CN102099755A - 电负载的仿真电路 - Google Patents

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Abstract

这里通过以下方式可以对具有高功率转换的大负载进行仿真,即在桥对角线支路(12)中设置可控电压源(13)和该桥对角线支路中的有效电感(14),实际电流(iist)借助于作用于可控电压源(13)的电流控制单元(15)能调节为预给定的额定电流(isoll)的值。

Description

电负载的仿真电路
技术领域
本发明涉及一种用于对测试电路的端子上的电负载进行仿真的电路,其中测试电路至少具有第一开关和第二开关,其中该电路包括第三开关和第四开关,测试电路的第一开关和第二开关经由公共的第一内部连接点与测试电路的该端子连接,第三开关和第四开关经由公共的第二内部连接点相互连接,第一开关和第三开关经由第一外部连接点相互连接,第二开关与第四开关经由第二外部连接点相互连接,使得第一开关、第二开关、第三开关和第四开关构成H桥电路,第一外部连接点和第二外部连接点被电压源施加以供电电压UB,并且测试电路的该端子上流动的实际电流iist经由在该端子与第二连接点之间构成的桥对角线支路流动,其中设置在桥对角线支路中有效的电感。
背景技术
这种电负载仿真电路早已是已知的,它们经常在以下领域中使用,即要针对功能性对待测试电路(被称为测试电路)进行检查,而不必将测试电路置于其“真正的”工作环境中。
典型的应用领域例如包括模拟器-测试环境-用于检查具有功率电子接口的控制器。在此构成控制器-例如发动机控制单元-测试电路,其中需要检查控制器是否以期望的方式反应,即控制器是否对经由其接口接收的特定状态量以经由其接口输出的输出量的适当输出来进行反应。为此,这样的测试电路的相关环境被完全或部分地模拟。在发动机控制单元的情况下,例如可以借助于具有I/O接口的一个模拟计算机或多个模拟计算机完全或部分地模拟要控制的发动机。为此目的,首先建立发动机的数学模型,该数学模型将发动机的特性数据和状态量以可计算的方式关联。由控制器作用于被仿真的发动机的量(调节信号)被模拟计算机经由I/O接口接收,并且此外,在模拟计算机上,基于这些信息通过数学模型计算被模拟的发动机的状态量。特定的状态量通常经由I/O接口又提供给发动机控制单元,只要这些状态量被发动机控制单元要求作为输入。该行为方式一般性地带来了显著的优点,即可以通过仅仅少许的开销就在测试情形下试验大的谱,并且还可以仿真控制器的改变后的环境,例如不同的动力装置。
很显然,这样的测试电路仿真器-在这里关心的发动机控制单元的例子中-不仅获得小信号范围中的信号,而且还获得电气的大信号,如果测试电路具有功率电子输出的话,如其例如在控制电驱动装置的情况下是这样的情形。
在实践中,已知的电负载仿真电路经常被运行为使得测试电路输出端的电压-即例如发动机控制单元的功率件的输出端的电压-被测量技术地采集,在要仿真的发动机的数学模型中计算相应的在考虑发动机的运行数据的情况下必须流经测试电路的端子的(发动机)电流,并且该额定电流值被传送给电流控制单元,该电流控制单元于是尽可能时间一致地通过适当地控制测试电路的端子处的电路而设置所确定的额定电流。
根据WO2007/04228A1中例如公开了一种电路,其中使用线圈作为电能量存储器,该线圈具有的电感明显小于要模拟的电机的绕组的电感。通常,为了控制电机需要多个端子,因为这样的具有较大功率的驱动装置应当多相地-大多是三相地-控制。在测试电路的端子处通常施加脉冲宽度调制(PWM)后的电压信号,其中通过其占空比可以设置时间平均地施加到该端子上的电压。线圈以其另一端子经由半桥与两个辅助电压源连接,从而通过半桥的一个开关的接通可以将线圈的这个第二端子置于高电势,并且通过桥的另一开关的接通可以将线圈的第二端子置于非常低的电势。从而可以影响线圈内的电流流动并且将测试电路的端子处电流的实际值设置或调节到预给定的额定电流的值。
电压源在现有技术中由测试电路的供电电压和两个与其连接的辅助电压源构成。可以从该电路抽取所有能量,方法是这两个辅助电压源之一被接入使得线圈中的电流被减小。
通常使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作为半桥的开关,通过MOSFET可以实现非常高的开关频率。MOSFET的高开关频率因此是必需的,因为只有通过高频率地控制半桥才能实现实际电流的“平滑”变化。半桥中MOSFET的开关频率由于该原因所以比测试电路的输出端的PWM电压信号的频率大很多。
非常高的电流和电压可以由测试电路的功率级例如社家,如果汽车的动力装置能以电驱动装置控制的话,如其在混合车辆或电动车辆中应用的那样。这样的驱动装置具有几十kW到几百kW范围中的功率并不罕见。这里,就算在非常动态的负荷切换的情况下,在测试电路的端子处也必须是处于kV范围的电压和处于几十A范围中并且峰值也可以为几百A的电流占主导地位。
但是,对于可以在被模拟的电负载中转换的这样的高功率,前面所述的MOSFET开关元件处于其极限,因为它们由于太小的耐压强度而不再能够非破坏性地阻断在切换时出现的电压。更健壮的开关元件*例如IGBT晶体管(绝缘栅双极性晶体管)的使用并不是很容易就可能的,因为在这里,所需要的高开关频率没有达到。
现有技术中已知的一些方案的另一缺点在于,在负载仿真电路中转换相对高的功率;在这里期望找到更小(损耗)功率密集地工作的方案。
发明内容
本发明的任务是至少部分地避免在已知的用于对这里所涉及的类型的电负载进行仿真的电路的上述缺点,并且尤其提供适于对具有高电压和功率转换的大负载的仿真的电路。
实现前面所提出并说明的任务的根据本发明的用于对电负载进行仿真的电路首先并且基本上的特征在于:在桥对角线支路中设置可控电压源,并且实际电流iist能借助于作用于可控电压源的电流控制单元调节到预给定的额定电流isoll的值。
通过桥对角线支路中的可控电压源,容易可能的是在大小和方向上对实际电流iis进行调节。为此当然要求电流控制单元一方面以测量技术(无论是如何实现的)采集实际电流,将其与预给定的额定电流isoll的值进行比较,并且将相应的调节信号转发到可控电压源。只要测试电路的第一开关和第二开关以及电路的第三开关和第四开关被连接为使得在包含桥对角线支路的情况下得到闭合的电流回路,则桥对角线支路中的可控电压源产生作用。现在存在不同的可能性来实现桥对角线支路中的可控电压源。
根据本发明的第一实施方式,由可控电压源提供的电压直接经由电流耦合被耦入到桥对角线支路中,相反,在本发明的另一特别优选的实施方式中,由可控电压源提供的呀直接经由电感耦合被耦入到桥对角线支路中,尤其是即通过变压器。
对于最后提到的通过可控电压源的间接耦合而提供的电压,对实际电流的调节在初级侧进行,其中变压器的次级侧容纳到H桥电路的桥对角线支路中。对于具有可控电压源的电感耦合的方案变形,要注意,通过可控电压源和电感耦合只能调节桥对角线支路中可变的电流分量,因为直流电压不能借助于电感耦合来传输。于是,直流电压分量或直流电流分量的调节必须通过根据测试电路的第一和第二开关的连接适当地连接电路中第三开关和第四开关而转换。借助于该观点显然,可控电压源必须是能“快速”控制的电压源,其在任何情况下都必须快速以使得桥对角线支路中的瞬态电流分量可以以期望的调节速度被调节。
可控电压源的一种优选实施方式包括具有内部电压源的支持四象限的转换装置,其中该内部电压源尤其被构造为能量存储器,优选被构造为电容器。支持四象限的转换装置使得可以将内部电压源在任意定向-极性-与转换装置的外部连接点连接,从而内部电压源可以将其接线电压不同地引入到桥对角线支路中;这与是直接还是间接耦入由电压源所提供的电压无关。其中优选地,支持四象限的转换装置包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关,第一开关经由第一电桥接头与第二开关连接,第二开关与第四开关连接,第四开关经由第二电桥接头与第三开关连接,并且第三开关与第一开关连接,其中内部电压源与第一开关和第三开关的共同接点连接,并且与第二开关和第四开关的共同接点连接,其中优选地,内部电压源是电容器或另一蓄电池或另一电子电压源(例如DC/DC控制器)。因此通过内部电压源实现电压源,并且通过支持四象限的转换装置保证电压源的可控制性。
在前面描述的四象限转换装置被直接耦入到桥对角线支路中的情况下,实用地存在级联的H桥电路,其中测试电路的第一和第二开关与电路的第三开关和第四开关构成外部H桥,并且支持四象限的转换装置的四个开关构成内部HA桥。对于这种变体缺点在于,转换装置在转接外部H桥时处于跳变电势,由此例如寄生电容发生作用,并且由于电势上升和下降引起导致共模干扰的不期望的电流。该问题在以下时候被解决,即被实现为支持四象限的转换装置的可控电压源电感地耦入到桥支路中,支持四象限的转换装置与桥对角线支路没有电流接触,并且由此即使在转换装置-外部H桥-转接时在转换装置上也不产生跳变电势,从而这里可以尽可能地避免共模干扰。
开头提到了,在桥对角线支路中设置有效电感,于是经由该电感进行电流调节。桥对角线支路中的这个有效电感可以在电路技术上被实现为单独的部件,例如被实现为线圈,但是有效电感也可以(或者附加地可以)不被实现为单独部件,而是直接作为现有的寄生的漏电感或线路电感而存在。如果可控电压源间接地耦入到桥对角线支路中,则桥对角线支路中的有效电感按照部件也在初级侧在可控电压源中作为线圈而存在,和/或作为变压器的漏电感而存在,但是由于电感耦合而作为电感在桥对角线支路中作用。尤其地,电感于是可以通过适当地设计而被实现为恒流变压器或者被实现为次级绕组线圈。
总地来说,根据本发明的电路在一个有利实施方式中以“功率中性”模式或“功率交付或提供”模式运行。在一个有利实施方式中,电路设置在功率中性运行中,从而电路的第三开关与测试电路的第一开关同步操作,并且电路的第四开关与测试电路的第二开关同步地操作,其中测试电路的第一开关和电路的第三开关推挽式地与测试电路的爹人开关和电路的第四开关同步地被操作。在第四开关的这个协同工作的情况下,电压源不起作用,因为其不连接在桥对角线支路位于其中的闭合电流路径中。
与此相反,电压源在功率交付或提供运行中有效地连接到桥支路中,从而其总共地影响也在桥对角线支路中的电流流动。为此,与前面所述的同步运行方式相反,短暂地,电路的第三开关不与测试电路的第一开关同步地被连接,和/或电路的第四开关不与测试电路的第四开关同步地连接,而是以一定的延迟运行,从而实现了测试电路的第一开关与电路的第四开关或者测试电路的第二开关与电路的第三开关的时间上重叠的运行方式。功率交付或提供运行可以在以下情形中用于对能量存储器进行充电或放电,即在电流耦合可控电压源的情况下,内部电压源实现为能量存储器,尤其被实现为电容器或电池。这在要求优先权的专利申请DE102008034199中更详细地介绍了。
在本发明的另一有利实施方案中,电路总体地被操作为使得尤其是在电感耦入可控电压源的情况下注意参与的线圈或变压器不处于磁饱和,因为于是初级侧的电流改变不再导致磁通变化,并且因此在次级侧-即在桥对角线支路中-也不导致电流或电压改变,从而不再可能进行调节。这在电路的一种优选实施方式中通过以下方式实现,即使用功率交付或提供运行以便在电感地耦合可控电压源与桥支路的情况下防止参与的线圈/变压器/漏电感的面临的磁饱和,尤其地,其中线圈/变压器、漏电感的主电感电流始终被调节到零。如何采集主电感电流对于本发明而言并不重要。
附图说明
详细地,现在存在不同的可能性来构造和进一步改进用于对电负载进行仿真的根据本发明的电路。为此参考权利要求1后面的权利要求以及结合附图对优选实施例的介绍。在附图中,
图1示出了根据本发明的一种用于对电负载进行仿真的电路的一个原理电路图,
图2显示了根据本发明的另一用于对电负载进行仿真的电路的另一原理电路图,其中具有电感性的电压耦入,
图3示出了根据本发明的一种电路的电路图,其中可控电压源被实现为具有内部电压源的支持四象限的转换装置,
图4示出了对于受控电压源的实现可与图3相当的一种电路,但是具有电感性地耦入的受控电压,
图5显示了根据本发明的一种电路的电路图,其中桥对角线支路中的有效电感在电感地耦入受控电压的情况下在初级侧实现,
图6显示了根据本发明的一种电路的电路图,其中受控电压源被实现为半桥输出级,
图7示出了根据本发明的另一电路的电路图,其中受控电压经由三绕组变压器以变压器的方式被耦入,
图8显示了根据本发明的具有电感性耦入的另一电路的电路图,
图9显示了根据本发明的根据图8的电路的电路图,其中共模抑制以电压控制的方式进行,
图10示出了三相运行的根据本发明的电路的示意性电路图。
具体实施方式
图1至10中所示的所有电路1用于对电负载进行仿真。该电负载应当在测试电路3的接口2处被仿真,以便测试测试电路3。测试电路3一般涉及待测试的控制器,其因此经常也被称为DUT(被测设备)。测试电路3至少具有第一开关4和第二开关5,电路1具有第三开关6和第四开关7,其中测试电路3的第一开关4和第二开关5经由共同的第一内部连接点8与测试电路3的接口2连接,第三开关6和第四开关7经由共同的内部连接点9相互连接。测试电路3的第一开关4和第二开关5在这里表示测试电路3的输出级,其中测试电路的这样的输出级经由感兴趣的接口2经常输出PWM电压信号,这些电压信号借助于包括两个开关的半桥产生,如也可以以这里所示的测试电路3实现的那样。电路的第三开关6和第四开关7能通过调节装置(在图中未示出)进行调节,尤其是根据测试电路3的第一开关4和第二开关5的运行进行调节。测试电路3的第一开关4和第二开关5相对于彼此锁定,即这些开关4、5不能同时具有相同的开关位置。同样,电路1的第三开关6和第四开关7也不能同时接通。
第一开关4和第三开关6经由第一外部连接点10相互连接,第二开关5经由第二外部连接点11与第四开关7连接。第一外部连接点10和第二外部连接点11被电压源30施加以供电电压UB,并且流经测试电路3的接头的实际电流iist流经在接口2和第二连接点9之间构成的桥对角线支路12。第一开关4、第二开关5、第三开关6和第四开关7因此与桥对角线支路12一起构成H桥电路。
为了能够实际上在测试电路3的接口2处对负载进行仿真,实际电流iist必须被调节到预给定值,这在图1至10中所示出的所有实施例中通过以下方式实现,即在桥对角线支路12中设置可控电压源13和桥对角线支路12中的有效电感14,并且实际电流iist能借助于作用于可控电压源13的电流控制单元15而被设置为预给定的额定电流isoll的值。
对于按照图1的实施例,可控电压源13直接设置在桥对角线支路12中,从而由可控电压源13提供的电压能直接经由电流耦合馈送到桥对角线支路12中。容易理解的是,通过改变由可控电压源13提供的电压可以直接影响桥对角线支路12中的电流流动,并且通过调节器能设置为预给定的额定电流isoll的值。
对于按照图2的电路,由可控电压源13提供的电压间接地经由电感耦合被耦入到桥对角线支路12中,其中电感耦合当前通过变压器16来实现。由电流控制单元15控制的电压源13影响变压器16的初级侧电流,其中变压器16将该电流-或经由初级侧获得的电流改变而产生的电压-在次级侧传输到桥对角线支路12中。因为完全原则上经由电感耦合只可能传输交流电流,所以以根据图2的间接作用的可控电压源13只可以影响桥对角线支路中电流的交流分量。于是,通过相对于测试电路3的第一开关4和第二开关5适当地连接电路的第一开关6和第二开关7来对在桥对角线支路12中流动的负载电流的直流分量进行调节,其中测试电路3的第一开关4和第二开关5的行为不在主动控制的意义上是能影响的,而是由测试电路3确定。此外,由可控电压源13提供的电压的电感耦入还实现在根据图4至9的实施例中。
图3和图4显示了以支持四象限的转换装置17对可控电压源的一种特殊实现,其中转换装置17具有内部电压源18。通过转换装置17的四象限能力,可以与支持四象限的转换装置17形式的可控电压源13是直接还是电感性地耦入桥对角线支路12无关地使内部电压源18在桥对角线支路12中以不同的定向发生作用。
支持四象限的转换设备17无论如何都具有第一开关19、第二开关20、第三开关21和第四开关22,其中第一开关19经由第一桥接头23与第二开关20连接,第二开关20与第四开关22连接,第四开关22经由第二桥接头24与第三开关21连接,第三开关21也与第一开关19连接,其中内部电压源18与第一开关19和第三开关21的公共连接点25连接,并且内部电压源18还与第二开关20和第四开关22的公共连接点26连接。
经由第一桥接头23和第二桥接头24,支持四象限的转换装置17有效地耦入到桥对角线支路12中。在根据图3的电路中,支持四象限的转换装置17不仅具有H桥电路,而且(如假定的那样)还具有由第一开关4、第二开关5、第三开关6和第四开关7构成的电路,从而所示的电路1可以总体地被称为级联的H桥电路。通过在同时断开转换装置17的第二开关20和第三开关21的情况下同时闭合转换装置17的第一开关19和第四开关22,内部电压源18可以在第一定向上耦入到桥对角线支路12中,并且在正好相反地断开或闭合开关19、20、21和22的情况下,内部电压源18可以以相反的定向耦入并作用到桥对角线支路12中。
为了补偿始终存在的电损耗并且为了以可控电压源13不再能够提供的更大的尺度改变流经测试电路3的接头2的负载电流,要求使用外部H桥电路,该外部H桥电路由测试电路3的第一开关4和第二开关5以及电路1的第一开关6和第二开关7以及由测试电路3的接头2与第二内部连接点19之间的桥对角线支路12构成。为此,电路1可以以功率交付或提供模式运行或者在功率中性运行中,其中对于功率中性运行,少量地仅仅通过可控电压源13结合电流控制单元15进行调节。为了实现功率中性运行,所示的电路1被设置为使得电路1的第三开关6与测试电路3的第一开关4同步被操作,并且电路1的第四开关7与测试电路3的第二开关5同步地被操作,其中测试电路3的第一开关4和电路1的第三开关6基本上以推挽的方式与测试电路3的第二开关5和电路1的第四开关7同步地被操作。在这种模式中,只能实现电压源30在其中不起作用的两个电流回路。
与此相反,对于所示的电路1,功率交付或提供运行通过以下方式实现,即电压源30有效地连接到桥对角线支路12中,即电路1的第三开关6与测试电路3的第一开关4不是同步地被开关或者电路1的第四开关7与测试电路3的第二开关5不是同步地被开关,而是以一定的延迟被开关,从而产生开关4和6或开关5和7的略微延迟的运行方式,并且因此实现开关4和7或5和6的在时间上重叠的运行方式。由此,电压源30始终与桥对角线支路12串联连接,并且因此-按照极性-在桥对角线支路12中电流降低或电流增加地发生作用。功率交付或提供运行当前在电流耦合可控电压源13的情况下以及在所示的将内部电压源18实现为电容器形式的能量存储器的情况下被用于对能量存储器进行充电或放电(也参见DE102008034199)。
在图1至4和6至9中,桥对角线支路12中的有效电感14分别被实现为线圈。但是在这里未示出的其他实施例中,在桥对角线支路12中的有效电感14寄生地被实现作为漏电感或线路电感(即根本不作为部件出现)就足够了。
在根据图5的实施例中,在桥对角线支路12中的有效电感14在初级侧在可控电压源13中被实现作为线圈,其中对于其当然的是,线圈不必须被构造为具有电压源13的单元,而是设置在可控电压源13作用于其中的电流回路中,如在图5中也示出的那样。
在根据图6的实施例中,可控电压源13不被实现为完整的H桥电路,而是被实现为具有两个内部电压源的半桥,该半桥在结构和控制方面与具有全桥的方案相比开销更少。
图7中所示的方案变体通过对在H桥电路的两个可能的电流回路中相应一个中流动的电流施加影响而影响桥对角线支路12中的电流,其中当前由于简单的结构而使用三绕组变压器26。由此避免了用于进行控制的变压器的初级侧处于跳变电势。
对于根据图8的电路,主动的共模抑制由控制装置27来实现,这也在根据图9的变体中实现,但是这里是通过使用施加于测试电路3的接口2上的电压,其中通过耦合电容器28导致直流分量的抑制。
在图10中原理性地示出了,根据本发明的用于对电负载进行仿真的电路1当然可以不仅单相地使用-即用于调节测试电路的仅仅一个接口或接口对上的单个电流路径,而是该电路即使在要仿真多相电负载这样的应用情形中也能容易地使用。这里,为每个要仿真的相设置根据本发明的用于对负载进行仿真的电路。如果要仿真的负载具有中心连接点(星形汇接点),则这些电路可以无问题地被使用。在这种情形中,仿真模型确保所有连接的相上的总电流等于零。
在图10中还示出了,电机的仿真模型50如何根据在相上测得的电压计算实际负载的电流以及如何将其作为电流额定值施加给根据本发明的电路1的实际负载部件51。根据本发明的电路1的实际负载部件51对应于多相的(在这里是三相的)设置而多重地(在这里是三重地)存在,并且与电路1的各自实现变体无关地基本上分别包括开关6和7、可控电压源13、有效电感14和电流控制单元15。其中,由仿真模型50产生的电流额定值对应于前面的实施例分别施加给包含在实际负载部件51中的电流控制单元15,该电流控制单元在相上对电流进行控制。

Claims (11)

1.一种用于对测试电路(3)的接口(2)处的电负载进行仿真的仿真电路,其中所述测试电路(3)至少包括第一开关(4)和第二开关(5),所述仿真电路(1)具有第三开关(6)和第四开关(7),所述测试电路(3)的第一开关(4)和第二开关(5)经由公共的第一内部连接点(8)与所述测试电路(3)的接口(2)连接,所述第三开关(6)和所述第四开关(7)经由公共的第二内部连接点(9)而相互连接,所述第一开关(4)和所述第三开关(6)经由第一外部连接点(10)而相互连接,所述第二开关(5)与所述第四开关(7)经由第二外部连接点(11)而相互连接,从而所述第一开关(4)、所述第二开关(5)、所述第三开关(6)和所述第四开关(7)构成H桥电路,所述第一外部连接点(10)和所述第二外部连接点(11)被电压源(30)施加以供电电压(UB),并且流经所述测试电路(3)的接口(2)的实际电流(iist)流经在所述接口(2)和所述第二连接点(9)之间构造的桥对角线支路(12),其中设置所述桥对角线支路(12)中的有效电感(14),其特征在于,
在所述桥对角线支路(12)中设置可控电压源(13),并且所述实际电流(iist)借助于作用于所述可控电压源(13)的电流控制单元(15)能被调节为预给定的额定电流(isoll)的值。
2.根据权利要求1的仿真电路,其特征在于,由所述可控电压源(13)提供的电压直接经由电流耦合被耦入到所述桥对角线支路(12)中。
3.根据权利要求1的仿真电路,其特征在于,由所述可控电压源(13)提供的电压间接地通过电感耦合被耦入到所述桥对角线支路(12)中,尤其是通过至少一个变压器(16)被耦入到所述桥对角线支路(12)中。
4.根据权利要求1至3之一的仿真电路,其特征在于,所述可控电压源(13)由具有内部电压源(18)、优选具有电容器的支持四象限的转换装置(17)实现,所述内部电压源(18)尤其是能量存储器。
5.根据权利要求4的仿真电路,其特征在于,所述支持四象限的转换装置(17)包括第一开关(19)、第二开关(20)、第三开关(21)和第四开关(22),所述第一开关(19)与所述第二开关(20)经由第一桥接口(23)连接,所述第二开关(20)与所述第四开关(22)连接,所述第四开关(22)与所述第三开关(21)经由第二桥接口(24)连接,所述第三开关(21)与所述第一开关(19)连接,其中所述内部电压源(18)与所述第一开关(19)和所述第三开关(21)的公共连接点(25)连接,并且与所述第二开关(20)和所述第四开关(22)的公共连接点(26)连接,尤其地,所述内部电压源(18)是电容器。
6.根据权利要求1至5之一所述的仿真电路,其特征在于,所述桥对角线支路(12)中的有效电感(14)被实现为线圈,和/或寄生地被实现为漏电感或线路电感。
7.根据权利要求6和3的仿真电路,其特征在于,所述桥对角线支路(12)中的有效电感(14)作为变压器(16)的漏电感存在,尤其是通过有针对性地设计为恒流变压器或次级绕组线圈。
8.根据权利要求1至7之一的仿真电路,其特征在于,在功率中性运行中,所述仿真电路被设置为使得所述仿真电路的第三开关(6)与所述测试电路的第一开关(4)同步地被操作,所述仿真电路的第四开关(7)与所述测试电路的第二开关(5)同步地被操作,其中所述测试电路(3)的第一开关(4)和所述仿真电路(1)的第三开关(6)推挽地与测试电路(3)的第二开关(5)和所述仿真电路(1)的第四开关(7)同步地被操作。
9.根据权利要求1至7之一的仿真电路,其特征在于,在功率交付或提供运行中,所述电压源(30)有效地被连接到所述桥对角线支路(12)中,尤其是通过以下方式:短暂地,所述仿真电路的第三开关(6)不与所述测试电路的第一开关(4)同步地开关,和/或所述仿真电路的第四开关(7)不与所述测试电路的第二开关(5)同步地开关,而是以一定延迟地开关。
10.根据权利要求9的仿真电路,其特征在于,使用所述功率交付或提供运行,以便在电感性地耦合所述可控电压源(13)与所述桥对角线支路(12)的情况下防止参与的线圈/变压器/漏电感的面临的磁饱和,尤其地,所述线圈/变压器/漏电感的主电感电流优选被调节为零。
11.根据权利要求9的仿真电路,其特征在于,使用所述功率交付或提供运行,以便在将可控电压源(13)电流地耦合到所述桥支路(12)中的情况下对能量存储器进行充电或放电,尤其地,所述可控电压源(13)被设计为支持四象限的转换装置,其中优选地,所述内部电压源被构造为电容器或电池形式的能量存储器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106353675A (zh) * 2016-09-09 2017-01-25 深圳市振邦智能科技有限公司 一种利用电感耦合方式的无源隔离开关检测装置
CN106575106A (zh) * 2014-08-15 2017-04-19 帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司 用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置和方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101420028B1 (ko) 2009-08-27 2014-07-15 다이니치 세이카 고교 가부시키가이샤 수계의 탄소 필러 분산 도공액, 도전성 부여 재료, 축전 장치용 전극판, 축전 장치용 전극판의 제조방법 및 축전장치
US8664921B2 (en) * 2011-08-04 2014-03-04 Tektronix, Inc. Means of providing variable reactive load capability on an electronic load
CN103092081B (zh) * 2012-12-28 2015-05-27 北京控制工程研究所 一种嵌入式电机及负载功率级模拟系统
US9645194B2 (en) 2014-03-05 2017-05-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Systems and methods for testing motor drives
JP6398263B2 (ja) * 2014-03-31 2018-10-03 シンフォニアテクノロジー株式会社 インバータ試験装置
SE541339C2 (en) * 2014-12-19 2019-07-16 Nok9 Ip Ab A mobile device tester for precise inductive power measurement and a calibration unit therefor
EP3196714B2 (de) 2016-01-19 2023-08-23 dSPACE GmbH Simulationsverfahren und simulationsvorrichtung
DE102016100771A1 (de) 2016-01-19 2017-07-20 Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh Simulationsvorrichtung und Verfahren zur Simulation
DE102016108933A1 (de) 2016-05-13 2017-11-16 Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh Simulationsverfahren und Simulationsvorrichtung
AT518368B1 (de) * 2016-02-15 2021-06-15 Omicron Electronics Gmbh Prüfgerät und Verfahren zum Prüfen einer Steuereinheit einer Schaltvorrichtung einer Schaltanlage
US10741094B2 (en) 2016-06-30 2020-08-11 Timpson Electrical & Aerial Services, LLC High voltage training device and system and method thereof
CN106919064A (zh) * 2017-04-18 2017-07-04 国网上海市电力公司 协同仿真接口设置方法
EP3462471B1 (en) * 2017-09-29 2022-04-13 Rockwell Automation Switzerland GmbH Safety switch
CN111123010A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 深圳市创荣发电子有限公司 一种模拟智能锁负载测试电路

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0393847A1 (en) * 1989-04-17 1990-10-24 Delco Electronics Corporation Method and apparatus for inductive load control with current simulation
CN1186376A (zh) * 1996-10-16 1998-07-01 株式会社日立制作所 半导体功率转换器件
US20010009374A1 (en) * 2000-01-20 2001-07-26 Kazuyuki Yagi Apparatus for measuring the ratio of electrical signals, electric component measuring instrument , method for calibrating electric component measuring instruments and method for measuring the ratio of electrical signals
US20020049577A1 (en) * 2000-09-06 2002-04-25 Wolfgang Scherr Current coupling for mixed circuit simulation
US6621301B1 (en) * 1999-06-09 2003-09-16 Robert Bosch Gmbh Pass-driver circuit for two-conductor bus-system
JP2005045981A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 三相交流負荷模擬装置
CN1591264A (zh) * 2003-08-21 2005-03-09 马维尔国际贸易有限公司 电压调节器
WO2007042228A1 (de) * 2005-10-07 2007-04-19 Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh Verfahren und vorrichtung zum simulieren einer elektrischen/elektronischen last
US7375986B2 (en) * 2004-02-25 2008-05-20 Newfrey Llc Method and device for producing an electric heating current, particularly for inductive heating of a workpiece

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3756837A (en) * 1972-04-04 1973-09-04 Lockheed Aircraft Corp Coating compositions using liquid drying vehicles
US4680537A (en) * 1985-04-12 1987-07-14 Conax Florida Corporation Method and apparatus for testing a conductivity sensing circuit
NL8601331A (nl) * 1986-05-26 1987-12-16 At & T & Philips Telecomm Zender voor isdn s-bus koppelvlakcircuit.
ATE89685T1 (de) 1986-12-22 1993-06-15 Acec Transport Sa Durch halbleiter unterstuetzter ultra-schneller schalter.
JP3183559B2 (ja) * 1992-05-13 2001-07-09 株式会社エヌエフ回路設計ブロック 交流電子負荷装置
US5805923A (en) * 1995-05-26 1998-09-08 Sony Corporation Configurable power management system having a clock stabilization filter that can be enabled or bypassed depending upon whether a crystal or can oscillator is used
US5949158A (en) * 1997-05-05 1999-09-07 Gerhard Kurz Method and arrangement for controlling the output of electrical consumers connected to an AC line voltage
EP1112504B1 (de) * 1998-09-09 2002-07-31 Siemens Aktiengesellschaft Diagnoseschaltung zur widerstands- und leckstrommessung mindestens eines elektrischen verbrauchers, insbesondere einer zündpille eines kraftfahrzeug-insassenschutzsystems, und entsprechend ausgelegtes insassenschutzsystem
DE19850001A1 (de) * 1998-10-30 2000-05-04 Mannesmann Vdo Ag Fehlerstromerkennung in Steuereinheiten
JP4800557B2 (ja) * 2000-08-12 2011-10-26 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 方形波パルスを形成するための回路装置
US6597138B2 (en) * 2001-08-01 2003-07-22 The Chamberlain Group, Inc. Method and apparatus for controlling power supplied to a motor
JP4043855B2 (ja) * 2002-06-10 2008-02-06 株式会社日立製作所 半導体集積回路装置
US7276954B2 (en) * 2002-06-26 2007-10-02 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Driver for switching device
US6798271B2 (en) * 2002-11-18 2004-09-28 Texas Instruments Incorporated Clamping circuit and method for DMOS drivers
DE10254481B3 (de) * 2002-11-19 2004-07-15 Metrax Gmbh Externer Defibrillator
US6809500B2 (en) * 2003-01-28 2004-10-26 Valence Technology, Inc. Power supply apparatuses and power supply operational methods
EP1450167A1 (de) * 2003-02-24 2004-08-25 ELMOS Semiconductor AG Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Widerstandswertes eines elektronischen Bauelements
JP2004325233A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
US20040239401A1 (en) * 2003-05-27 2004-12-02 Chi-Shun Liao Zero-voltage-switching full-bridge converter
CA2531416C (en) * 2003-07-09 2015-03-24 Isra-Juk Electronics Ltd. System, apparatus and method for detection of electrical faults
JP2005304210A (ja) * 2004-04-14 2005-10-27 Renesas Technology Corp 電源ドライバ装置及びスイッチング電源装置
US7091728B2 (en) * 2004-08-27 2006-08-15 Gencsus Voltage isolated detection apparatus and method
US7260486B2 (en) * 2004-09-22 2007-08-21 Endress + Hauser Flowtec Ag Method for operating and/or reviewing a magneto-inductive flow meter
JP4762553B2 (ja) 2005-01-05 2011-08-31 三菱電機株式会社 テキスト音声合成方法及びその装置、並びにテキスト音声合成プログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP5145219B2 (ja) 2005-07-06 2013-02-13 アイ.ビー.アイ イスラエル バイオメディカル イノベーションズ リミテッド 外科用ファスナ及びファスニング・デバイス
DE102005046993B3 (de) * 2005-09-30 2007-02-22 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Leistungssignals aus einem Laststrom
US20070279068A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Harres Daniel N Power diagnostic system and method
DE102006030821A1 (de) * 2006-06-30 2008-01-03 Braun Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Verbrauchers
US7602228B2 (en) * 2007-05-22 2009-10-13 Semisouth Laboratories, Inc. Half-bridge circuits employing normally on switches and methods of preventing unintended current flow therein
WO2009006633A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Mastercard International Incorporated Method and system for simulating a proximity-based transaction device
ATE459029T1 (de) 2007-10-10 2010-03-15 Silver Atena Electronic System Verfahren zur simulation eines elektromotors oder generators
EP2048343A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-15 Delphi Technologies, Inc. Detection of faults in an injector arrangement
US9093846B2 (en) * 2009-12-04 2015-07-28 National Semiconductor Corporation Methodology for controlling a switching regulator based on hardware performance monitoring
DE102010026919A1 (de) * 2010-07-13 2012-01-19 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Erfassung einer Schaltstellung einer Schalteinrichtung
CN102467091B (zh) * 2010-11-11 2017-03-01 帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司 具有故障仿真的电池模拟设备及方法
DE102010062838A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh Echtzeitfähige Batteriezellensimulation
JP5333619B2 (ja) * 2011-03-30 2013-11-06 株式会社デンソー 電圧検出装置および結合回路
DE102011117491B4 (de) * 2011-10-27 2013-10-17 Hagenuk KMT Kabelmeßtechnik GmbH Prüfvorrichtung von Kabeln zur Spannungsprüfung durch eine VLF-Spannung
JP5953077B2 (ja) * 2012-03-13 2016-07-13 東芝三菱電機産業システム株式会社 インバータ試験装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0393847A1 (en) * 1989-04-17 1990-10-24 Delco Electronics Corporation Method and apparatus for inductive load control with current simulation
CN1186376A (zh) * 1996-10-16 1998-07-01 株式会社日立制作所 半导体功率转换器件
US6621301B1 (en) * 1999-06-09 2003-09-16 Robert Bosch Gmbh Pass-driver circuit for two-conductor bus-system
US20010009374A1 (en) * 2000-01-20 2001-07-26 Kazuyuki Yagi Apparatus for measuring the ratio of electrical signals, electric component measuring instrument , method for calibrating electric component measuring instruments and method for measuring the ratio of electrical signals
US20020049577A1 (en) * 2000-09-06 2002-04-25 Wolfgang Scherr Current coupling for mixed circuit simulation
JP2005045981A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 三相交流負荷模擬装置
CN1591264A (zh) * 2003-08-21 2005-03-09 马维尔国际贸易有限公司 电压调节器
US7375986B2 (en) * 2004-02-25 2008-05-20 Newfrey Llc Method and device for producing an electric heating current, particularly for inductive heating of a workpiece
WO2007042228A1 (de) * 2005-10-07 2007-04-19 Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh Verfahren und vorrichtung zum simulieren einer elektrischen/elektronischen last

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106575106A (zh) * 2014-08-15 2017-04-19 帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司 用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置和方法
CN106575106B (zh) * 2014-08-15 2020-07-24 帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司 用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置和方法
CN106353675A (zh) * 2016-09-09 2017-01-25 深圳市振邦智能科技有限公司 一种利用电感耦合方式的无源隔离开关检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
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EP2310919B1 (de) 2014-12-24
EP2310919A1 (de) 2011-04-20
US20110133763A1 (en) 2011-06-09
WO2010010022A8 (de) 2010-12-29
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DE102008034109B4 (de) 2016-10-13

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