CN106100406B - 获取指示逆变器交流电流的值的方法、相关电路和逆变器 - Google Patents

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Abstract

一种获取指示逆变器的逆变级可生成的AC电流的值的方法，逆变器包括：输出级，适于在操作上连接至一个或更多个AC电网或负载；至少第一和第二线路，用于在逆变级与输出级之间为AC电流提供路径；电流传感器，与第一和第二线路在操作上关联并且被配置成生成作为流入第一线路的AC电流与流入第二线路的AC电流之间的和的函数的信号。该方法包括：驱动逆变级以生成AC电流，使得AC电流在流入第一线路时包括在电流周期的前半段期间的第一高频纹波，并且在流入第二线路时包括在电流周期的后半段期间的第二高频纹波；通过传感器生成作为流入第一线路的AC电流与流入第二线路的AC电流之间的和的函数的信号；在前半段周期和后半段周期期间采样生成的信号的值。

Description

获取指示逆变器交流电流的值的方法、相关电路和逆变器
技术领域
本发明涉及用于通过获取指示逆变器的逆变级可生成的AC电流的电气值来测量这样的AC电流的值的方法。本发明还涉及适于用在执行以上方法的逆变器中的电路，并且涉及包括这样的电路的逆变器。
背景技术
众所周知，逆变器是用在有可再生能源应用例如太阳能应用或风能应用的若干技术领域中的电力电装置。
逆变器一般包括：
-输入级，具有适于在操作上连接至一个或更多个DC(直流)电源的连接部件；
-电力转换部件，适于将从DC源接收的DC电力转换成AC电力；以及
-输出级，具有适于在操作上连接至一个或更多个AC(交流)电网和/或负载的连接部件。
具体地，逆变器适于根据电网连接模式或者根据独立模式进行工作，在电网连接模式中逆变器借助于输出级连接至AC电网，在独立模式中逆变器借助于输出级连接至一个或更多个AC负载。
电力转换部件一般包括DC/DC转换级，例如升压器级，用于在输入中接收DC电力，该DC/DC转换级之后是逆变级，适于被控制部件驱动以生成AC电流。
第一线路和第二线路在逆变级与输出级之间为生成的AC电流限定电流路径。以这种方式，生成的AC电流可以：
-从逆变级流过第一线路到数据集，以使生成的AC电流可以到达并且流过连接至输出级的AC负载或电网；
-通过流入第二线路从AC负载或电网朝向逆变级返回。
根据已知的应用于单相逆变器的AC发电技术，控制部件适于以下述方式控制逆变级：
-生成的AC电流在流入第一线路的情况下包括在AC电流周期的前半段期间的第一高频纹波，但是不包括在AC电流周期的后半段期间的高频纹波内容；
-生成的AC电流在流入第二线路的情况下包括在AC电流周期的后半段期间的第二高频纹波，但是不包括在AC周期的前半段期间的高频纹波。
为了本申请的目的，术语“高频纹波”意指叠加至AC电流的正弦形态的、具有大于AC电流的正弦频率(如AC电网或负载所需的、典型具有50Hz或60Hz的值的正弦频率)的频率的周期性变化。
逆变器还包括滤波部件，根据已知的解决方案，该滤波部件适于在输出级处对流入第一线路和第二线路的AC电流的高频纹波内容进行滤波。以这种方式，流入第一线路和第二线路的AC电流的高频纹波不会流过连接至输出级的负载或电网。
用于通过值采样来测量生成的AC电流的解决方案也是已知的，例如，考虑到获取反馈电流测量结果以馈送控制算法，该控制算法对通过逆变级生成AC电流进行控制。
众所周知，以较高精度对具有高斜率的信号执行采样操作，高斜率诸如与AC电流的高频率纹波内容关联的高斜率。
为了甚至在这种情况下执行准确的采样，使用两个电流传感器，即分别与第一线路与第二线路在操作上关联的第一电流传感器和第二电流传感器。以这种方式，第一电流传感器可以响应于流入第一线路的AC电流而输出第一信号以及第二电流传感器可以响应于流入第二线路的AC电流而输出第二信号。
第一输出信号和第二输出信号具有与流入第一线路和第二线路的感测的AC电流的周期相同的周期。
此外，第一输出信号具有高频纹波，对应于在AC电流流入第一线路时在AC电流的每个前半段周期处的电流纹波；因此，可以在AC电流的每个前半段周期期间对第一输出信号进行合适地采样，其中，第一输出信号具有高斜率。
第二输出信号也具有高频纹波，对应于在AC电流流入第二线路时在AC电流的每个后半段周期处的电流纹波；因此，可以在AC电流的每个后半段周期期间对第二输出信号进行合适地采样，其中，第二输出信号具有高斜率。
使用两个电流传感器是昂贵的。
发明内容
有鉴于此，在当前技术状态下，虽然已知的解决方案以相当令人满意的方式执行，但是仍然存在进一步改进的原因和期望。
这样的期望通过用于获取指示逆变器的逆变级可生成的AC电流的值的方法来满足。该逆变器包括：
-输出级，适于在操作上连接至一个或更多个AC电网或负载；
-至少第一线路和第二线路，用于在逆变级与输出级之间为AC电流提供路径；
-电流传感器，与第一线路和第二线路在操作上关联并且被配置成生成作为流入第一线路的AC电流与流入第二线路的AC电流之间的和的函数的信号。
该方法包括：
a)驱动逆变级用于生成AC电流，使得AC电流在流入第一线路的情况下包括在AC电流的周期的前半段期间的第一高频纹波，以及使得所述AC电流在流入第二线路的情况下包括在AC电流的周期的后半段期间的第二高频纹波；以及
b)通过电流传感器生成作为在流入第一线路的AC电流与流入第二线路的AC电流之间的和的函数的信号；以及
c)在前半段周期和后半段周期期间对生成的信号的值进行采样。
本发明的另一方面在于提供一种用于控制逆变器的方法。该逆变器包括：
-逆变级，适于生成AC电流；
-输出级，适于电连接至一个或更多个AC电网或负载；
-至少第一线路和第二线路，用于在逆变级与输出级之间为AC电流提供路径；
-电流传感器，与第一线路和第二线路在操作上关联并且被配置成生成作为流入第一线路的AC电流与流入第二线路的AC电流之间的和的函数的信号。
该控制方法包括：
-通过执行如所附权利要求限定以及在以下描述中公开的获取方法来获取指示AC电流的值；
-使用所获取的值来提供用于对通过逆变级生成AC电流进行控制的反馈测量结果。
本发明的另一方面在于提供一种用于逆变器的电路，该逆变器包括至少逆变级和输出级，该逆变级适于生成AC电流，该输出级适于在操作上连接至一个或更多个AC电网或负载。该电路包括至少第一线路和第二线路，用于在逆变级与输出级之间为AC电流提供路径。该电路还包括电流传感器，其与第一线路和第二线路在操作上关联并且被配置成生成作为流入第一线路的AC电流与流入第二线路的AC电流之间的和的函数的信号。
本发明的另一方面在于提供一种逆变器，该逆变器包括至少：
-逆变级，适于生成AC电流；
-输出级，适于在操作上连接至一个或更多个AC电网或负载；
-控制部件，适于控制逆变级；
-如所附权利要求所限定以及在下述公开内容中公开的电路。
控制部件适于控制逆变级，使得AC电流在流入电路的第一线路的情况下包括在AC电流的周期的前半段期间的第一高频纹波，以及使得AC电流在流入第二线路的情况下包括在AC电流的周期的后半段期间的第二高频纹波。逆变器还包括用于在前半段周期和后半段周期期间对电流传感器生成的信号的值进行采样的部件。
本发明的最后一方面在于提供一种电子系统，该电子系统包括如所附权利要求所限定并且在以下描述中公开的逆变器那样的至少一个逆变器，该电子系统为例如发电厂(例如，太阳能发电厂或风力发电厂)。
附图说明
根据对借助附图仅以非限定性示例的方式说明的根据本发明的获取方法、控制方法、电路以及逆变器的优选的但非排他性的实施方式的描述，另外的特征和优点将变得更清楚，在附图中：
图1示出了根据本发明的逆变器的电气示意图；
图2示出了适用于驱动图1中示意性示出的逆变器的逆变级的信号；
图3示出了具有适于用在执行根据本发明的方法的逆变器中的电路元件的印刷电路板；
图4是适于用在根据本发明的逆变器中的电流传感器的侧视图；
图5示出了流入图1的逆变器的第一线路和第二线路的AC电流的波形，以及由与这样的第一线路和第二线路在操作上关联的电流传感器生成的输出信号的波形；
图6和图7示出了图5中示出的波形的缩放；
图8示出了描绘根据本发明的值获取方法的框图；以及
图9示出了描绘根据本发明的控制方法的框图。
应当注意，在下文的详细描述中，从结构和/或功能的视角来看，相同部件或相似部件具有相同的附图标记，不论它们是否被示出在本公开内容的不同的实施方式中；还应当注意，为了清楚地并且简明地描述本公开内容，可以不必按比例绘制附图并且可以以稍微示意性的形式示出本公开内容的某些特征。
此外，当在本文提及作为整体的任何部件、或者提及部件的任何部分、或者提及部件的整体组合、或者甚至提及部件的组合的任何部分的情况下使用术语“适于”或“布置”或“配置”或“适合”时，必需理解的是，这意味着并且相应地涵盖这样的术语涉及到的相关部件或相关部件的部分、或部件的组合或部件的组合的部分的结构和/或配置和/或形式和/或设置。
具体实施方式
参照图8和图9，本公开内容涉及用于获取指示逆变器1的逆变级10可生成的AC电流的值的方法100，并且涉及用于使用通过执行方法100所获取的值来控制AC发电的方法200。
本发明还涉及适于执行方法100和方法200的逆变器1。
图1与示例性单相逆变器1相关，该示例性单相逆变器1包括适于生成AC电流的逆变级10以及适于控制逆变级10以生成这样的AC电流的控制部件40。
逆变器1还包括DC输入级2，该DC输入级2适于从一个或更多个DC源3(例如，光伏模块或风力模块)接收DC电力并且适于将这样的DC电力提供给逆变级10以生成AC电流。
输入级2至少包括一对连接器4，所述一对连接器4适于在操作上连接至一个或更多个DC源3，以及DC/DC转换级5，优选地是DC/DC升压级5。
根据已知的公认的解决方案来实现输入级2，已知的公认的解决方案对本领域的技术人员而言是易于获得的并且因此在下文中不进一步公开。
逆变器1包括输出级20，该输出级20适于在操作上连接至与逆变器1可关联的一个或更多个AC负载和/或电网30。
根据图1中示出的示例性实施方式，输出级20包括至少两个连接器21，所述至少两个连接器21适于连接至可与逆变器1关联的用于接收AC电力的AC负载和/或电网30。
逆变器1还包括电路50，该电路50具有至少第一线路(为了简明起见在下文中被表示为“线路52”)和第二线路(为了简明起见在下文中被表示为“线路51”)以在逆变级10与输出级20之间为逆变级10自身生成的AC电流提供路径。
实际上，线路51和线路52直接或间接地在操作上连接至逆变级10和输出级20，使得逆变级10生成的AC可以：
-通过流入两个线路51、52中的一个线路朝向输出级20流动；以及
-通过流入两个线路51、52中的另外一个线路从输出级20朝向逆变级10返回。
例如，参照由图1中的虚线描绘的AC电流路径，驱动部件40可以以驱动逆变级10，使得所生成的AC电流：
-流过导向输出级20的线路51，以使所生成的AC电流可以进一步流动以到达并通过连接至输出级20的一个或更多个AC负载或电网30(AC电流在流入线路51的情况下在下文中用标记“I1”来表示，附图中也使用标记“I1”)；以及
-通过流入线路52从一个或更多个AC负载或电网30朝向逆变级10返回(AC电流在流入线路52的情况下在下文中用标记“I2”来表示，附图中也使用标记“I2”)。
参照图1，控制部件40适于控制逆变级10，使得：
-AC电流I2在流入线路52的情况下包括在AC电流周期T的前半段T1期间的高频纹波72，而不包括在后半段周期T2期间的高频纹波；
-AC电流I1在流入线路51的情况下包括在AC电流周期T的后半段T2期间的高频纹波71，而不包括在前半段周期T1期间的高频纹波。
参照图7，通过控制部件40，逆变器1因此适于执行获取方法100的步骤101。
该步骤101包括驱动逆变级10生成AC电流，使得：
-AC电流I2在流入线路52的情况下包括在AC电流周期T的前半段T1期间的高频纹波72，而不包括在后半段周期T2期间的高频纹波；
-AC电流I1在流入线路51的情况下包括在AC电流周期T的后半段T2期间的高频纹波71，而不包括在前半段周期T1期间的高频纹波。
在可以将这样的纹波71、72施加至连接至输出级20的一个或更多个AC负载或电网30之前，使用滤波部件以对生成的AC电流I1、I2的高频纹波71、72进行滤波。
优选地，逆变器1自身包括这样的滤波部件80、81、82、83。
在图1中示出的示例性实施方式中，逆变器1包括第一EMI LC滤波器，该第一EMILC滤波器具有与线路51在操作上关联的第一电感器80和第一电容器81，其中，第一电容器81被放置在输出级20处。逆变器1还包括第二EMI LC滤波器，该第二EMI LC滤波器具有与线路52在操作上关联的第二电感器82和第二电容器83，其中，第二电容器83被放置在输出级20处。优选地，电容器81、82连接至DC/DC转换级5的点85。
优选地，根据图1中示出的示例性实施方式，逆变级10包括彼此并联的至少第一电路分支12和第二电路分支11。
控制部件40适于在与要被生成的AC电流的前半段周期T1对应的持续时间内，根据第一预定开关周期TSW1来接通/断开电路分支12的至少一个开关装置15、16。
控制部件40还适于在与要被生成的AC电流的后半段周期T2对应的持续时间内，根据第二预定开关周期TSW2来接通/断开电路分支11的至少一个开关装置13、14。
优选地，第一开关周期TSW1具有与第二开关周期TSW2相同的持续时间。
因此，根据图1中示出的示例性实施方式的逆变器1适于执行方法100的步骤101，使得该步骤101包括：
-在与要被生成的AC电流的前半段周期T1对应的持续时间内，根据第一预定开关周期TSW1来接通/断开电路分支12的至少一个开关装置15、16；以及
-在与要被生成的AC电流的后半段周期T2对应的持续时间内，根据第二预定开关周期TSW2来接通/断开电路分支11的至少一个开关装置13、14。
接通/断开电路分支11的至少一个开关装置13、14引起在AC电流I1的后半段周期T2期间的高频纹波71，纹波71根据开关周期TSW2而是周期性的。
接通/断开电路分支12的至少一个开关装置15、16引起在AC电流I2的前半段周期T1期间的高频纹波72，纹波72根据开关周期TSW1而是周期性的。
在图1中示出的示例性实施方式中，电路分支12包括彼此串联连接的第一开关装置15和第二开关装置16，并且电路分支11包括彼此串联连接的第三开关装置13和第四开关装置14。
参照图1，控制部件40优选地适于分别借助于PWM(脉宽调制)信号S1和PWM信号S2来驱动第三开关装置13和第四开关装置14，PWM信号S1和PWM信号S2彼此相对并且两者都具有与开关周期TSW2对应的周期。
在与要被生成的AC电流的每个后半段周期T2相等的持续时间内，将PWM信号S1和PWM信号S2施加至开关装置13和14。
在这样的持续时间期间，控制部件40驱动开关装置15保持在接通状态下并且驱动开关装置16保持在断开状态下。
具体地，如图1中所示：
-在PWM信号S1的开关周期TSW2中的每个开关周期TSW2处，PWM信号S1在接通时间TON1(开关装置13处于接通状态)内处于高电平而在断开时间TOFF1(开关装置13处于断开状态)内处于低电平；以及
-在PWM信号S2的开关周期TSW2中的每个开关周期TSW2处，PWM信号S2在接通时间TON2(开关装置14处于接通状态)内处于高电平而在断开时间TOFF2(开关装置14处于断开状态)内处于低电平。
PWM信号S1和PWM信号S2是相对的，即，当PWM信号S1在相应的接通时间TON1期间处于高电平的同时PWM信号S2在相应的断开时间TOFF2期间处于低电平，以及当PWM信号S1在相应的断开时间TOFF1期间处于低电平的同时PWM信号S2在相应的接通时间TON2期间处于高电平。
参照图1，控制部件40还优选地适于分别借助于PWM信号S3和PWM信号S4来驱动开关装置15和开关装置16，PWM信号S3和PWM信号S4彼此相对并且两者都具有与开关周期TSW1对应的周期。
在与要被生成的AC电流的每个前半段周期T1相等的持续时间内，将PWM信号S3和PWM信号S4分别施加至开关装置15和16。
在这样的持续时间期间，控制部件40驱动开关装置13保持在接通状态下并且驱动开关装置14保持在断开状态下。
具体地，如图1中所示：
-在PWM信号S3的开关周期TSW1中的每个开关周期TSW1处，PWM信号S3在接通时间TON3(开关装置15处于接通状态)内处于高电平而在断开时间TOFF3(开关装置15处于断开状态)内处于低电平；
-在PWM信号S4的开关周期TSW1中的每个开关周期TSW1处，PWM信号S4在接通时间TON4(开关装置16处于接通状态)内处于高电平而在断开时间TOFF4(开关装置16处于断开状态)内处于低电平。
PWM信号S3和PWM信号S4是相对的，即，当PWM信号S3在相应的接通时间TON3期间处于高电平的同时PWM信号S4在相应的断开时间TOFF4期间处于低电平，以及当PWM信号S3在相应的断开时间TOFF3期间处于低电平的同时PWM信号S4在相应的接通时间TON4期间处于高电平。
因此，根据图1中示出的示例性实施方式的逆变器1适于执行方法100的步骤101，使得该步骤包括：
-分别借助于PWM信号S1和PWM信号S2来驱动开关装置13和开关装置14，PWM信号S1和PWM信号S2彼此相对并且都根据开关周期TSW2而是周期性的；以及
-分别借助于PWM信号S3和PWM信号S4来驱动开关装置15和开关装置16，PWM信号S3和PWM信号S4彼此相对并且都根据开关周期TSW1而是周期性的。
接通时间TON1与开关周期TSW2之间的比限定PWM信号S1的占空比；接通时间TON2与开关周期TSW2之间的比限定PWM信号S2的占空比；接通时间TON3与开关周期TSW1之间的比限定PWM信号S3的占空比；以及接通时间TON4与开关周期TSW1之间的比限定PWM信号S4的占空比。
如图2中所示，控制部件40适于改变在每个开关时间TSW1、TSW2处的PWM信号S1至S4的占空比。这种占空比的改变使得要被生成的AC电流基本上具有正弦形态，该正弦形态具有与AC负载或电网30的要求对应的正弦频率，典型为50Hz或60Hz。
以上公开的开关装置S1至S4的驱动技术适用于使示例性单相逆变器1的转换效率最优。
参照图1，包括线路51、52的电路50还包括一个电流传感器60。有利地，该传感器60与线路51、52在操作上关联并且被配置成生成作为流入线路51的AC电流I1与流入线路52的AC电流I2之间的和的函数的信号S。
参照图8，逆变器1适于借助于电路50执行方法100的步骤102。具体地，该步骤102包括生成作为流入线路51的AC电流I1与流入线路52的AC电流I2之间的和的函数的信号S。
图5示出了作为对由逆变级10生成并且流入线路51、52的AC电流的两个连续周期T的回应而由传感器60输出的信号S的示例。
由于信号S是流入线路51的AC电流I1与流入线路52的AC电流I2之间的和的函数，因此这样的信号S：
-保持由逆变级10生成并且流入线路51、52的AC电流的周期性；
-在后半段周期T2期间包含高频纹波73，高频纹波73是由于AC电流I1的高频纹波71而产生的；以及
-在前半段周期T1期间包含高频纹波74，高频纹波74是由于AC电流I2的高频纹波72而产生的。
参照由图1中的虚线示出的示例性电流路径，优选地布置线路51和线路52，使得在电流传感器60的输入处，AC电流I1沿着线路51的流动方向与AC电流I2沿着线路52的流动方向相同。
以这种方式，可以使用适于响应于由在传感器60的输入处并且通过传感器60的AC电流I1和AC电流I2的电磁组合产生的磁场而生成输出信号的电流传感器60。事实上，由于AC电流I1和AC电流I2在传感器60的输入处以及当流入传感器60时具有相同的方向，因此输出信号S是AC电流I1与AC电流I2之间的和的函数。这种类型的电流传感器的非限定性示例是霍尔电流传感器60，该霍尔电流传感器60适于基于流入线路51的电流I1与流入线路52的AC电流I2之和来在输出中生成电压信号S。
优选地，线路51和线路52分别包括仅通过图4中的虚线示意性地可视的至少导电轨53和导电轨54。具体地，参照图4的示例性实施方式，这些次级的导电轨53、54被放置在印刷电路板90(PCB)上并且彼此分离预定距离。
电流传感器60被安装在PCB90上并且包括连接部件61和连接部件62。有利地，连接部件61和连接部件62彼此分离最小距离D，使得连接部件61和连接部件62分别适于在操作上连接至导电轨53和导电轨54。
例如，在图4中示出的实施方式中，连接部件61包括至少第一管脚61a和第二管脚61b，而连接部件62包括至少第三管脚62a和第四管脚62b。
在所示出的管脚61a和管脚62b之间设计了最小距离D。根据导电轨53和54之间的预定距离确定这样的距离D的尺寸，使得管脚61a、62b的对可以电连接至导电轨53以及管脚62a、62b的对可以电连接至导电轨54。
即使在图4中未示出，在电流传感器60的(与示出的侧相对的)另一侧，连接部件61包括第五管脚和第六管脚，而连接部件62包括第七管脚和第八管脚。在第五管脚和第六管脚的对与第七管脚和第八管脚的对之间设计最小距离D，使得第五管脚和第六管脚以及第七管脚和第八管脚可以分别连接至线路51和线路52的相应的导电轨。
以这种方式，AC电流I1可以通过部件61的连接至线路51的相应的导电轨的管脚沿着传感器60通过，以及AC电流I2可以通过部件62的连接至线路52的相应的导电轨的管脚沿着传感器60通过。
根据图3中示出的示例性实施方式，在PCB 90上，还可以安装逆变器1的其他电气和/或电子元件，诸如例如，逆变级10的元件和/或升压级5的元件和/或电容器81、83和/或AC连接器21。
参照图8，方法100还包括在AC电流的每个前半段周期T1和每个后半段周期T2期间对生成的信号S的值V1至V4进行采样的步骤103。
这些采样值V1至V4是指示逆变级10生成的AC电流的获取值，可用于例如通过基于获取值的计算来获取指示生成的AC电流的进一步的值。
参照图6和图7中示出的示例，步骤103优选地包括：
-在前半段周期T1内，在每个开关周期TSW1的接通时间TON3的一半处和/或断开时间TOFF3的一半处对生成的信号S中的至少值V1、V2进行采样；
-在后半段周期T2内，在每个开关周期TSW2的接通时间TON1的一半处和/或断开时间TOFF1的一半处对生成的信号S中的至少值V3、V4进行采样。
更优选地，步骤103包括：
-在前半段周期T1内，在每个开关周期TSW1的接通时间TON3的一半处对生成的信号S的值V1进行采样和/或在每个开关周期TSW1的断开时间TOFF3的一半处对值V4进行采样；
-在后半段周期T2内，在每个开关周期TSW2的接通时间TON1的一半处对生成的信号S的值V3进行采样和/或在每个开关周期TSW2的断开时间TOFF1的一半处对值V4进行采样。
在这种情况下，方法100优选地还包括计算在前半段周期T1内的每个第二开关时间TSW1处采样的值V1、V2之间的平均值以及在后半段周期T2内的每个开关时间TSW2处采样的值V3、V4之间的平均值的步骤104。
使用采样值V3和V4计算的平均值是指示在每个开关时间TSW2期间流入线路51的平均AC电流I1的获取值。使用采样值V1和V2计算的平均值是指示在每个开关时间TSW1期间流入线路52的平均AC电流I2的获取值。
根据图1中示出的示例性实施方式，逆变器1包括采样部件300，该采样部件300适于执行方法步骤102，具体地是根据以上所公开的其优选的实现方式的方法102。
此外，例如在图1中示出的逆变器1包括适于执行方法步骤103的计算部件400。
参照图9，控制方法200包括执行用于获取指示所生成的AC电流的值的方法100的步骤201，以及将通过执行方法100而获取的值用作对通过逆变级10生成AC电流进行控制的反馈测量结果的步骤202。
为了执行方法步骤201，逆变器1的控制部件40适于将通过执行方法100而获取的值用作对通过逆变级10生成AC电流进行控制的反馈测量结果。
例如，控制部件40适于将在每个开关时间TSW1处采样的值V1与V2之间的平均值以及在每个第二开关时间TSW2处采样的值V3与V4之间的平均值用作反馈测量结果。
以这种方式，在每个第一开关时间TSW1处，控制部件40适于接收指示在开关时间TSW1期间的AC平均电流的值，并且控制部件40适于将该接收的值用于根据期望的电流目标值来调节PWM信号S3和S4的随后的占空比。
在每个第二开关时间TSW2处，控制部件40适于接收指示在第二开关时间TSW2期间的AC平均电流的值，并且控制部件40适于将该接收的值用于根据期望的电流目标值来调节PWM信号S1和S2的随后的占空比。
实际上，已看出电路50以及相关逆变器1和方法100、200是如何实现相对于已知的解决方案的一些改进。
具体地，在逆变器1中使用的电路50允许通过使用仅一个电流传感器60来执行方法100、200。
因此，在获取与逆变器1生成的AC电流关联的值时保持良好的精度的情况下，大幅度降低了成本。
事实上，即使流入线路51的AC电流I1仅在后半段周期T2期间包括高频纹波内容71以及流入线路52的AC电流I2仅在前半段周期T1期间包括高频纹波内容72，电流传感器60输出的信号S仍在前半段周期T1和后半段周期T2两者中包括高频纹波73和74。
以这种方式，可以在前半段周期T1和后半段周期T2两者期间优选地在每个第一开关时间TSW1处以及在每个第二开关时间TSW2处对信号S进行有利地采样，其中，信号S具有高斜率的纹波73，74(提高采样精度的高斜率)。
因此构想的电路50、逆变器1和方法100、200还易于修改和变型，所有修改和变型都在如由所附权利要求具体限定的发明概念的范围内。
例如，即使图1中示意性示出的示例性逆变器1是单相逆变器1，在多相逆变器的每个相中将如以上描述中所描述的技术的驱动技术用于生成AC电流的情况下，根据本发明的逆变器1也可以是多相逆变器1。
例如，电流传感器60可以是能够与第一线路51和第二线路52在操作上关联以生成作为流入线路51的AC电流I1与流入线路52的AC电流I2之间的和的函数的信号S的任何传感器60。
控制部件40优选地包括一个或更多个数字信号处理器(DSP)。附加地或替代地，控制部件40可以包括：微控制器、微计算机、迷你计算机、光学计算机、复杂指令集计算机、专用集成电路、精简指令集计算机、模拟计算机、数字计算机、固态计算机、单片机或任何前述的组合。
即使在图1中示出的示例性实施方式中，控制部件40、采样部件300以及计算部件400被示出为在操作上彼此连接的分立的元件，所有这些元件或所有这些元件的一部分也可以集成在单个电子单元或电路中。
实际上，可以使用其他技术上等同的元件来代替所有零部件/部件；实际上，材料的类型和尺寸可以是根据需要以及根据技术状态的任何类型和尺寸。

Claims (15)

1.一种用于获取指示逆变器(1)的逆变级(10)能够生成的交流电流的值的方法(100)，所述逆变器包括：
-输出级(20)，所述输出级(20)适于在操作上连接至一个或更多个交流电网或负载(30)；
-至少第一线路(52)和第二线路(51)，所述至少第一线路(52)和第二线路(51)用于在所述逆变级(10)与所述输出级(20)之间为所述交流电流提供路径；
-电流传感器(60)，所述电流传感器(60)与所述第一线路(52)和所述第二线路(51)在操作上关联；
其中，设置滤波部件以对沿着所述第一线路和所述第二线路流动的交流电流(I2，I1)的高频纹波进行滤波，
其中，所述电流传感器被配置成生成作为流入所述第一线路(52)的交流电流(I2)与流入所述第二线路(51)的交流电流(I1)的和的函数的信号(S)，所述第一线路和所述第二线路被布置成：在所述电流传感器的输入处，沿着所述第一线路和所述第二线路流动的交流电流(I2，I1)具有相同的方向；
所述方法包括：
a)驱动(101)所述逆变级(10)以生成所述交流电流，使得所述交流电流(I2)在流入所述第一线路(52)的情况下包括在交流电流的周期(T)的前半段(T1)期间的第一高频纹波(72)，以及使得所述交流电流(I1)在流入所述第二线路(51)的情况下包括在交流电流的周期(T)的后半段(T2)期间的第二高频纹波(71)；
b)通过所述电流传感器(60)生成(102)作为流入所述第一线路(52)的交流电流(I2)与流入所述第二线路(51)的交流电流(I1)的和的函数的所述信号(S)；以及
c)在所述周期(T)的前半段(T1)和所述周期(T)的后半段(T2)期间对生成的所述信号(S)的值(V1，V2，V3，V4)进行采样(103)。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述逆变级(10)包括彼此并联的至少第一电路分支(12)和第二电路分支(11)，以及其中，所述步骤a)包括：
-在与所述周期(T)的前半段(T1)对应的持续时间内，根据第一预定开关周期(TSW1)来接通/断开所述第一电路分支的至少一个开关装置(15，16)；
-在与所述周期(T)的后半段(T2)对应的持续时间内，根据第二预定开关周期(TSW2)来接通/断开所述第二电路分支的至少一个开关装置(13，14)；
以及其中，所述步骤c)包括：
-在所述周期(T)的前半段(T1)内，在每个第一预定开关周期(TSW1)期间对生成的所述信号(S)的至少一个值(V1，V2)进行采样；以及
-在所述周期(T)的后半段(T2)内，在每个第二预定开关周期(TSW2)期间对生成的所述信号(S)的至少一个值(V3，V4)进行采样。
3.根据权利要求2所述的方法(100)，其中，所述第一电路分支的所述至少一个开关装置包括串联连接的至少第一开关装置(15)和第二开关装置(16)，其中，所述第二电路分支的至少一个开关装置包括串联连接的至少第三开关装置(13)和第四开关装置(14)，以及其中，
-所述接通/断开所述第一电路分支的所述至少一个开关装置包括分别借助于第一脉宽调制信号(S3)和第二脉宽调制信号(S4)来驱动所述第一开关装置(15)和所述第二开关装置(16)，所述第一脉宽调制信号(S3)和所述第二脉宽调制信号(S4)彼此相对并且具有与所述第一预定开关周期(TSW1)对应的时间周期；以及
-所述接通/断开所述第二电路分支的至少一个开关装置包括分别借助于第三脉宽调制信号(S1)和第四脉宽调制信号(S2)来驱动所述第三开关装置(13)和所述第四开关装置(14)，所述第三脉宽调制信号(S1)和所述第四脉宽调制信号(S2)彼此相对并且具有与所述第二预定开关周期(TSW2)对应的时间周期。
4.根据权利要求3所述的方法(100)，其中，所述第一预定开关周期(TSW1)和所述第二预定开关周期(TSW2)均包括接通时间(TON3，TON4；TON1，TON2)和断开时间(TOFF3，TOFF4；TOFF1，TOFF2)，以及其中，所述步骤c)包括：
-在所述周期(T)的前半段(T1)内，在每个第一预定开关周期(TSW1)的所述接通时间(TON3)的一半处和/或所述断开时间(TOFF3)的一半处对生成的所述信号(S)的至少值(V1，V2)进行采样；以及
-在所述周期(T)的后半段(T2)内，在每个第二预定开关周期(TSW2)的所述接通时间(TON1)的一半处和/或所述断开时间(TOFF1)的一半处对生成的所述信号(S)的至少值(V3，V4)进行采样。
5.根据权利要求4所述的方法(100)，其中，所述步骤c)包括：
-在所述周期(T)的前半段(T1)内，在每个第一预定开关周期(TSW1)的所述接通时间(TON3)的一半处对生成的所述信号(S)的第一值(V1)进行采样以及在每个第一预定开关周期(TSW1)的所述断开时间(TOFF3)的一半处对生成的所述信号(S)中的第二值(V2)进行采样；以及
-在所述周期(T)的后半段(T2)内，在每个第二预定开关周期(TSW2)的所述接通时间(TON1)的一半处对生成的所述信号(S)的第三值(V3)进行采样以及在每个第二预定开关周期(TSW2)的所述断开时间(TOFF1)的一半处对生成的所述信号(S)的第四值(V4)进行采样；
以及其中，所述方法(100)还包括：
d)计算(104)所述第一值(V1)与所述第二值(V2)之间的平均值以及所述第三值(V3)与所述第四值(V4)之间的平均值。
6.一种用于控制逆变器(1)的方法(200)，所述逆变器(1)包括：
-逆变级(10)，所述逆变级(10)适于生成交流电流；
-输出级(20)，所述输出级(20)适于电连接至一个或更多个交流电网或负载(30)；
-至少第一线路(52)和第二线路(51)，所述至少第一线路(52)和第二线路(51)用于在所述逆变级(10)与所述输出级(20)之间为所述交流电流提供路径；以及
-电流传感器(60)，所述电流传感器(60)与所述第一线路(52)和所述第二线路(51)在操作上关联；
其中，设置滤波部件以对沿着所述第一线路和所述第二线路流动的交流电流(I2，I1)的高频纹波进行滤波；
其中，所述电流传感器(60)被配置成生成作为流入所述第二线路(51)的交流电流(I1)与流入所述第一线路(52)的交流电流(I2)的和的函数的信号(S)，所述第一线路和所述第二线路被布置成:在所述电流传感器的输入处，沿着所述第一线路和所述第二线路流动的交流电流(I2，I1)具有相同的方向；
所述方法(200)包括：
-通过执行根据前述权利要求中的一项或更多项所述的方法(100)来获取(201)指示所述交流电流的值；
-使用(202)所获取的值来提供用于控制通过所述逆变级(10)生成交流电流的反馈测量结果。
7.一种用于逆变器(1)的电路(50)，所述逆变器(1)包括至少逆变级(10)和输出级(20)，所述逆变级(10)适于生成交流电流，所述输出级(20)适于在操作上连接至一个或更多个交流电网或负载(30)，所述电路(50)包括：
-至少第一线路(52)和第二线路(51)，所述至少第一线路(52)和第二线路(51)用于在所述逆变级(10)与所述输出级(20)之间为所述交流电流提供路径，
-电流传感器(60)，所述电流传感器(60)与所述第一线路(52)和所述第二线路(51)在操作上关联；
其中设置滤波部件以对沿着所述第一线路和所述第二线路流动的交流电流(I2，I1)的高频纹波进行滤波；
其中，所述电流传感器(60)被配置成生成作为流入所述第一线路(52)的交流电流(I2)与流入所述第二线路(51)的交流电流(I1)的和的函数的信号(S)，所述第一线路和所述第二线路被布置成:在所述电流传感器的输入处，沿着所述第一线路和所述第二线路流动的交流电流(I2，I1)具有相同的方向。
8.根据权利要求7所述的电路(50)，其中，
-所述第一线路(52)和所述第二线路(51)分别包括至少第一导电轨(54)和第二导电轨(53)，所述第一导电轨(54)和所述第二导电轨(53)被限定在印刷电路板(90)中并且彼此分离预定距离；以及
-所述电流传感器(60)包括第一连接部件(62)和第二连接部件(61)，所述第一连接部件(62)和所述第二连接部件(61)彼此分离，使得所述第一连接部件(62)和所述第二连接部件(61)适于分别在操作上连接至所述第一导电轨(54)和所述第二导电轨(53)。
9.一种逆变器(1)，包括至少：
-逆变级(10)，所述逆变级(10)适于生成交流电流；
-输出级(20)，所述输出级(20)适于在操作上连接至一个或更多个交流电网或负载(30)；
-控制部件(40)，所述控制部件(40)适于控制所述逆变级(10)；
其特征在于，所述逆变器(1)包括根据前述权利要求7或8所述的电路(50)，其中，所述控制部件(40)适于控制所述逆变级(10)，使得交流电流(I2)在流入所述电路(50)的第一线路(52)的情况下包括在交流电流的周期(T)的前半段(T1)期间的第一高频纹波(72)，以及使得交流电流(I1)在流入所述电路(50)的第二线路(51)的情况下包括在交流电流的周期(T)的后半段(T2)期间的第二高频纹波(71)，以及其中，所述逆变器包括用于在所述周期(T)的前半段(T1)和所述周期(T)的后半段(T2)期间对由所述电流传感器(60)生成的所述信号(S)的值进行采样的部件(300)。
10.根据权利要求9所述的逆变器(1)，其中，所述逆变级(10)包括彼此并联的至少第一电路分支(12)和第二电路分支(11)，以及其中，所述控制部件(40)适于：
-在与所述周期(T)的前半段(T1)对应的持续时间内，根据第一预定开关周期(TSW1)来接通/断开所述第一电路分支的至少一个开关装置(15，16)；
-在与所述周期(T)的后半段(T2)对应的持续时间内，根据第二预定开关周期(TSW2)来接通/断开所述第二电路分支的至少一个开关装置(13，14)；
以及其中，用于采样的所述部件(300)适于：
-在所述周期(T)的前半段(T1)内，在每个第一预定开关周期(TSW1)期间对生成的所述信号(S)的至少一个值(V1，V2)进行采样；以及
-在所述周期(T)的后半段(T2)内，在每个第二预定开关周期(TSW2)期间对生成的所述信号(S)的至少一个值(V3，V4)进行采样。
11.根据权利要求10所述的逆变器(1)，其中，所述第一电路分支的所述至少一个开关装置包括串联连接的至少第一开关装置(15)和第二开关装置(16)，其中，所述第二电路分支的至少一个开关装置包括串联电连接的至少第三开关装置(13)和第四开关装置(14)，以及其中，所述控制部件(40)适于：
-分别借助于第一脉宽调制信号(S3)和第二脉宽调制信号(S4)来驱动所述第一开关装置(15)和所述第二开关装置(16)，所述第一脉宽调制信号(S3)和所述第二脉宽调制信号(S4)彼此相对并且具有与所述第一预定开关周期(TSW1)对应的周期；以及
-分别借助于第三脉宽调制信号(S1)和第四脉宽调制信号(S2)来驱动所述第三开关装置(13)和所述第四开关装置(14)，所述第三脉宽调制信号(S1)和所述第四脉宽调制信号(S2)彼此相对并且具有与所述第二预定开关周期(TSW2)对应的周期。
12.根据权利要求11所述的逆变器(1)，其中，所述第一预定开关周期(TSW1)和所述第二预定开关周期(TSW2)均包括接通时间(TON3，TON4；TON1，TON2)和断开时间(TOFF3，TOFF4；TOFF1，TOFF2)，以及其中，用于采样的所述部件(300)适于：
-在所述周期(T)的前半段(T1)内，在每个第一预定开关周期(TSW1)的所述接通时间(TON3)的一半处和/或所述断开时间(TOFF3)的一半处对生成的所述信号(S)的至少值(V1，V2)进行采样；以及
-在所述周期(T)的后半段(T2)内，在每个第二预定开关周期(TSW2)的所述接通时间(TON1)的一半处和/或所述断开时间(TOFF1)的一半处对生成的所述信号(S)的至少值(V3，V4)进行采样。
13.根据权利要求12所述的逆变器(1)，其中，用于采样的所述部件(300)适于：
-在所述周期(T)的前半段(T1)内，在每个第一预定开关周期(TSW1)的所述接通时间(TON3)的一半处对生成的所述信号(S)的第一值(V1)进行采样以及在每个第一预定开关周期(TSW1)的所述断开时间(TOFF3)的一半处对生成的所述信号(S)的第二值(V2)进行采样；以及
-在所述周期(T)的后半段(T2)内，在每个第二预定开关周期(TSW2)的所述接通时间(TON1)的一半处对生成的所述信号(S)的第三值(V3)进行采样以及在每个第二预定开关周期(TSW2)的所述断开时间(TOFF1)的一半处对生成的所述信号(S)的第四值(V4)进行采样；
以及其中，所述逆变器(1)包括用于计算采样的所述第一值(V1)与采样的所述第二值(V2)的平均值以及采样的所述第三值(V3)与采样的所述第四值(V4)的平均值的部件(400)。
14.根据权利要求9至13中的任一项所述的逆变器(1)，其中，所述控制部件(40)适于使用采样值来获得反馈测量结果，以便控制通过所述逆变级(10)生成交流电流。
15.一种电子系统，其特征在于，所述电子系统包括至少一个根据权利要求9至14中的任一项所述的逆变器(1)。
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