of a DC load (30), which can be connected to an AC network (20) via a rectifier (1) comprising an AC/DC converter (10). The method comprises the following steps: - setting a source voltage at an output capacity (4) of the rectifier (1) via a rectified power flow taken from the AC network (20), - connecting the output capacity (4) of the rectifier (1), previously set to the source voltage, to the input (32) of the DC load (30), a further power flow from the AC network (20) to the rectifier (1) and a recharging of the output capacity (4) associated therewith being suppressed, - detecting a voltage U present across an input (32) of the DC load (30) and/or a current I flowing via the input (32) of the DC load (30), - signalling a short circuit (33) if the voltage U detected, a time development of the voltage U detected, the current I detected, a time development of the current I detected, a combination of the voltage U detected and the current I detected and/or a combination of the time curves of the voltage U detected and the current I detected meet at least one predefined criterion. The application also relates to a rectifier (1) designed to carry out the method.

Description

VERFAHREN ZUM DETEKTIEREN EINES KURZSCHLUSSES EINER DC-LAST UND GLEICHRICHTER MIT EINEM DERARTIGEN VERFAHREN METHOD OF DETECTING A SHORT CIRCUIT OF A DC LOAD AND RECTIFIER WITH SUCH A METHOD

Technisches Gebiet der Erfindung Technical field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren eines Kurzschlusses einer DC- Last, die über einen Gleichrichter an ein Wechselspannungs (AC) - Netz angeschlossen wird. Die Erfindung betrifft zusätzlich einen Gleichrichter, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt und eingerichtet ist. Bei der DC-Last kann es sich beispielsweise um einen Elektrolyseur oder eine aufladbare Batterie handeln. The invention relates to a method for detecting a short circuit in a DC load which is connected to an alternating voltage (AC) network via a rectifier. The invention additionally relates to a rectifier which is designed and set up to carry out the method according to the invention. The DC load can be, for example, an electrolyzer or a rechargeable battery.

Stand der Technik State of the art

Bei dem sogenannten Power-to-Gas Verfahren wird elektrische Energie in einen gasförmigen Energieträger, beispielsweise Wasserstoff, umgewandelt. Hierzu wird ein Elektrolyseur über einen Gleichrichter an ein Wechselspannungs (AC) - Netz angeschlossen. In dem als DC-Last operierenden Elektrolyseur erfolgt eine übereinen Leistungsfluss aus dem AC-Netz getriebene Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Dabei wird eine Reaktionsgeschwindigkeit der Elektrolyse über den Leistungsfluss durch den Gleichrichter gesteuert. Der Wasserstoff kann in einen anderen gasförmigen Energieträger (beispielsweise Methan) weiterverarbeitet oder auch direkt gespeichert werden. Der gespeicherte Wasserstoff kann zur Energieerzeugung, beispielsweise in einer Brennstoffzelle, oder auch als Ausgangsprodukt in der chemischen Industrie Verwendung finden. In the so-called power-to-gas process, electrical energy is converted into a gaseous energy carrier, for example hydrogen. For this purpose, an electrolyser is connected to an alternating voltage (AC) network via a rectifier. In the electrolyser operating as a DC load, the electrolysis of water into hydrogen and oxygen takes place via a power flow from the AC network. A reaction speed of the electrolysis is controlled via the power flow through the rectifier. The hydrogen can be processed into another gaseous energy carrier (e.g. methane) or stored directly. The stored hydrogen can be used to generate energy, for example in a fuel cell, or as a starting product in the chemical industry.

Bei derzeit üblichen Elektrolyseuren werden Leistungen von einigen MW bis ca. 10 MW umgesetzt. Dabei liegt ihr Arbeitsbereich im Strom-Spannungs-Diagramm zwischen 0,1 kA und 4 kA bzw. zwischen 0,3 und 1,5 kV. Aus Sicherheitsgründen ist vor Betriebsstart des Elektrolyseurs ein Kurzschlusstest an dessen Eingang erforderlich. Dabei erfolgt der Kurzschlusstest herkömmlicherweise über Vorladewiderstände, die sowohl an einem AC-Eingang, als auch an einem DC Ausgang des Gleichrichters vorgesehen sind. Die Vorladewiderstände haben die Aufgabe, einen Leistungsfluss aus dem AC-Netz, insbesondere im Falle eines lastseitigen Kurzschlusses zu begrenzen und so eine Beschädigung von Komponenten des als DC-Last operierenden Elektrolyseurs und/oder des Gleichrichters zu verhindern. Die Vorladewiderstände müssen zumindest kurzzeitig einen relativ hohen Leistungsfluss tolerieren können. Auch aus diesem Grund sind derartige Vorladewiderstände relativ teuer. In einem normalen Betrieb des Elektrolyseurs sind sie hingegen nicht erforderlich, sondern werden vielmehr niederimpedant überbrückt. Es ist daher wünschenswert, soweit möglich auf derartige Vorladewiderstände zu verzichten. In the case of electrolysers that are currently in use, outputs of a few MW to approx. 10 MW are implemented. Their working range in the current-voltage diagram is between 0.1 kA and 4 kA or between 0.3 and 1.5 kV. For safety reasons, a short-circuit test at the input of the electrolyser is required before starting operation. The short-circuit test is conventionally carried out using precharge resistors, which are provided both at an AC input and at a DC output of the rectifier. The precharging resistors have the task of limiting the flow of power from the AC network, in particular in the event of a load-side short circuit, and thus preventing damage to components of the electrolyzer operating as a DC load and / or the rectifier. The precharge resistors must at least briefly can tolerate a relatively high power flow. For this reason, too, such precharge resistors are relatively expensive. In normal operation of the electrolyzer, however, they are not required, but rather are bridged with low impedance. It is therefore desirable to dispense with such precharge resistors as far as possible.

Die Schrift US 6339526 B1 offenbart ein Batterie-Backup-System, das über eine Niederspannungs-Trennschaltung mit einer Last verbunden ist. Die Niederspannungs- Trennschaltung umfasst einen zwischen einem Eingang und einem Ausgang der Niederspannungs-Trennschaltung geschalteten Niederspannungswächter, sowie einen von dem Niederspannungswächter gesteuerten Trennschalter, der ausgelegt ist, den Eingang mit dem Ausgang zu verbinden. Die Niederspannungs-Trennschaltung umfasst weiterhin einen Kurzschlussschutzschaltung, die ausgelegt ist, einen Kurzschluss der Last zu bestimmen und in Abhängigkeit eines bestimmten Kurzschlusses zusammen mit dem Niederspannungswächter das Schließen des Trennschalters zu verhindern. Document US 6339526 B1 discloses a battery backup system which is connected to a load via a low-voltage isolating circuit. The low-voltage isolating circuit comprises a low-voltage monitor connected between an input and an output of the low-voltage isolating circuit, as well as an isolating switch controlled by the low-voltage monitor, which is designed to connect the input to the output. The low-voltage isolating circuit furthermore comprises a short-circuit protection circuit which is designed to determine a short circuit in the load and, together with the low-voltage monitor, to prevent the isolating switch from closing as a function of a specific short circuit.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Detektieren eines Kurzschlusses an einem Eingang einer DC-Last anzugeben, die über einen Gleichrichter, insbesondere einen aktiv steuerbaren Gleichrichter mit einem AC-Netz verbindbar ist. Dabei soll eine Beschädigung von Komponenten der DC-Last und/oder des Gleichrichters, insbesondere im Fall eines tatsächlich vorliegenden Kurzschlusses der DC-Last, möglichst ausgeschlossen sein. Das Verfahren soll möglichst kostengünstig durchführbar sein. Es ist zudem Aufgabe der Erfindung, einen für das Verfahren geeigneten Gleichrichter aufzuzeigen. Konkret soll auch der für das Verfahren notwendige Gleichrichter möglichst kostengünstig sein, und insbesondere mit möglichst wenig vorzuhaltenden Vorladewiderständen ausgelegt sein. The invention is based on the object of specifying a method for detecting a short circuit at an input of a DC load which can be connected to an AC network via a rectifier, in particular an actively controllable rectifier. Damage to components of the DC load and / or the rectifier, in particular in the event of an actual short circuit in the DC load, should be excluded as far as possible. The method should be able to be carried out as inexpensively as possible. It is also an object of the invention to provide a rectifier suitable for the method. Specifically, the rectifier required for the method should also be as inexpensive as possible and, in particular, be designed with as few precharge resistors as possible.

Lösung solution

Die Aufgabe, ein Verfahren zum Detektieren eines Kurzschlusses am Eingang einer über einen Gleichrichter mit einem AC-Netz verbindbaren DC Last aufzuzeigen, wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 11 wiedergegeben. Die Aufgabe, einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Gleichrichter aufzuzeigen, wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Gleichrichters sind in den Ansprüchen 13 bis 16 wiedergegeben. The object of providing a method for detecting a short circuit at the input of a DC load that can be connected to an AC network via a rectifier is achieved according to the invention with a method having the features of independent claim 1. Advantageous embodiments of the method are shown in Claims 2 to 11 reproduced. The object of indicating a rectifier suitable for carrying out the method is achieved according to the invention with the features of independent claim 12. Advantageous embodiments of the rectifier are given in claims 13 to 16.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Detektieren eines Kurzschlusses einer DC-Last, die über einen Gleichrichter mit einem AC-Netz verbindbar ist. Der Gleichrichter umfasst dabei mindestens einen AC/DC-Wandler und eine Ausgangskapazität als Energiespeicher. Das Verfahren umfasst die Schritte: A method according to the invention is used to detect a short circuit in a DC load that can be connected to an AC network via a rectifier. The rectifier comprises at least one AC / DC converter and an output capacitor as an energy store. The procedure consists of the following steps:

Einstellen einer Quellspannung an der Ausgangskapazität des Gleichrichters über einen dem AC-Netz entnommenen gleichgerichteten Leistungsfluss,Setting a source voltage at the output capacitance of the rectifier via a rectified power flow taken from the AC network,

Verbinden der zuvor auf die Quellspannung eingestellten Ausgangskapazität des Gleichrichters mit dem Eingang der DC-Last, wobei ein weiterer Leistungsfluss aus dem AC-Netz in den Gleichrichter und ein damit verbundenes Wiederaufladen der Ausgangskapazität unterdrückt wird, Connecting the output capacitance of the rectifier, which has previously been set to the source voltage, to the input of the DC load, further power flow from the AC network into the rectifier and the associated recharging of the output capacitance being suppressed,

Detektion einer an einem Eingang der DC-Last anliegenden Spannung U und/oder eines über den Eingang der DC-Last fließenden Stromes I, undDetection of a voltage U present at an input of the DC load and / or a current I flowing through the input of the DC load, and

Signalisieren eines Kurzschlusses der DC-Last, wenn die detektierte Spannung U, ein Zeitverlauf der detektierten Spannung U, der detektierte Strom I, ein Zeitverlauf des detektierten Stroms I, eine Kombination der detektierten Spannung U und des detektierten Stroms I, und/oder eine Kombination der Zeitverläufe der detektierten Spannung U und des detektierten Stroms I zumindest ein vorgegebenes Kriterium erfüllen. Signaling a short circuit of the DC load when the detected voltage U, a time profile of the detected voltage U, the detected current I, a time profile of the detected current I, a combination of the detected voltage U and the detected current I, and / or a combination the time courses of the detected voltage U and the detected current I meet at least one predetermined criterion.

Bei der Ausgangskapazität handelt es sich um eine Kapazität des Gleichrichters, die so mit einem DC-Ausgang des Gleichrichters verbunden, oder über einen Schalter schaltbar verbunden ist, dass - gegebenenfalls bei durchgeschaltetem Schalter - eine über der Ausgangskapazität abfallende Spannung auch an dem DC-Ausgang des Gleichrichters anliegt. Je nach einer Nominalleistung des Gleichrichters kann der zumindest eine AC/DC-Wandler auch mehrere AC/DC-Wandler umfassen, die parallel zueinander mit dem DC-Ausgang des Gleichrichters verbunden sind. Das Verfahren nutzt den Effekt, dass beim und während des Verbindens der Ausgangskapazität mit dem Eingang der DC-Last ein direkter (im Sinne von durchgängig erfolgender) _ WO 2021/052949 _ l _ PCT/EP2020/075748 _ The output capacitance is a capacitance of the rectifier that is connected to a DC output of the rectifier, or is connected in a switchable manner via a switch, so that - if necessary when the switch is switched through - a voltage drop across the output capacitance is also at the DC output of the rectifier is applied. Depending on a nominal power of the rectifier, the at least one AC / DC converter can also comprise several AC / DC converters, which are connected in parallel to one another to the DC output of the rectifier. The method uses the effect that when and during the connection of the output capacitance to the input of the DC load, a direct (in the sense of continuously occurring) _ WO 2021/052949 _ l _ PCT / EP2020 / 075748 _

Leistungsfluss aus dem AC-Netz über den Gleichrichter in die DC-Last unterdrückt wird. Vielmehr erfolgt die Entnahme eines Leistungsflusses aus dem AC-Netz in den Gleichrichter einerseits und die Abgabe eines Leistungsflusses von dem Gleichrichter in die DC-Last andererseits nicht zeitgleich, sondern zeitversetzt zueinander. Konkret wird bei dem Einstellen der Quellspannung an der Ausgangskapazität der Gleichrichter über eine AC-Trenneinheit mit dem AC-Netz verbunden. Durch die Verbindung erfolgt ein Leistungsfluss aus dem AC-Netz in den Gleichrichter, wobei jedoch eine gleichzeitig erfolgende Abgabe eines Leistungsflusses von dem Gleichrichter in die DC-Last unterdrückt wird. Stattdessen wird die aus dem AC-Netz entnommene Energie zunächst in dem Gleichrichter zwischengespeichert und erst zeitversetzt, insbesondere später an die DC-Last weitergeleitet. Power flow from the AC grid via the rectifier into the DC load is suppressed. Rather, the removal of a power flow from the AC network into the rectifier, on the one hand, and the output of a power flow from the rectifier into the DC load, on the other hand, do not take place at the same time, but rather offset in time to one another. Specifically, when the source voltage is set at the output capacitance, the rectifier is connected to the AC grid via an AC disconnection unit. The connection results in a power flow from the AC network into the rectifier, but a simultaneous output of a power flow from the rectifier into the DC load is suppressed. Instead, the energy taken from the AC network is initially temporarily stored in the rectifier and only passed on with a time delay, in particular later on to the DC load.

Bei einem einstufigen Gleichrichter kann die Abgabe des Leistungsflusses an die DC- Last durch einen geöffneten DC-Trennschalter unterdrückt werden. Ein derartiger DC- Trennschalter, über den die Ausgangskapazität des Gleichrichters mit der DC-Last verbunden bzw. getrennt werden kann, ist üblicherweise ohnehin am DC-Ausgang entsprechender Gleichrichter angeordnet und stellt damit keine zusätzlich erforderliche Komponente dar. Bei einem zweistufigen Gleichrichter kann die Abgabe eines Leistungsflusses an die DC-Last auch über eine Deaktivierung eines DC/DC-Wandlers unterdrückt werden, der zwischen dem AC/DC-Wandler und dem DC-Ausgang des zweistufigen Gleichrichters angeordnet ist. Erst nachdem der Leistungsfluss aus dem AC-Netz entnommen wurde und dessen Energie in dem Gleichrichter, beispielsweise in dessen Ausgangskapazität und/oder einer Zwischenkreiskapazität des Gleichrichters zwischengespeichert wurde, erfolgt eine Abgabe von Leistung seitens des Gleichrichters an die DC-Last. Hierzu wird die Ausgangskapazität des Gleichrichters, die zumindest einen Teil der zuvor aus dem AC-Netz entnommenen Energie enthält, beispielsweise über ein Schließen des DC-Trennschalters elektrisch mit der DC-Last verbunden. Dabei wird jedoch ein weiterer Leistungsfluss aus dem AC-Netz in den Gleichrichter, insbesondere in die mit der DC-Last verbundene Ausgangskapazität des Gleichrichters unterdrückt. Die Unterdrückung kann dadurch erfolgen, dass die zuvor geschlossene AC-Trenneinheit wieder geöffnet wird und der AC/DC-Wandler des Gleichrichters galvanisch von dem AC-Netz getrennt wird. Alternativ oder kumulativ dazu kann bei einem zweistufigen Gleichrichter der Leistungsfluss aus dem AC-Netz in die Ausgangskapazität des Gleichrichters jedoch auch über einen deaktivierten DC/DC-Wandler des Gleichrichters unterdrückt werden. With a single-stage rectifier, the output of the power flow to the DC load can be suppressed by an open DC disconnector. Such a DC disconnector, via which the output capacitance of the rectifier can be connected to or disconnected from the DC load, is usually arranged at the DC output of the corresponding rectifier and is therefore not an additional component a power flow to the DC load can also be suppressed by deactivating a DC / DC converter which is arranged between the AC / DC converter and the DC output of the two-stage rectifier. Only after the power flow has been taken from the AC network and its energy has been temporarily stored in the rectifier, for example in its output capacitance and / or an intermediate circuit capacitance of the rectifier, the rectifier delivers power to the DC load. For this purpose, the output capacitance of the rectifier, which contains at least part of the energy previously drawn from the AC network, is electrically connected to the DC load, for example by closing the DC isolating switch. However, a further flow of power from the AC network into the rectifier, in particular into the output capacitance of the rectifier connected to the DC load, is suppressed. The suppression can take place in that the previously closed AC disconnection unit is opened again and the AC / DC converter of the rectifier is galvanically isolated from the AC network. Alternatively or in addition to this, in the case of a two-stage rectifier, the However, power flow from the AC network into the output capacitance of the rectifier can also be suppressed via a deactivated DC / DC converter of the rectifier.

Das Einstellen der Quellspannung an der Ausgangskapazität des Gleichrichters über den dem AC-Netz entnommenen Leistungsfluss kann, muss aber nicht zwingend zeitgleich zu der Entnahme des Leistungsflusses aus dem AC-Netz erfolgen. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass das Einstellen der Quellspannung an der Ausgangskapazität und ein damit verbundenes Aufladen der Ausgangskapazität zeitversetzt zu der Entnahme des Leistungsflusses aus dem AC-Netz erfolgt. Konkret kann beispielsweise bei einem zweistufig ausgelegten Gleichrichter ein Leistungsfluss aus dem AC-Netz entnommen werden, der zunächst in einer der Ausgangskapazität vorgelagerten Zwischenkreiskapazität gespeichert wird. Die Einstellung der Ausgangskapazität auf die Quellspannung kann dann zu einem späteren Zeitpunkt über einen Ladungstransport von der Zwischenkreiskapazität an die Ausgangskapazität erfolgen. The setting of the source voltage at the output capacitance of the rectifier via the power flow taken from the AC network can, but does not necessarily have to take place at the same time as the power flow is drawn from the AC network. As an alternative to this, it is also possible that the setting of the source voltage at the output capacitance and the associated charging of the output capacitance take place with a time delay to the removal of the power flow from the AC network. Specifically, in the case of a two-stage rectifier, for example, a power flow can be drawn from the AC network, which is initially stored in an intermediate circuit capacitance upstream of the output capacitance. The output capacitance can then be set to the source voltage at a later point in time via charge transport from the intermediate circuit capacitance to the output capacitance.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein eventuell vorhandener Kurzschluss der DC-Last nur mittels einer begrenzten Energiemenge detektiert, die zuvor dem AC- Netz entnommen und in dem Gleichrichter zwischengespeichert wurde. Über eine geeignete Wahl der begrenzten Energiemenge kann eine Beschädigung von Komponenten des Gleichrichters und/oder der DC-Last ausgeschlossen werden. Dabei kann ein Wert der Quellspannung an der Ausgangskapazität des Gleichrichters so gewählt sein, dass eine Beschädigung von Komponenten der DC-Last und/oder des Gleichrichters bei Übertragung einer der Quellspannung zugeordneten Energiemenge auf die DC-Last, insbesondere im Falle eines an der DC-Last vorliegenden Kurzschlusses, ausgeschlossen ist. In the method according to the invention, any short circuit in the DC load that may be present is detected only by means of a limited amount of energy that was previously taken from the AC network and temporarily stored in the rectifier. A suitable choice of the limited amount of energy can prevent damage to components of the rectifier and / or the DC load. A value of the source voltage at the output capacitance of the rectifier can be selected in such a way that components of the DC load and / or the rectifier are damaged when an amount of energy assigned to the source voltage is transferred to the DC load, in particular in the case of a DC load. Load present short circuit, is excluded.

Die Detektion der an dem Eingang der DC-Last anliegenden Spannung U und des über den Eingang der DC-Last fließenden Stroms I kann auch eine Detektion eines Zeitverlaufs der jeweiligen Größen umfassen. Dabei kann die Detektion über eine separate Messeinheit direkt an der DC-Last vorgenommen werden. Alternativ kann die Detektion jedoch auch über eine ohnehin an dem DC-Ausgang des Gleichrichters angeordnete Messeinheit des Gleichrichters erfolgen. Eine Auswertung der detektierten Spannung U und/oder des detektierten Stroms I kann ebenfalls durch eine ohnehin vorhandene Steuerungseinheit des Gleichrichters erfolgen. Auf diese Weise kann das Verfahren möglichst kostengünstig durchgeführt werden, da keine zusätzlichen Komponenten des Gleichrichters zur Durchführung des Verfahrens erforderlich sind. Da eine Leistungsentnahme aus dem AC-Netz in den Gleichrichter und eine Leistungsabgabe von dem Gleichrichter in die DC-Last zeitversetzt zueinander erfolgen, kann auf ein Vorhalten von Vorladewiderständen an dem DC- Ausgang des Gleichrichters verzichtet werden. Diese sind vielmehr lediglich noch an dem AC-Eingang des Gleichrichters erforderlich. Obwohl das Verfahren nicht auf einen besonderen Typ einer DC-Last beschränkt ist, kann die DC-Last jedoch insbesondere einen Elektrolyseur umfassen. The detection of the voltage U present at the input of the DC load and of the current I flowing via the input of the DC load can also include a detection of a time profile of the respective variables. Detection can be carried out directly on the DC load using a separate measuring unit. Alternatively, however, the detection can also take place via a measuring unit of the rectifier which is anyway arranged at the DC output of the rectifier. An evaluation of the detected voltage U and / or the detected current I can also be carried out by a Anyway existing control unit of the rectifier take place. In this way, the method can be carried out as inexpensively as possible, since no additional components of the rectifier are required to carry out the method. Since power is drawn from the AC network into the rectifier and power is output from the rectifier to the DC load, there is no need to provide precharge resistors at the DC output of the rectifier. Rather, these are only required at the AC input of the rectifier. Although the method is not limited to a particular type of DC load, the DC load can in particular comprise an electrolyzer.

In einer vorteilhaften Variante des Verfahrens kann zur Signalisierung eines Kurzschlusses der DC-Last zumindest eines der folgenden Kriterien überprüft werden: ein Betrag einer zeitlichen Änderung der an dem Eingang der DC-Last anliegenden Spannung dU/dt übersteigt einen der Quellspannung zugeordneten ersten Schwellwert (dü/dt)™, und/oder der über den DC-Eingang der DC-Last fließende Strom I übersteigt einen zweiten Schwellwert ITH, und/oder ein Quotient der an dem Eingang der DC-Last anliegenden Spannung und des über den Eingang der DC-Last fließenden Stroms I unterschreitet einen dritten Schwellwert RTH. Das Verfahren kann einen Kurzschluss der DC-Last signalisieren, wenn bei der Überprüfung zumindest eines der Kriterien erfüllt wird. Zusätzlich ist es möglich, einen Kurzschluss dann zu signalisieren, wenn mehrere der Kriterien gleichzeitig erfüllt werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Werte von Spannung U und Strom I mit Zeitstempeln versehen sein können, die den Zeitpunkt ihrer Detektion kennzeichnen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Zeitverläufe der Spannung U bzw. des Stroms I detektiert und ausgewertet werden. In diesem Fall können zeitgleich oder zumindest zeitnah detektierte Werte von Spannung U und Strom I einander zugeordnet werden. Für eine Signalisierung eines Kurzschlusses der DC-Last ist es ausreichend, wenn das zumindest eine Kriterium lediglich während einer begrenzten Zeitspanne innerhalb des detektierten Zeitverlaufs, und nicht in dem gesamten detektierten Zeitverlauf erfüllt ist. In an advantageous variant of the method, at least one of the following criteria can be checked to signal a short circuit in the DC load: an amount of a change over time in the voltage dU / dt applied to the input of the DC load exceeds a first threshold value assigned to the source voltage (dü / dt) ™, and / or the current I flowing through the DC input of the DC load exceeds a second threshold value ITH, and / or a quotient of the voltage applied to the input of the DC load and the voltage applied to the input of the DC The current I flowing in the load falls below a third threshold value RTH. The method can signal a short circuit in the DC load if at least one of the criteria is met during the check. It is also possible to signal a short circuit if several of the criteria are met at the same time. It is within the scope of the invention that the values of voltage U and current I can be provided with time stamps which identify the point in time of their detection. This is particularly useful when the time curves of the voltage U or the current I are detected and evaluated. In this case, values of voltage U and current I detected at the same time or at least promptly can be assigned to one another. For signaling a short circuit in the DC load, it is sufficient if the at least one criterion is met only during a limited time span within the detected time profile and not in the entire detected time profile.

Üblicherweise kann der AC/DC-Wandler als aktiv steuerbarer AC/DC-Wandler ausgelegt sein und aktiv steuerbare Halbleiterschalter, beispielsweise Transistoren aufweisen. Jedem der aktiv steuerbaren Halbleiterschalter kann eine Freilaufdiode antiparallel geschaltet sein. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, dass der AC/DC-Wandler frei von aktiv steuerbaren Halbleiterschaltern ist und zur Gleichrichtung der AC-Spannung lediglich Dioden beinhaltet. Im Falle eines Kurzschlusses der DC-Last sind sowohl die Freilaufdioden eines aktiv steuerbaren AC/DC-Wandlers, als auch die Dioden eines nicht aktiv steuerbaren AC/DC-Wandlers nicht in der Lage, einen Leistungsfluss aus dem AC-Netz zu unterdrücken, sofern an einem AC-Eingang des AC/DC-Wandler weiterhin eine AC-Spannung anliegt. In einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Gleichrichter als einstufiger Gleichrichter ausgelegt. Dabei kann die Ausgangskapazität des einstufig ausgelegten Gleichrichters über die Freilaufdioden oder die Dioden des AC/DC-Wandlers bis auf eine Quellspannung aufgeladen werden, die der Amplitude der Wechselspannung des AC- Netzes entspricht. Die Aufladung der Ausgangskapazität erfolgt bei geschlossener AC- Trenneinheit. Bei dem Verbinden der Ausgangskapazität mit der DC-Last hingegen kann die Ausgangskapazität über eine geöffnete AC-Trenneinheit des Gleichrichters galvanisch von dem AC-Netz getrennt sein, wodurch ein weiterer Leistungsfluss aus dem AC-Netz in die Ausgangskapazität des einstufigen Gleichrichters effektiv unterdrückt werden kann. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, dass die Ausgangskapazität des einstufigen Gleichrichters auf eine Quellspannung eingestellt werden soll, deren Wert unterhalb einer Amplitude der Wechselspannung des AC- Netzes liegt. Hierbei kann das Einstellen der Ausgangskapazität auf die Quellspannung beinhalten, dass eine anfänglich oberhalb der Quellspannung liegende Spannung der Ausgangskapazität durch eine Dissipation der in der Ausgangskapazität gespeicherten Energie auf den gewünschten Wert der Quellspannung verringert wird. Dabei kann die Dissipation der in der Ausgangskapazität gespeicherten Energie durch ein Takten von Halbleiterschaltern des AC/DC-Wandlers erfolgen. Alternativ oder kumulativ kann die Dissipation jedoch auch durch einen Betrieb von zumindest einem an die Ausgangskapazität angeschlossenen Kleinverbraucher, z.B. einem Lüfter des Gleichrichters herbeigeführt werden. Damit bei der Dissipation der Energie ein weiterer Leistungsfluss aus dem AC-Netz in die Ausgangskapazität hinein und damit ein erneutes Aufladen der Ausgangskapazität unterdrückt wird, kann die Ausgangskapazität während der Dissipation der in ihr gespeicherten Energie von dem AC-Netz getrennt sein. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens kann der Gleichrichter als mehrstufiger Gleichrichter ausgelegt sein und einen dem AC/DC-Wandler nachgeschalteten DC/DC-Wandler und eine dazwischen angeordnete Zwischenkreiskapazität umfassen. Hierbei kann ein Leistungsfluss von dem AC-Netz in die Ausgangskapazität über eine zumindest temporäre Deaktivierung des DC/DC- Wandlers, beispielsweise über einen geöffneten Halbleiterschalter des DC/DC- Wandlers, unterdrückt werden. Bei dem mehrstufig ausgelegten Gleichrichter kann die Ausgangskapazität über den der Ausgangskapazität vorgeschalteten DC/DC-Wandler auf eine Quellspannung eingestellt werden, deren Wert unterhalb der Amplitude der Wechselspannung des AC-Netzes liegt. Zu diesem Zweck kann eine begrenzte Ladungsmenge durch den DC/DC-Wandler der vorgeschalteten Zwischenkreiskapazität entnommen und der Ausgangskapazität zugeführt werden. Die begrenzte Ladungsmenge kann die gesamte oder auch nur einen Teil der in der Zwischenkreiskapazität vorhandenen Ladungsmenge umfassen. Bei der Verbindung der Ausgangskapazität mit der DC-Last kann der weitere Leistungsfluss von dem AC- Netz in den Gleichrichter, insbesondere in dessen Ausgangskapazität über eine Deaktivierung des DC/DC-Wandlers, z.B. über einen geöffneten Halbleiterschalter des DC/DC-Wandlers unterdrückt werden. Alternativ oder kumulativ ist es natürlich auch möglich, bei der Verbindung der Ausgangskapazität mit der DC-Last den weiteren Leistungsfluss von dem AC-Netz in den Gleichrichter durch ein Öffnen der AC- Trennschalter 6, 8 der AC-Trenneinheit zu verhindern. The AC / DC converter can usually be designed as an actively controllable AC / DC converter and actively controllable semiconductor switches, for example transistors exhibit. A freewheeling diode can be connected in anti-parallel to each of the actively controllable semiconductor switches. As an alternative to this, however, it is also possible within the scope of the invention that the AC / DC converter is free of actively controllable semiconductor switches and only contains diodes for rectifying the AC voltage. In the event of a short circuit in the DC load, both the free-wheeling diodes of an actively controllable AC / DC converter and the diodes of a non-actively controllable AC / DC converter are not able to suppress a power flow from the AC network, provided that AC voltage is still present at an AC input of the AC / DC converter. In one embodiment of the method, the rectifier is designed as a single-stage rectifier. The output capacitance of the single-stage rectifier can be charged via the freewheeling diodes or the diodes of the AC / DC converter to a source voltage that corresponds to the amplitude of the alternating voltage of the AC network. The output capacity is charged when the AC disconnection unit is closed. When connecting the output capacitance to the DC load, on the other hand, the output capacitance can be galvanically isolated from the AC network via an opened AC isolating unit of the rectifier, whereby a further power flow from the AC network into the output capacitance of the single-stage rectifier can be effectively suppressed . In some cases it may be necessary for the output capacitance of the single-stage rectifier to be set to a source voltage whose value is below an amplitude of the alternating voltage of the AC network. The setting of the output capacitance to the source voltage can include that a voltage of the output capacitance which is initially above the source voltage is reduced to the desired value of the source voltage by dissipating the energy stored in the output capacitance. The energy stored in the output capacitance can be dissipated by pulsing semiconductor switches in the AC / DC converter. Alternatively or cumulatively, however, the dissipation can also be brought about by operating at least one small consumer connected to the output capacitance, for example a fan of the rectifier. So that when the energy is dissipated, another power flow from the AC network into the output capacitance and thus a renewed charging of the output capacitance is suppressed, the output capacitance can be separated from the AC network during the dissipation of the energy stored in it. In an alternative embodiment of the method, the rectifier can be designed as a multi-stage rectifier and comprise a DC / DC converter connected downstream of the AC / DC converter and an intermediate circuit capacitance arranged between them. In this case, a power flow from the AC network into the output capacitance can be suppressed via an at least temporary deactivation of the DC / DC converter, for example via an open semiconductor switch of the DC / DC converter. In the case of the multi-stage rectifier, the output capacitance can be set to a source voltage via the DC / DC converter connected upstream of the output capacitance, the value of which is below the amplitude of the alternating voltage of the AC network. For this purpose, a limited amount of charge can be taken from the upstream intermediate circuit capacitance by the DC / DC converter and fed to the output capacitance. The limited amount of charge can include all or only part of the amount of charge present in the intermediate circuit capacitance. When connecting the output capacitance to the DC load, the further power flow from the AC network into the rectifier, in particular in its output capacitance, can be suppressed by deactivating the DC / DC converter, e.g. using an open semiconductor switch of the DC / DC converter . Alternatively or cumulatively, it is of course also possible, when connecting the output capacitance to the DC load, to prevent the further flow of power from the AC network into the rectifier by opening the AC disconnector 6, 8 of the AC disconnection unit.

Unabhängig davon, ob es sich um einen einstufigen oder mehrstufigen Gleichrichter handelt, kann der Leistungsfluss zum Einstellen der Quellspannung an der Ausgangskapazität über einen an dem AC-Eingang des Gleichrichters angeordneten Vorladewiderstand aus dem AC-Netz entnommen werden. Über den Vorladewiderstand kann ein Strom in die anfänglich ungeladene Ausgangskapazität bzw. Zwischenkreiskapazität des Gleichrichters effektiv begrenzt werden. Regardless of whether it is a single-stage or multi-stage rectifier, the power flow for setting the source voltage at the output capacitance can be taken from the AC network via a precharge resistor arranged at the AC input of the rectifier. A current in the initially uncharged output capacitance or intermediate circuit capacitance of the rectifier can be effectively limited via the precharge resistor.

Ein erfindungsgemäßer Gleichrichter ist zur Wandlung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung ausgelegt. Hierzu beinhaltet der Gleichrichter einen AC-Eingang zur Verbindung des Gleichrichters mit einem AC-Netz und einen DC-Ausgang zur Verbindung des Gleichrichters mit einer DC-Last. Der Gleichrichter umfasst weiterhin einen AC/DC-Wandler, eine mit dem DC-Ausgang des Gleichrichters verbundene Ausgangskapazität, _ WO 2021/052949 _ z l _ PCT/EP2020/075748 _ eine mit dem AC-Eingang verbundene AC-Trenneinheit und einen mit dem DC- Ausgang verbundenen DC-Trennschalter. Zusätzlich umfasst der Gleichrichter eine Steuerungseinheit zur Ansteuerung des Gleichrichters, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen Ausführungsformen ausgelegt und eingerichtet ist. Es ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Vorteile. A rectifier according to the invention is designed to convert an alternating voltage into a direct voltage. For this purpose, the rectifier has an AC input to connect the rectifier to an AC network and a DC output to connect the rectifier to a DC load. The rectifier further comprises an AC / DC converter, an output capacitance connected to the DC output of the rectifier, _ WO 2021/052949 _ zl _ PCT / EP2020 / 075748 _ an AC disconnection unit connected to the AC input and a DC disconnector connected to the DC output. In addition, the rectifier comprises a control unit for controlling the rectifier, which is designed and set up to carry out the method according to the invention and its embodiments. The advantages already explained in connection with the method result.

In einer Ausführungsform des Gleichrichters umfasst die AC-Trenneinheit einen Vorladewiderstand. Insbesondere ist die AC-Trenneinheit ausgelegt, eine Verbindung des AC/DC-Wandlers des Gleichrichters mit dem AC-Netz einerseits über den Vorladewiderstand und andererseits in direkter Art und Weise, also ohne Zwischenschaltung des Vorladewiderstandes bereitzustellen. Bei der Verbindung des dem Gleichrichter zugeordneten AC/DC-Wandlers mit dem AC-Netz wird eine Zwischenschaltung des Vorladewiderstandes insbesondere dann benötigt, wenn ein zuvor ungeladener Energiespeicher des Gleichrichters mit einem Leistungsfluss aus dem AC-Netz aufgeladen wird. Hierbei wird der Leistungsfluss in den ungeladenen Energiespeicher auf einen Wert begrenzt, bei dem eine Beschädigung vonIn one embodiment of the rectifier, the AC disconnection unit comprises a precharge resistor. In particular, the AC disconnection unit is designed to provide a connection between the AC / DC converter of the rectifier and the AC network, on the one hand via the precharge resistor and, on the other hand, in a direct manner, i.e. without interposing the precharge resistor. When the AC / DC converter assigned to the rectifier is connected to the AC network, an intermediate connection of the precharge resistor is required in particular when a previously uncharged energy store of the rectifier is charged with a power flow from the AC network. Here, the power flow into the uncharged energy store is limited to a value at which damage to

Komponenten des Gleichrichters verhindert wird. Bei dem Energiespeicher kann es sich beispielsweise um die Ausgangskapazität eines einstufig ausgelegten Gleichrichters handeln. In einer weiteren Ausführungsform kann der Gleichrichter mehrstufig ausgelegt sein und einen zwischen dem AC/DC-Wandler und derComponents of the rectifier is prevented. The energy store can be, for example, the output capacitance of a single-stage rectifier. In a further embodiment, the rectifier can be designed in multiple stages and one between the AC / DC converter and the

Ausgangskapazität angeordneten DC/DC-Wandler umfassen. In diesem Fall kann der Vorladewiderstand auch den Leistungsfluss in eine zuvor ungeladeneInclude output capacitance arranged DC / DC converter. In this case, the precharge resistor can also reduce the power flow to a previously uncharged

Zwischenkreiskapazität als Energiespeicher des mehrstufig ausgelegten Gleichrichters begrenzen. Limit intermediate circuit capacity as energy storage of the multi-stage rectifier.

Unabhängig davon, ob der Gleichrichter als einstufiger oder mehrstufiger, insbesondere zweistufiger Gleichrichter ausgelegt ist, kann der Gleichrichter, insbesondere dessen AC/DC-Wandler, gegebenenfalls auch dessen DC/DC-Wandler, in Bezug auf eine Richtung des Leistungsflusses für einen bidirektionalen Betrieb ausgelegt und eingerichtet sein. Dabei ist ein bidirektional operierender Gleichrichter in einem ersten Betriebsmodus ausgelegt, eine Wechselspannung in eine Gleichspannung zu wandeln. Demgegenüber ist er in einem zweiten Betriebsmodus ausgelegt, als Wechselrichter zu operieren und eine Gleichspannung in eine Wechselspannung zu wandeln. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der _ WO 2021/052949 _ ¹⁰ _ PCT/EP2020/075748 _Regardless of whether the rectifier is designed as a single-stage or multi-stage, in particular two-stage rectifier, the rectifier, in particular its AC / DC converter, possibly also its DC / DC converter, can be designed for bidirectional operation with respect to one direction of the power flow and be set up. In this case, a bidirectionally operating rectifier is designed in a first operating mode to convert an alternating voltage into a direct voltage. In contrast, it is designed in a second operating mode to operate as an inverter and convert a direct voltage into an alternating voltage. This is particularly advantageous when the _ WO 2021/052949 _ ¹⁰ _ PCT / EP2020 / 075748 _

Gleichrichter an seinem DC-Ausgang einerseits mit einer DC-Last, als auch andererseits mit einer DC-Energieerzeugungsanlage, beispielsweise einer Photovoltaik (PV) - Anlage oder einer Brennstoffzelle, verbunden werden kann. Ein bidirektional operierender Gleichrichter ist auch dann sinnvoll, wenn der Gleichrichter DC-seitig mit einer Batterie verbunden wird. Rectifier at its DC output on the one hand with a DC load, and on the other hand with a DC power generation system, for example a photovoltaic (PV) system or a fuel cell, can be connected. A bidirectional rectifier is also useful if the rectifier is connected to a battery on the DC side.

Prinzipiell ist es möglich, dass zur Detektion der an dem Eingang der DC-Last anliegenden Spannung U, wie auch des über den Eingang der DC-Last fließenden Stroms I eine separate Messeinheit verwendet wird. Dabei kann die separate Messeinheit steuerungstechnisch so mit dem Gleichrichter verbunden sein, dass eine Weiterleitung der gemessenen Werte von Spannung U und/oder Strom I an die Steuerungseinheit des Gleichrichters gewährleistet ist. In diesem Fall erfolgt die Detektion außerhalb des Gleichrichters, die Auswertung der detektierten Werte von Spannung U und/oder Strom I jedoch innerhalb des Gleichrichters, nämlich insbesondere durch die Steuerungseinheit des Gleichrichters. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Gleichrichter selbst jedoch eine Messeinheit zur Detektion einer an der DC-Last anliegenden Spannung und/oder eines über den Eingang der DC-Last fließenden Stroms. Bei der Messeinheit kann es sich um eine ohnehin in dem Gleichrichter vorhandene Messeinheit handeln, die ausgelegt ist, einen über den DC-Ausgang des Gleichrichters fließenden Stroms I und/oder einer an dem DC-Ausgang des Gleichrichters anliegende Spannung U zu detektieren. Wie auch in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 beschrieben, entspricht bei üblicher Verschaltung des Gleichrichters mit der DC-Last die an dem Eingang der DC-Last anliegende Spannung U der an dem DC-Ausgang des Gleichrichters anliegenden Spannung U. Gleichfalls entspricht in diesem Fall (der üblichen Verschaltung des Gleichrichters mit der DC-Last) der über den Eingang der DC-Last fließende Strom I auch dem über den DC-Ausgang des Gleichrichters fließenden Strom. Eine gleiche Entsprechung gilt bei üblicher Verschaltung von Gleichrichter und DC-Last auch für die an der Ausgangskapazität anliegende Spannung wie auch für den von der Ausgangskapazität in Richtung des DC-Ausgangs fließenden Stroms. In principle, it is possible for a separate measuring unit to be used to detect the voltage U present at the input of the DC load, as well as the current I flowing through the input of the DC load. The separate measuring unit can be connected to the rectifier for control purposes in such a way that the measured values of voltage U and / or current I are forwarded to the rectifier's control unit. In this case, the detection takes place outside the rectifier, but the evaluation of the detected values of voltage U and / or current I takes place inside the rectifier, namely in particular by the control unit of the rectifier. In an advantageous embodiment, however, the rectifier itself comprises a measuring unit for detecting a voltage applied to the DC load and / or a current flowing via the input of the DC load. The measuring unit can be a measuring unit which is already present in the rectifier and is designed to detect a current I flowing via the DC output of the rectifier and / or a voltage U present at the DC output of the rectifier. As also described in connection with FIGS. 1 and 2, when the rectifier is conventionally connected to the DC load, the voltage U present at the input of the DC load corresponds to the voltage U present at the DC output of the rectifier Case (the usual interconnection of the rectifier with the DC load) the current I flowing through the input of the DC load also the current flowing through the DC output of the rectifier. The same correspondence applies to the usual interconnection of rectifier and DC load for the voltage applied to the output capacitance as well as for the current flowing from the output capacitance in the direction of the DC output.

Prinzipiell ist es möglich, dass die Steuerungseinheit des Gleichrichters ausgelegt ist einen zukünftigen Betrieb des Gleichrichters abhängig davon zu steuern, ob ein oder ob kein Kurzschluss an der DC-Last detektiert wurde. Konkret kann dann, wenn über das Verfahren kein Kurzschluss an der DC-Last detektiert wurde, die Steuerungseinheit einen normalen Betrieb des Gleichrichters zur Versorgung der DC- Last aus dem AC-Netz ermöglichen. Hierzu kann die Steuerungseinheit ausgelegt und eingerichtet sein, über ein Schließen der AC-Trenneinheit eine niederimpedante Verbindung des Gleichrichters mit dem AC-Netz einerseits und über ein Schließen des DC-Trennschalters zusätzlich eine niederimpedante Verbindung des Gleichrichters mit der DC-Last herzustellen. Hingegen kann die Steuerungseinheit dann, wenn über das Verfahren ein Kurzschluss der DC-Last detektiert wird, den Gleichrichter in Reaktion auf den detektierten Kurzschluss der DC-Last so steuern, dass ein dauerhafter Leistungsfluss aus dem AC-Netz über den Gleichrichter in die DC-Last und somit ein normaler Betrieb des Gleichrichters zur Versorgung der DC-Last verhindert wird. Zu diesem Zweck kann die Steuerungseinheit ausgelegt und eingerichtet sein, in Reaktion auf einen detektierten Kurzschluss der DC-Last ein Schließen der AC-Trenneinheit zu verhindern, sofern diese noch geöffnet ist. Sollte es sich um einen zweistufigen Gleichrichter handeln, kann die Steuerungseinheit optional auch ein Takten von Halbleiterschaltern des DC/DC-Wandlers verhindern und somit den DC/DC-Wandler deaktivieren. Sollte die AC-Trenneinheit bereits geschlossen sein, beispielsweise weil bei einem zweistufigen Gleichrichter ein Leistungsfluss durch den Gleichrichter über einen deaktivierten DC/DC-Wandler verhindert wird, kann die Steuerungseinheit ein Öffnen der AC-Trenneinheit und damit eine Trennung des Gleichrichters von dem AC- Netz herbeiführen. Sollte der Gleichrichter über einen geschlossenen DC- Trennschalter bereits niederimpedant mit der DC-Last verbunden sein, kann die Steuerungseinheit in Reaktion auf einen detektierten Kurzschluss der DC-Last ein Öffnen des DC-Trennschalters herbeiführen, um den Gleichrichter dauerhaft von der DC-Last galvanisch zu trennen. In principle, it is possible for the control unit of the rectifier to be designed to control future operation of the rectifier as a function of whether a short circuit or no short circuit was detected on the DC load. Specifically, if the method did not detect a short circuit on the DC load, the Control unit enable normal operation of the rectifier to supply the DC load from the AC network. For this purpose, the control unit can be designed and set up to establish a low-impedance connection of the rectifier to the AC network on the one hand by closing the AC disconnection unit and, on the one hand, to establish a low-impedance connection of the rectifier to the DC load by closing the DC disconnector. In contrast, if the method detects a short circuit in the DC load, the control unit can control the rectifier in response to the detected short circuit in the DC load in such a way that a permanent power flow from the AC network via the rectifier into the DC Load and thus normal operation of the rectifier for supplying the DC load is prevented. For this purpose, the control unit can be designed and set up to prevent the AC disconnection unit from closing in response to a detected short circuit in the DC load, provided it is still open. If it is a two-stage rectifier, the control unit can optionally also prevent the semiconductor switches of the DC / DC converter from pulsing and thus deactivate the DC / DC converter. If the AC disconnection unit is already closed, for example because a two-stage rectifier prevents power flow through the rectifier via a deactivated DC / DC converter, the control unit can open the AC disconnection unit and thus disconnect the rectifier from the AC Create a network. If the rectifier is already connected to the DC load with low impedance via a closed DC isolating switch, the control unit can open the DC isolating switch in response to a detected short circuit in the DC load, in order to permanently isolate the rectifier from the DC load to separate.

Kurzbeschreibunq der Figuren Brief description of the figures

Im Folgenden wird die Erfindung mithilfe von Figuren dargestellt. Von diesen zeigen The invention is illustrated below with the aid of figures. From these show

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Gleichrichter zur Verbindung eines AC-Netzes und einer DC-Last in einer ersten Ausführungsform; 1 shows a rectifier according to the invention for connecting an AC network and a DC load in a first embodiment;

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Gleichrichter zur Verbindung eines AC-Netzes und einer DC-Last in einer zweiten Ausführungsform; Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Variante; 2 shows a rectifier according to the invention for connecting an AC network and a DC load in a second embodiment; 3 shows a flow chart of a method according to the invention in a first variant;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Variante. 4 shows a flow chart of a method according to the invention in a second variant.

Fiqurenbeschreibunq Fiqurenbeschreibunq

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Gleichrichter 1 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Der Gleichrichter 1 ist zur Wandlung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung ausgelegt und hierzu an seinem AC-Eingang 2 mit einem Wechselspannungs (AC) - Netz 20 und an seinem DC-Ausgang 3 mit einem Eingang 32 einer DC-Last 30 verbunden. Exemplarisch ist das AC-Netz 20 als dreiphasiges AC-Netz und der Gleichrichter 1 als dreiphasiger Gleichrichter mit drei Phasenanschlüssen an seinem AC-Eingang 2 illustriert. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass das AC-Netz 20 eine andere Anzahl von Phasenleitern, beispielsweise zwei Phasenleiter oder lediglich einen Phasenleiter aufweisen kann. Entsprechend kann auch der Gleichrichter 1 an seinem AC-Ausgang 2 eine andere Anzahl von Phasenanschlüssen aufweisen. Die DC-Last 30 ist in Fig. 1 exemplarisch als Elektrolyseur 31 dargestellt. Im Rahmen der Erfindung kann die DC-Last 30 jedoch auch als eine von einem Elektrolyseur verschiedene DC-Last ausgeführt sein. Die DC- Last 30 muss nicht zwingend ausschließlich auf einen Leistungsverbrauch ausgelegt sein, sondern kann, insbesondere im Fall eines bidirektionalen Gleichrichters 1 , zusätzlich zu dem leistungsverbrauchenden Betriebsmodus auch einen leistungserzeugenden Betriebsmodus aufweisen. Dies ist beispielsweise bei einer als Batterie ausgeführten DC-Last 30 der Fall. In Fig. 1, a rectifier 1 according to the invention is shown in a first embodiment. The rectifier 1 is designed to convert an alternating voltage into a direct voltage and for this purpose is connected to an alternating voltage (AC) network 20 at its AC input 2 and to an input 32 of a DC load 30 at its DC output 3. The AC network 20 is illustrated by way of example as a three-phase AC network and the rectifier 1 as a three-phase rectifier with three phase connections at its AC input 2. In the context of the invention, however, it is also possible that the AC network 20 can have a different number of phase conductors, for example two phase conductors or just one phase conductor. Correspondingly, the rectifier 1 can also have a different number of phase connections at its AC output 2. The DC load 30 is shown by way of example in FIG. 1 as an electrolyzer 31. In the context of the invention, however, the DC load 30 can also be designed as a DC load different from an electrolyzer. The DC load 30 does not necessarily have to be designed exclusively for power consumption, but can, in particular in the case of a bidirectional rectifier 1, also have a power-generating operating mode in addition to the power-consuming operating mode. This is the case, for example, with a DC load 30 designed as a battery.

In Fig. 1 ist der Gleichrichter 1 als einstufiger Gleichrichter ausgeführt und beinhaltet (aus einer Blickrichtung von dem AC-Netz 20) eine AC-Trenneinheit 5, einen Sinus- Filter 9, einen AC/DC-Wandler 10, eine zwischen dem AC/DC-Wandler 10 und dem DC-Ausgang 3 des Gleichrichters 1 angeordnete Ausgangskapazität 4, einen DC- Trennschalter 14 und eine Steuerungseinheit 15 zur Steuerung der Komponenten des Gleichrichters 1. Die Verbindungen zur Steuerung und/oder Kommunikation sind in Fig. 1 durch gestrichelt dargestellte Pfeile symbolisiert. Die AC-Trenneinheit 5 beinhaltet einen Vorladewiderstand 7 einen ersten AC-Trennschalter 6 und einen zweiten AC-Trennschalter 8. Der erste AC-Trennschalter 6 ist in Reihe zu dem _ WO 2021/052949 _ ¹³ _ PCT/EP2020/075748 _ In Fig. 1, the rectifier 1 is designed as a single-stage rectifier and contains (when viewed from the AC network 20) an AC isolating unit 5, a sine filter 9, an AC / DC converter 10, one between the AC / DC converter 10 and the DC output 3 of the rectifier 1 arranged output capacitance 4, a DC disconnector 14 and a control unit 15 for controlling the components of the rectifier 1. The connections for control and / or communication are shown in Fig. 1 by dashed lines Arrows symbolizes. The AC disconnection unit 5 includes a precharge resistor 7, a first AC disconnection switch 6 and a second AC disconnection switch 8. The first AC disconnection switch 6 is in series with the _ WO 2021/052949 _ ¹³ _ PCT / EP2020 / 075748 _

Vorladewiderstand 7 verschaltet. Der zweite AC-Trennschalter 8 ist parallel zu der Reihenschaltung aus Vorladewiderstand 7 und erstem AC-Trennschalter 6 angeschlossen. Auf diese Weise ist die AC-Trenneinheit 5 ausgelegt, den AC/DC- Wandler 10 und die an diesen angeschlossene Ausgangskapazität 4 in einem ersten Betriebsmodus über den Vorladewiderstand 7 und in einem zweiten Betriebsmodus direkt bzw. niederimpedant und ohne Zwischenschaltung des Vorladewiderstandes 7 mit dem AC-Netz 20 zu verbinden. Der Sinus-Filter 9 ist ausgelegt, hochfrequente Störsignale, die aufgrund einer Taktung von Halbleiterschaltern des AC/DC-Wandlers 10 erzeugt werden, in ihrer Ausbreitung in Richtung des AC-Netzes 20 zu dämpfen. Gleichfalls ist der Sinus-Filter 9 ausgelegt, im AC-Netz 20 bereits vorhandener Störsignale in ihrer Ausbreitung in Richtung des DC-Ausgangs 3 des Gleichrichters 1 zu dämpfen. Der DC-Trennschalter 14 kann sowohl einpolig als auch mehrpolig ausgeführt sein. Er kann für ein Trennen der DC-Last 30 während eines Stromflusses ausgelegt sein und daher Mittel zur Lichtbogenlöschung und/oder Lichtbogenunterdrückung aufweisen. Der DC-Trennschalter 14 ist ausgelegt, die Ausgangskapazität 4 im geschlossenen Zustand niederimpedant mit der DC-Last 30 zu verbinden und im geöffneten Zustand von der DC-Last 30 zu trennen. Im Gegensatz zu der AC-Trenneinheit 5 ist der DC-Trennschalter 14 insbesondere frei von einem Vorladewiderstand. Pre-charging resistor 7 connected. The second AC disconnector 8 is connected in parallel to the series circuit comprising the precharge resistor 7 and the first AC disconnector 6. In this way, the AC disconnection unit 5 is designed, the AC / DC converter 10 and the output capacitance 4 connected to it in a first operating mode via the precharge resistor 7 and in a second operating mode directly or low-impedance and without the interposition of the precharge resistor 7 with the AC grid 20 to connect. The sine filter 9 is designed to attenuate high-frequency interference signals, which are generated due to the timing of semiconductor switches of the AC / DC converter 10, in their propagation in the direction of the AC network 20. Likewise, the sine filter 9 is designed to dampen interference signals already present in the AC network 20 in their propagation in the direction of the DC output 3 of the rectifier 1. The DC disconnector 14 can be single-pole as well as multi-pole. It can be designed to disconnect the DC load 30 while a current is flowing and therefore have means for arc extinction and / or arc suppression. The DC isolating switch 14 is designed to connect the output capacitance 4 to the DC load 30 with low impedance in the closed state and to disconnect it from the DC load 30 in the open state. In contrast to the AC disconnection unit 5, the DC disconnector 14 is in particular free of a precharge resistor.

Der Gleichrichter 1 weist weiterhin eine Messeinheit 13 auf, die zur Messung einer an der Ausgangskapazität 4 anliegenden Spannung U und/oder eines von der Ausgangskapazität 4 in Richtung auf den DC-Ausgang 3 fließenden Stroms I, insbesondere von deren Zeitverläufen ausgelegt und eingerichtet ist. Die Messeinheit 13 ist ausgelegt die gemessenen Werte von Spannung U und Strom I zur Auswertung an die Steuerungseinheit 15 zu übergeben. Die Steuerungseinheit 15 ist gleichzeitig in der Lage, die detektierten Werte von Spannung U und/oder Strom I entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Detektion eines Kurzschlusses 33 der DC- Last 30 auszuwerten. Weiterhin kann die Steuerungseinheit 15 dazu ausgelegt und eingerichtet sein, den Gleichrichter 1 in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Auswertung zu steuern. Insbesondere kann die Steuerungseinheit 15 eingerichtet sein, bei einem detektierten Kurzschluss 33 an dem Eingang 32 der DC-Last 30 sowohl den DC-Trennschalter 14, als auch die AC-Trennschalter 6, 8 der AC-Trenneinheit 5 zu öffnen, sofern die jeweiligen Trennschalter 6, 8, 14 nicht schon geöffnet sind. Auf _ WO 2021/052949 _ ¹⁴ _ PCT/EP2020/075748 _ diese Weise kann sowohl ein Leistungsfluss aus dem AC-Netz 20 in den Gleichrichter 1 als auch ein Leistungsfluss von dem Gleichrichter 1 in die DC-Last 30 sicher unterdrückt werden. The rectifier 1 also has a measuring unit 13 which is designed and set up to measure a voltage U present at the output capacitance 4 and / or a current I flowing from the output capacitance 4 in the direction of the DC output 3, in particular its time profiles. The measuring unit 13 is designed to transfer the measured values of voltage U and current I to the control unit 15 for evaluation. The control unit 15 is at the same time able to evaluate the detected values of voltage U and / or current I in accordance with the method according to the invention for detecting a short circuit 33 of the DC load 30. Furthermore, the control unit 15 can be designed and set up to control the rectifier 1 as a function of a result of the evaluation. In particular, the control unit 15 can be set up to open both the DC disconnector 14 and the AC disconnector 6, 8 of the AC disconnector 5 when a short circuit 33 is detected at the input 32 of the DC load 30, provided that the respective disconnector 6, 8, 14 are not already open. On WO 2021/052949 ¹⁴ PCT / EP2020 / 075748 In this way, both a power flow from the AC network 20 into the rectifier 1 and a power flow from the rectifier 1 into the DC load 30 can be reliably suppressed.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleichrichters 1 zur Versorgung einer DC-Last 30 aus einem AC-Netz 20 dargestellt. Der Gleichrichter 1 entspricht in vielen Merkmalen den bereits in Fig. 1 beschriebenen Gleichrichter 1, weswegen hinsichtlich der übereinstimmenden Merkmale auf die Beschreibung unter Fig. 1 verwiesen wird. Im Folgenden werden daher lediglich die Unterschiede zur Fig. 1 näher erläutert. 2 shows a second embodiment of the rectifier 1 according to the invention for supplying a DC load 30 from an AC network 20. The rectifier 1 corresponds in many features to the rectifier 1 already described in FIG. 1, which is why reference is made to the description under FIG. 1 with regard to the matching features. Therefore, only the differences from FIG. 1 are explained in more detail below.

Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist der Gleichrichter 1 in Fig. 2 als mehrstufiger Gleichrichter 1 ausgeführt. Hierzu beinhaltet er zusätzlich einen DC/DC-Wandler 12 der eingangsseitig über eine Zwischenkreiskapazität 11 an den AC/DC-Wandler 10 und ausgangsseitig über die Ausgangskapazität 4 mit dem DC- Ausgang 3 des Gleichrichters 1 verbunden ist. Über den DC/DC-Wandler 12 wird die Zwischenkreiskapazität 11 von der Ausgangskapazität 4 entkoppelt, so dass eine Einstellung unterschiedlicher Spannungswerte an der Zwischenkreiskapazität 11 und der Ausgangskapazität 4 möglich ist. Durch den DC/DC-Wandler 12 kann der Gleichrichter 1 zudem ausgelegt sein, einen Leistungsfluss aus dem AC-Netz 20 in die Ausgangskapazität 4 - wie auch über den DC-Ausgangs 3 - auch bei geschlossener AC-Trenneinheit 5 zu verhindern. Hierzu können Halbleiterschalter des DC/DC- Wandlers 12 geöffnet sein. Der DC/DC-Wandler 12 kann zudem ausgelegt sein, einen Ladungstransport von der Zwischenkreiskapazität 11 in die Ausgangskapazität 4 durchzuführen, so dass die Ausgangskapazität 4 durch den Ladungstransport auf den gewünschten Wert der Quellspannung eingestellt wird. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the rectifier 1 in FIG. 2 is designed as a multi-stage rectifier 1. For this purpose, it also contains a DC / DC converter 12 which is connected on the input side to the AC / DC converter 10 via an intermediate circuit capacitance 11 and on the output side via the output capacitance 4 to the DC output 3 of the rectifier 1. The intermediate circuit capacitance 11 is decoupled from the output capacitance 4 via the DC / DC converter 12, so that different voltage values can be set at the intermediate circuit capacitance 11 and the output capacitance 4. With the DC / DC converter 12, the rectifier 1 can also be designed to prevent a power flow from the AC network 20 into the output capacitance 4 - as well as via the DC output 3 - even when the AC disconnection unit 5 is closed. For this purpose, semiconductor switches of the DC / DC converter 12 can be opened. The DC / DC converter 12 can also be designed to carry out a charge transport from the intermediate circuit capacitance 11 into the output capacitance 4, so that the output capacitance 4 is set to the desired value of the source voltage by the charge transport.

Prinzipiell kann der DC/DC-Wandler 12 als Hochsetzsteller, Tiefsetzsteller oder als kombinierter Hoch-/Tiefsetzsteller ausgelegt sein. Bei dem DC/DC-Wandler 12 kann es sich, je nach Art des Gleichrichters 1, um einen unidirektional als auch um einen bidirektional betreibbaren DC/DC-Wandler 12 handeln. In principle, the DC / DC converter 12 can be designed as a step-up converter, step-down converter or as a combined step-up / step-down converter. The DC / DC converter 12 can, depending on the type of the rectifier 1, be a unidirectional as well as a bidirectional DC / DC converter 12.

In Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Variante dargestellt, wie es dem in Fig. 1 dargestellten Gleichrichter 1 durchgeführt _ WO 2021/052949 _ ¹⁵ _ PCT/EP2020/075748 _ werden kann. Im Hinblick auf eine bessere Nachvollziehbarkeit werden in der folgenden Beschreibung die auch in Fig. 1 aufgeführten Bezugszeichen verwendet. In FIG. 3, a flow chart of the method according to the invention is shown in a first variant, as carried out in the rectifier 1 shown in FIG. 1 _ WO 2021/052949 _ ¹⁵ _ PCT / EP2020 / 075748 _ can be. With a view to better comprehensibility, the reference symbols also shown in FIG. 1 are used in the following description.

Das Verfahren zur Detektion eines Kurzschlusses 33 beginnt in einem Zustand, bei dem der Gleichrichter 1 sowohl aufgrund einer geöffneten AC-Trenneinheit 5 von dem AC-Netz 20, als auch aufgrund eines geöffneten DC-Trennschalters 14 von der DC- Last 30 getrennt ist. In einem ersten Schritt S1 wird der erste AC-Trennschalter 6 geschlossen, so dass die Ausgangskapazität 4 über den Vorladewiderstand 7 mit dem AC-Netz 20 verbunden ist. Der DC-Trennschalter 14 bleibt zunächst geöffnet. Dabei wird in einem zweiten Schritt S2 die Ausgangskapazität 4 durch einen dem AC-Netz 20 entnommenen Leistungsfluss und über den Halbleiterschaltern des AC/DC- Wandlers 10 zugeordnete Freilaufdioden aufgeladen. Der dem AC-Netz 20 entnommene und in die zunächst ungeladene Ausgangskapazität 4 fließende Leistungsfluss ist dabei durch den Vorladewiderstand 7 derart begrenzt, dass eine Beschädigung von Komponenten des Gleichrichters 1 ausgeschlossen ist. Während der Aufladung der Ausgangskapazität 4 kann ein Zeitverlauf der Spannung U über der Ausgangskapazität 4 durch die Messeinheit 13 verfolgt werden. Während der Schritte S1 und S2 ist der DC-Trennschalter 14 geöffnet, sodass ein Leistungsfluss von dem Gleichrichter 1 in die DC-Last 30 verhindert wird. In einem dritten Schritt S3 wird die AC-Trenneinheit 5, insbesondere deren erster AC-Trennschalter 6 durch die Steuerungseinheit 15 geöffnet, wodurch eine weitere Aufladung der Ausgangskapazität 4 aus dem AC-Netz 20 verhindert wird. Das Öffnen des ersten AC- Trennschalters 6 kann bei Erreichen eines Wertes der Quellspannung erfolgen, der der Amplitude der Wechselspannung in dem AC-Netz 20 entspricht und bei dem eine weitere Aufladung auch bei geschlossener AC-Trenneinheit 5 ohnehin nicht mehr erfolgen würde. Die AC-Trenneinheit 5 kann jedoch auch schon vorher geöffnet werden und die Aufladung der Ausgangskapazität 4 aktiv stoppen, sollte ein kleinerer Wert der Quellspannung gewünscht sein. Sollte die Spannung der Ausgangskapazität 4 beim Öffnen der AC-Trenneinheit 5 oberhalb eines gewünschten Wertes der Quellspannung liegen, kann sich ein optionaler vierter Schritt S4 anschließen, bei dem der höhere Spannungswert an der Ausgangskapazität 4 durch Dissipation auf den gewünschten Wert der Quellspannung verringert wird. Die Dissipation kann durch eine Aktivierung von an die Ausgangskapazität 4 angeschlossenen Kleinverbrauchern, z.B. einem Lüfter des Gleichrichters 1 (in Fig. 1 nicht dargestellt), oder durch einen _ WO 2021/052949 _ ^{' 16 '} _ PCT/EP2020/075748 _ geeigneten Betrieb von Halbleiterschaltern des AC/DC-Wandlers 10 herbeigeführt werden. Der lediglich optional durchzuführende vierte Schritt S4 ist in Fig. 3 gestrichelt dargestellt. In einem fünften Schritt S5 wird die auf die Quellspannung eingestellte Ausgangskapazität 4 durch Schließen des DC-Trennschalters 14 mit der DC-Last 30 verbunden. Während die Ausgangskapazität 4 mit der DC-Last 30 über den geschlossenen DC-Trennschalter 14 verbunden ist, wird die AC-Trenneinheit 5 in einem geöffneten Zustand betrieben. Hierdurch wird lediglich eine begrenzte Energiemenge auf die DC-Last 30 übertragen. Die von der Quellspannung abhängende in der Ausgangskapazität 4 gespeicherte Energiemenge ist dabei so bemessen, dass selbst im Fall eines Kurzschlusses 33 der DC-Last 30 eine Beschädigung der DC-Last 30 und/oder von Komponenten des Gleichrichters 1 ausgeschlossen ist. Durch das niederimpedante Verbinden der Ausgangskapazität 4 mit der DC-Last 30 erfolgt ein Ladungstransport von der Ausgangskapazität 4 zur DC- Last. Dabei werden in einem sechsten Schritt S6 Zeitverläufe der an der Ausgangskapazität 4 abfallenden Spannung U und der von der Ausgangskapazität 4 in Richtung des DC-Ausgangs 3 fließenden Stroms I durch die Messeinheit 13 detektiert. Wie aus Fig. 1 (und auch Fig. 2) ersichtlich, entspricht die Spannung U über der Ausgangskapazität 4 bei geschlossenem DC-Trennschalter 14 sowohl einer an dem DC-Ausgang 3 des Gleichrichters 1 anliegenden Spannung als auch einer an der DC-Last 30 anliegenden Spannung U. Gleichfalls entspricht der von der Ausgangskapazität 4 in Richtung des DC-Ausgangs 3 fließende Strom I einem über den DC-Ausgang 3 fließenden Strom I einerseits, als auch einem über den Eingang 32 der DC-Last 30 fließenden Strom I andererseits. In einem siebten Schritt S7 erfolgt eine Auswertung der detektierten Werte von Spannung U und/oder Strom I bzw. deren Zeitverläufen durch die Steuerungseinheit 15. Hierbei wird überprüft, ob die detektierte Spannung U, der detektierte Strom I, und/oder eine Kombination der detektierten Spannung U und des detektierten Stroms I zumindest ein vorgegebenes Kriterium erfüllen. Exemplarisch werden in Fig. 3 als Kriterien überprüft, ob eine zeitliche Änderung der Spannung dU/dt einen ersten Schwellwert (dü/dt)™ übersteigt, ob der der detektierte Strom I einen zweiten Schwellwert ITH übersteigt und/oder ob der Quotient aus Spannung und Strom U/l einen dritten Schwellwert RTH unterschreitet. Wenn die detektierten Werte von Spannung U und/oder Strom I bei der Überprüfung keines der Kriterien erfüllen, so schließt die Steuerungseinheit, dass die DC-Last 30 keinen Kurzschluss 33 aufweist. Entsprechend wird in einem achten Schritt S8 die AC- _ WO 2021/052949 _ ¹⁷ _ PCT/EP2020/075748 _ The method for detecting a short circuit 33 begins in a state in which the rectifier 1 is disconnected from the AC network 20 due to an opened AC disconnection unit 5 and from the DC load 30 due to an opened DC disconnector 14. In a first step S1, the first AC disconnector 6 is closed, so that the output capacitance 4 is connected to the AC network 20 via the precharge resistor 7. The DC isolating switch 14 initially remains open. In this case, in a second step S2, the output capacitance 4 is charged by a power flow taken from the AC network 20 and by freewheeling diodes assigned to the semiconductor switches of the AC / DC converter 10. The power flow taken from the AC network 20 and flowing into the initially uncharged output capacitance 4 is limited by the precharge resistor 7 in such a way that damage to components of the rectifier 1 is excluded. During the charging of the output capacitance 4, a time curve of the voltage U across the output capacitance 4 can be followed by the measuring unit 13. During steps S1 and S2, the DC isolating switch 14 is open, so that a flow of power from the rectifier 1 into the DC load 30 is prevented. In a third step S3, the AC disconnection unit 5, in particular its first AC disconnection switch 6, is opened by the control unit 15, as a result of which further charging of the output capacitance 4 from the AC network 20 is prevented. The first AC disconnector 6 can be opened when a value of the source voltage is reached which corresponds to the amplitude of the alternating voltage in the AC network 20 and in which further charging would not take place even with the AC disconnection unit 5 closed. The AC disconnection unit 5 can, however, also be opened beforehand and the charging of the output capacitance 4 can be actively stopped if a lower value of the source voltage is desired. If the voltage of the output capacitance 4 is above a desired value of the source voltage when the AC disconnection unit 5 is opened, an optional fourth step S4 can follow, in which the higher voltage value on the output capacitance 4 is reduced to the desired value of the source voltage by dissipation. The dissipation can be achieved by activating small consumers connected to the output capacitance 4, for example a fan of the rectifier 1 (not shown in FIG. 1), or by a _ WO 2021/052949 _ ^'16' _ PCT / EP2020 / 075748 _ suitable operation of semiconductor switches of the AC / DC converter 10 can be brought about. The fourth step S4, which is only to be carried out optionally, is shown in dashed lines in FIG. 3. In a fifth step S5, the output capacitance 4 set to the source voltage is connected to the DC load 30 by closing the DC isolating switch 14. While the output capacitance 4 is connected to the DC load 30 via the closed DC disconnector 14, the AC disconnection unit 5 is operated in an open state. As a result, only a limited amount of energy is transferred to the DC load 30. The amount of energy stored in the output capacitance 4, which depends on the source voltage, is dimensioned such that damage to the DC load 30 and / or to components of the rectifier 1 is excluded even in the event of a short circuit 33 of the DC load 30. The low-impedance connection of the output capacitance 4 to the DC load 30 results in a charge transport from the output capacitance 4 to the DC load. In a sixth step S6, time profiles of the voltage U dropping across the output capacitance 4 and the current I flowing from the output capacitance 4 in the direction of the DC output 3 are detected by the measuring unit 13. As can be seen from FIG. 1 (and also FIG. 2), when the DC disconnector 14 is closed, the voltage U across the output capacitance 4 corresponds to both a voltage applied to the DC output 3 of the rectifier 1 and to a voltage applied to the DC load 30 applied voltage U. Likewise, the current I flowing from the output capacitance 4 in the direction of the DC output 3 corresponds to a current I flowing via the DC output 3 on the one hand and a current I flowing via the input 32 of the DC load 30 on the other. In a seventh step S7, the detected values of voltage U and / or current I or their time profiles are evaluated by the control unit 15. It is checked whether the detected voltage U, the detected current I, and / or a combination of the detected values Voltage U and the detected current I meet at least one predetermined criterion. By way of example, the criteria in FIG. 3 are checked as to whether a change in voltage dU / dt over time exceeds a first threshold value (dü / dt) ™, whether the detected current I exceeds a second threshold value ITH and / or whether the quotient of voltage and Current U / l falls below a third threshold value RTH. If the detected values of voltage U and / or current I do not meet any of the criteria during the check, the control unit concludes that the DC load 30 does not have a short circuit 33. Correspondingly, in an eighth step S8, the AC- _ WO 2021/052949 _ ¹⁷ _ PCT / EP2020 / 075748 _

Trenneinheit 5, insbesondere deren zweiter AC-Trennschalter 8, durch die Steuerungseinheit 15 gesteuert geschlossen. Hierdurch wird der AC/DC-Wandler 10 niederimpedant mit dem AC-Netz 20 verbunden wird. Der DC-Trennschalter 14 ist bereits geschlossen und der Gleichrichter 1 nimmt gesteuert durch die Steuerungseinheit 15 seinen normalen Betrieb zur Versorgung der DC-Last 30 auf. Erfüllen hingegen die detektierten Werte von Spannung U und/oder Strom I zumindest eines der genannten Kriterien, so schließt die Steuerungseinheit 15 bei der Überprüfung der detektierten Werte von Spannung U und Strom I auf einen an der DC- Last 30 vorliegenden Kurzschluss 33. Ein niederimpedantes Verbinden des AC/DC- Wandlers 10 mit dem AC-Netz 20 hätte in diesem Fall einen Leistungsfluss mit schädigender Wirkung auf Komponenten der DC-Last 30 und/oder des Gleichrichters 1 zur Folge. Konsequenterweise verzweigt das Verfahren in einen zehnten Schritt S10, bei dem die Steuerungseinheit 15 einen an der DC-Last 30 vorliegenden Kurzschluss 33 signalisiert und in einem elften Schritt S11 ein Öffnen aller AC -Trennschalter 6, 8 der AC-Trenneinheit 5 wie auch des DC-Trennschalters 14, sofern die entsprechenden Trennschalter nicht schon geöffnet sind, herbeiführt. Der Gleichrichter 1 ist somit galvanisch sowohl von dem AC-Netz 20, als auch von der DC-Last 30 getrennt. Jeglicher Leistungsfluss durch den Gleichrichters 1 , sowohl aus dem AC-Netz 20 in den Gleichrichter, wie auch von dem Gleichrichter 1 in die DC-Last 30, wird somit sicher unterdrückt. Der Kurzschluss an der DC-Last 30 kann gefahrlos beseitigt werden. Isolating unit 5, in particular its second AC isolating switch 8, closed in a controlled manner by the control unit 15. As a result, the AC / DC converter 10 is connected to the AC network 20 with low impedance. The DC isolating switch 14 is already closed and the rectifier 1, controlled by the control unit 15, starts its normal operation for supplying the DC load 30. If, on the other hand, the detected values of voltage U and / or current I meet at least one of the criteria mentioned, the control unit 15 closes the checking of the detected values of voltage U and current I for a short circuit 33 present at the DC load 30. A low-impedance one In this case, connecting the AC / DC converter 10 to the AC network 20 would result in a power flow with a damaging effect on components of the DC load 30 and / or the rectifier 1. The method consequently branches into a tenth step S10, in which the control unit 15 signals a short circuit 33 present at the DC load 30 and, in an eleventh step S11, all AC disconnectors 6, 8 of the AC disconnection unit 5 and the DC are opened -Isolation switch 14, provided that the corresponding disconnectors are not already open, brings about. The rectifier 1 is thus galvanically isolated both from the AC network 20 and from the DC load 30. Any power flow through the rectifier 1, both from the AC network 20 into the rectifier and from the rectifier 1 into the DC load 30, is thus reliably suppressed. The short circuit at the DC load 30 can be eliminated safely.

In Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Variante dargestellt. Die zweite Variante des Verfahrens kann mit dem in Fig. 2 dargestellten Gleichrichter 1 durchgeführt werden. Das Verfahren ähnelt in vielen Schritten dem in Fig. 3 dargestellten Verfahren. Im Folgenden werden daher lediglich die Unterschiede zu dem in Fig. 3 dargestellten Verfahrensvariante beschrieben. 4 shows a flow chart of the method according to the invention in a second variant. The second variant of the method can be carried out with the rectifier 1 shown in FIG. 2. The method is similar in many steps to the method shown in FIG. 3. In the following, therefore, only the differences from the method variant shown in FIG. 3 are described.

Auch in diesem Fall startet das Verfahren in einem Zustand bei dem alle AC- Trennschalter 6, 8 der AC-Trenneinheit 5 und der DC-Trennschalter 14 geöffnet sind. In einem Schritt S20 wird der erste AC-Trennschalter 6 der AC-Trenneinheit geschlossen. Wie auch in Fig. 3 beschrieben wird hierdurch der AC/DC-Wandler 10 über den Vorladewiderstand 7 mit dem AC-Netz 20 verbunden. Über den sich einstellenden Leistungsfluss aus dem AC-Netz 20 wird in einem Schritt S21 zunächst _ WO 2021/052949 _ ¹⁸ _ PCT/EP2020/075748 _ die Zwischenkreiskapazität 11 auf eine Spannung aufgeladen, die der Amplitude der Wechselspannung in dem AC-Netz 20 entspricht. In einem Schritt S22 wird eine Quellspannung an der Ausgangskapazität 4 eingestellt. Hierzu wird durch einen geeigneten Betrieb des DC/DC-Wandlers 12 solange eine Ladungsmenge von der Zwischenkreiskapazität 11 in die Ausgangskapazität 4 transportiert, bis der gewünschter Wert der Quellspannung an der Ausgangskapazität 4 erreicht ist. Dabei kann die aktuell an der Ausgangskapazität 4 anliegende Spannung U über die Messeinheit 13 beobachtet werden. Nach Erreichen des gewünschten Wertes der Quellspannung an der Ausgangskapazität 4 wird der DC/DC-Wandler 12 in einem Schritt S23 deaktiviert, so dass ein weiterer Ladungstransport aus der Zwischenkreiskapazität 11 in die Ausgangskapazität 4 verhindert wird. In einem optional durchführbaren Schritt S24 kann ein Öffnen der AC-Trenneinheit 5, insbesondere des ersten AC-Trennschalters 6 der AC-Trenneinheit 5 erfolgen. Der Schritt S24 ist jedoch nur optional und nicht zwingend notwendig, da ein Leistungsfluss aus dem AC-Netz 20 in die Ausgangskapazität 4 schon durch den deaktivierten DC/DC-Wandler 12 verhindert wird. In Fig. 4 ist daher der optionale Schritt S24 gestrichelt dargestellt. In einem folgenden Schritt S25 wird schließlich die zuvor auf die Quellspannung aufgeladene Ausgangskapazität 4 durch Schließen des DC- Trennschalters 14 niederimpedant mit der DC-Last 30 verbunden. In this case too, the method starts in a state in which all AC disconnectors 6, 8 of the AC disconnection unit 5 and the DC disconnector 14 are open. In a step S20, the first AC disconnection switch 6 of the AC disconnection unit is closed. As also described in FIG. 3, this connects the AC / DC converter 10 to the AC network 20 via the precharge resistor 7. The power flow that occurs from the AC network 20 is initially used in a step S21 _ WO 2021/052949 _ ¹⁸ _ PCT / EP2020 / 075748 _ the intermediate circuit capacitance 11 is charged to a voltage which corresponds to the amplitude of the alternating voltage in the AC network 20. In a step S22, a source voltage is set at the output capacitance 4. For this purpose, through suitable operation of the DC / DC converter 12, an amount of charge is transported from the intermediate circuit capacitance 11 into the output capacitance 4 until the desired value of the source voltage at the output capacitance 4 is reached. The voltage U currently present at the output capacitance 4 can be observed via the measuring unit 13. After the desired value of the source voltage has been reached at the output capacitance 4, the DC / DC converter 12 is deactivated in a step S23, so that further charge transport from the intermediate circuit capacitance 11 into the output capacitance 4 is prevented. In an optionally executable step S24, the AC disconnection unit 5, in particular the first AC disconnection switch 6 of the AC disconnection unit 5, can be opened. However, step S24 is only optional and not absolutely necessary, since a flow of power from the AC network 20 into the output capacitance 4 is already prevented by the deactivated DC / DC converter 12. In FIG. 4, the optional step S24 is therefore shown in dashed lines. In a subsequent step S25, the output capacitance 4 previously charged to the source voltage is finally connected to the DC load 30 with low impedance by closing the DC isolating switch 14.

Die Schritte S25 bis S31 entsprechen den Schritten S6 bis S11 der bereits in Fig. 3 dargestellten Verfahrensvariante. Konkret gelten dabei die folgenden Entsprechungen: S5 = S25, S6 = S26, S7 = S27, ... S11 = S31. Zur Vermeidung redundanter Information wird daher auf die Beschreibung der Verfahrensvariante gemäß Fig. 3 verwiesen. Steps S25 to S31 correspond to steps S6 to S11 of the method variant already shown in FIG. 3. Specifically, the following equations apply: S5 = S25, S6 = S26, S7 = S27, ... S11 = S31. To avoid redundant information, reference is therefore made to the description of the method variant according to FIG. 3.

_ WO 2021/052949 - 19 - PCT/EP2020/075748 _ _ WO 2021/052949-19 - PCT / EP2020 / 075748 _

Bezuqszeichenliste Reference list

1 Gleichrichter 1 rectifier

2 AC-Eingang 2 AC input

3 DC-Ausgang 3 DC output

4 Ausgangskapazität 4 output capacitance

5 AC-Trenneinheit 5 AC disconnection unit

6 AC-Trennschalter 6 AC disconnectors

7 Vorladewiderstand 7 precharge resistor

8 AC-Trennschalter 8 AC disconnectors

9 Sinus-Filter 9 sine filters

10 AC/DC-Wandler 11 DC-Zwischenkreis 12 DC/DC-Wandler 10 AC / DC converter 11 DC link 12 DC / DC converter

13 Messeinheit 13 measuring unit

14 DC-Trennschalter 14 DC disconnector

15 Steuerungseinheit 20 AC-Netz 15 Control unit 20 AC grid

30 DC-Last 30 DC load

31 Elektrolyseur 31 electrolyzer

32 Eingang 32 input

33 Kurzschluss 33 short circuit

U Spannung U voltage

I Strom I current

(dU/dt)_TH Schwellwert (dU / dt) _TH threshold value

ITH Schwellwert ITH threshold

RTH Schwellwert RTH threshold

S1-S11 Verfahrensschritt S1-S11 process step

S20-S31 Verfahrensschritt S20-S31 process step

Claims

_ WO 2021/052949 _ ' u ~ _ PCT/EP2020/075748 _ Patentansprüche _ WO 2021/052949 _ 'u ~ _ PCT / EP2020 / 075748 _ claims

1. Verfahren zum Detektieren eines Kurzschlusses (33) einer DC-Last (30), die über einen einen AC/DC-Wandler (10) umfassenden Gleichrichter (1) mit einem AC- Netz (20) verbindbar ist, mit den Schritten: 1. A method for detecting a short circuit (33) of a DC load (30), which can be connected to an AC network (20) via a rectifier (1) comprising an AC / DC converter (10), with the following steps:

- Einstellen einer Quellspannung an einer Ausgangskapazität (4) des Gleichrichters (1) über einen dem AC-Netz (20) entnommenen gleichgerichteten Leistungsfluss, - Setting a source voltage at an output capacitance (4) of the rectifier (1) via a rectified power flow taken from the AC network (20),

- Verbinden der zuvor auf die Quellspannung eingestellten Ausgangskapazität (4) des Gleichrichters (1) mit dem Eingang (32) der DC-Last (30), wobei ein weiterer Leistungsfluss aus dem AC-Netz (20) in den Gleichrichter (1) und ein damit verbundenes Wiederaufladen der Ausgangskapazität (4) unterdrückt wird,- Connect the output capacitance (4) of the rectifier (1), previously set to the source voltage, to the input (32) of the DC load (30), with a further power flow from the AC network (20) into the rectifier (1) and an associated recharging of the output capacitance (4) is suppressed,

- Detektion einer an einem Eingang (32) der DC-Last (30) anliegenden Spannung U und/oder eines über den Eingang (32) der DC-Last (30) fließenden Stromes I,- Detection of a voltage U present at an input (32) of the DC load (30) and / or a current I flowing via the input (32) of the DC load (30),

- Signalisieren eines Kurzschlusses (33) der DC-Last, wenn die detektierte Spannung U, ein Zeitverlauf der detektierten Spannung U, der detektierte Strom I, ein Zeitverlauf des detektierten Stroms I, eine Kombination der detektierten Spannung U und des detektierten Stroms I und/oder eine Kombination der Zeitverläufe der detektierten Spannung U und des detektierten Stroms I zumindest ein vorgegebenes Kriterium erfüllen. - Signaling of a short circuit (33) of the DC load when the detected voltage U, a time curve of the detected voltage U, the detected current I, a time curve of the detected current I, a combination of the detected voltage U and the detected current I and / or a combination of the time courses of the detected voltage U and the detected current I meet at least one predetermined criterion.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine vorgegebene Kriterium zumindest eines der folgenden Kriterien umfasst: 2. The method according to claim 1, wherein the at least one predetermined criterion comprises at least one of the following criteria:

- ein Betrag einer zeitlichen Änderung der an dem Eingang (32) der DC-Last (30) anliegenden Spannung dU/dt übersteigt einen der Quellspannung zugeordneten ersten Schwellwert (dü/dt)™, und/oder - an amount of a change over time in the voltage dU / dt applied to the input (32) of the DC load (30) exceeds a first threshold value (dü / dt) ™ assigned to the source voltage, and / or

- der über den Eingang (32) der DC-Last fließende Strom I übersteigt einen zweiten Schwellwert ITH, und/oder - The current I flowing via the input (32) of the DC load exceeds a second threshold value ITH, and / or

- ein Quotient der an dem Eingang (32) der DC-Last (30) anliegenden Spannung U und des über den Eingang (32) der DC-Last (30) fließenden Stroms I unterschreitet einen dritten Schwellwert RTH. - A quotient of the voltage U present at the input (32) of the DC load (30) and the current I flowing via the input (32) of the DC load (30) falls below a third threshold value RTH.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Wert der Quellspannung so gewählt ist, dass bei Übertragung einer der Quellspannung zugeordneten Energiemenge auf die DC-Last (30), insbesondere im Falle eines vorliegenden Kurzschlusses (33) der DC-Last (30), eine Beschädigung von Komponenten der DC-Last (30) und/oder des Gleichrichters (1) ausgeschlossen ist. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein a value of the source voltage is selected so that when an amount of energy assigned to the source voltage is transferred to the DC load (30), in particular in the event of a short circuit (33) of the DC load (30), damage to components of the DC load (30) and / or the rectifier (1) is excluded.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gleichrichter (1) als einstufiger Gleichrichter ausgelegt ist und der weitere Leistungsfluss aus dem AC- Netz (20) in die Ausgangskapazität (4) dadurch unterdrückt wird, dass bei dem Verbinden der Ausgangskapazität (4) mit der DC-Last (30) die Ausgangskapazität (4) über eine geöffnete AC-Trenneinheit (5) galvanisch von dem AC-Netz (20) getrennt ist. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the rectifier (1) is designed as a single-stage rectifier and the further power flow from the AC network (20) into the output capacitance (4) is suppressed in that when connecting the output capacitance (4) with the DC load (30), the output capacitance (4) is galvanically isolated from the AC network (20) via an opened AC isolating unit (5).

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ausgangskapazität (4) des einstufig ausgelegten Gleichrichters (1) über Freilaufdioden oder Dioden des AC/DC-Wandlers (10) bis auf eine Quellspannung aufgeladen wird, die der Amplitude der Wechselspannung des AC-Netzes (20) entspricht. 5. The method according to any one of the preceding claims 1 to 4, wherein the output capacitance (4) of the single-stage rectifier (1) via freewheeling diodes or diodes of the AC / DC converter (10) is charged to a source voltage that corresponds to the amplitude of the AC voltage of the AC network (20).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gleichrichter (1) als mehrstufiger Gleichrichter mit einem dem AC/DC-Wandler (10) nachgeschalteten DC/DC-Wandler (12) und einer dazwischen angeordneten Zwischenkreiskapazität6. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the rectifier (1) as a multi-stage rectifier with a DC / DC converter (12) connected downstream of the AC / DC converter (10) and an intermediate circuit capacitance arranged in between

(11) ausgelegt ist, und wobei bei dem Verbinden der Ausgangskapazität (4) mit der DC-Last (30) der weitere Leistungsfluss von dem AC-Netz (20) in den Gleichrichter (1) über einen geöffneten Halbleiterschalter des DC/DC-Wandlers(11) is designed, and when connecting the output capacitance (4) to the DC load (30), the further power flow from the AC network (20) into the rectifier (1) via an open semiconductor switch of the DC / DC Converter

(12) unterdrückt wird. (12) is suppressed.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Ausgangskapazität (4) des mehrstufig ausgelegten Gleichrichters (1) über einen der Ausgangskapazität (4) vorgeschalteten DC/DC-Wandler (12) auf eine Quellspannung eingestellt wird, deren Wert unterhalb der Amplitude der Wechselspannung des AC-Netzes (20) liegt. 7. The method according to claim 6, wherein the output capacitance (4) of the multi-stage rectifier (1) via a DC / DC converter (12) connected upstream of the output capacitance (4) is set to a source voltage whose value is below the amplitude of the alternating voltage of the AC network (20) is located.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Leistungsfluss zum Einstellen der Quellspannung an der Ausgangskapazität (4) dem AC-Netz (20) über einen Vorladewiderstand (7) entnommen wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the power flow for setting the source voltage at the output capacitance (4) is taken from the AC network (20) via a precharge resistor (7).

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gleichrichter (1 ) einstufig ausgeführt ist und das Einstellen der Ausgangskapazität (4) auf die Quellspannung beinhaltet, dass eine anfänglich oberhalb der Quellspannung liegende Spannung der Ausgangskapazität (4) durch Dissipation der in der Ausgangskapazität (4) gespeicherten Energie auf den Wert der Quellspannung verringert wird, und wobei die Ausgangskapazität (4) während der Dissipation von dem AC-Netz (20) getrennt ist. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the rectifier (1) is designed in one stage and the setting of the output capacitance (4) to the source voltage includes that an initially above the source voltage lying voltage of the output capacitance (4) is reduced to the value of the source voltage by dissipating the energy stored in the output capacitance (4), and wherein the output capacitance (4) is separated from the AC grid (20) during the dissipation.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Dissipation der in der Ausgangskapazität (4) gespeicherten Energie durch ein Takten von Halbleiterschaltern des AC/DC- Wandlers (10) oder durch einen Betrieb von zumindest einem an die Ausgangskapazität (4) angeschlossenen Kleinverbraucher, z.B. einem Lüfter herbeigeführt wird. 10. The method according to claim 9, wherein the dissipation of the energy stored in the output capacitance (4) by pulsing semiconductor switches of the AC / DC converter (10) or by operating at least one small consumer connected to the output capacitance (4), e.g. a fan is brought about.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die DC-Last (30) einen Elektrolyseur (31) umfasst. 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the DC load (30) comprises an electrolyzer (31).

12. Gleichrichter (1) zur Wandlung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung, mit einem AC-Eingang (2) zur Verbindung des Gleichrichters (1) mit einem AC- Netz (20) und einem DC-Ausgang (3) zur Verbindung des Gleichrichters (1) mit einer DC-Last (30), umfassend einen AC/DC-Wandler (10), eine mit dem DC-Ausgang (3) des Gleichrichters (1) verbundene Ausgangskapazität (4), eine mit dem AC-Eingang (2) verbundene AC-Trenneinheit (5) und einen mit dem DC-Ausgang (3) verbundenen DC-Trennschalter (14), und eine Steuerungseinheit (15) zur Ansteuerung des Gleichrichters (1), die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgelegt und eingerichtet ist. 12. Rectifier (1) for converting an alternating voltage into a direct voltage, with an AC input (2) for connecting the rectifier (1) to an AC network (20) and a DC output (3) for connecting the rectifier ( 1) with a DC load (30), comprising an AC / DC converter (10), an output capacitance (4) connected to the DC output (3) of the rectifier (1), one to the AC input (2 ) connected AC disconnection unit (5) and a DC disconnector (14) connected to the DC output (3), and a control unit (15) for controlling the rectifier (1), which is used to carry out the method according to one of the preceding claims is designed and furnished.

13. Gleichrichter (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die AC- Trenneinheit (5) einen Vorladewiderstand (7) umfasst und ausgelegt ist, eine Verbindung des dem Gleichrichter (1) zugeordneten AC/DC-Wandlers (10) mit dem AC-Netz (20) einerseits über den Vorladewiderstand (7) und andererseits in direkter Art und ohne Zwischenschaltung des Vorladewiderstandes (7) bereitzustellen. 13. Rectifier (1) according to claim 12, characterized in that the AC separation unit (5) comprises a precharge resistor (7) and is designed to connect the AC / DC converter (10) assigned to the rectifier (1) to the AC network (20) on the one hand via the precharge resistor (7) and on the other hand in a direct manner and without the interposition of the precharge resistor (7).

14. Gleichrichter (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (1), insbesondere der AC/DC-Wandler (10) in Bezug auf einen Leistungsfluss für einen bidirektionalen Betrieb ausgelegt und eingerichtet ist. 14. Rectifier (1) according to claim 12 or 13, characterized in that the rectifier (1), in particular the AC / DC converter (10) is designed and set up with regard to a power flow for bidirectional operation.

15. Gleichrichter (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (1) mehrstufig ausgelegt ist und einen zwischen dem AC/DC-Wandler (10) und der Ausgangskapazität (4) angeordneten DC/DC- Wandler (12) umfasst. 15. Rectifier (1) according to one of claims 12 to 14, characterized in that the rectifier (1) is designed in several stages and a DC / DC converter arranged between the AC / DC converter (10) and the output capacitance (4) (12) includes.

16. Gleichrichter (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (15) des Gleichrichters (1) ausgelegt und eingerichtet ist, in Reaktion auf einen detektierten Kurzschluss (33) der DC-Last (30), einen dauerhaften Leistungsfluss aus dem AC-Netz (20) über den Gleichrichter (1 ) in die DC-Last (30) zu unterbinden, indem ein Schließen der AC-Trenneinheit (5) und/oder gegebenenfalls ein Takten von Halbleiterschaltern des DC/DC-Wandlers (12) verhindert wird. 16. Rectifier (1) according to one of claims 12 to 15, characterized in that the control unit (15) of the rectifier (1) is designed and set up in response to a detected short circuit (33) of the DC load (30), to prevent a permanent flow of power from the AC network (20) via the rectifier (1) into the DC load (30) by closing the AC disconnection unit (5) and / or possibly pulsing semiconductor switches of the DC / DC Converter (12) is prevented.