CN113965095A - 整流器组件 - Google Patents

整流器组件 Download PDF

Info

Publication number
CN113965095A
CN113965095A CN202110824590.XA CN202110824590A CN113965095A CN 113965095 A CN113965095 A CN 113965095A CN 202110824590 A CN202110824590 A CN 202110824590A CN 113965095 A CN113965095 A CN 113965095A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
terminal
component
assembly
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110824590.XA
Other languages
English (en)
Inventor
D·斯贝塞
T·菲森迈尔
F·迈尔
S·恩德雷斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of CN113965095A publication Critical patent/CN113965095A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/10—Arrangements incorporating converting means for enabling loads to be operated at will from different kinds of power supplies, e.g. from ac or dc
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

一种用于将交流电压整流成直流电压的整流器组件具有端子、电路组件、互连装置和中间电路，这些电路组件各自具有第一电路组件端子和第二电路组件端子，在这些电路组件端子之间设置有切换组件和与该切换组件串联连接的线圈，这些切换组件与该中间电路互连，并且该互连装置被设计成使得能够实现至少第一配置和第二配置，在该第一配置中，这些电路组件构成第一组和第二组，其中两个端子与该第一组的电路组件相连接、但不与该第二组的电路组件相连接，并且其中两个端子与该第二组的电路组件相连接、但不与该第一组的电路组件相连接；并且在该第二配置中，这些端子中的至少一个端子与所有电路组件相连接。

Description

整流器组件
技术领域
本发明涉及一种整流器组件。
背景技术
US 2015/0061606 A1示出了一种用于发电机的整流器，该发电机具有不同转速以及串联连接的多个无源整流器。
US 5,952,812 A示出了一种电感器或线圈，该电感器或线圈与整流器的输入端子并联连接。
US 2010/0220501 A1示出了一种整流器，该整流器在输出侧与两个并联互连的逆变器相连，这些逆变器各自为所指配的变压器馈电。
EP 2 567 857 A1示出了电压转换器的所有相藉由切换机构而互连。
EP 0 660 498 A2示出了Vienna整流器及其工作方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的整流器组件。
该目的通过下一段落描述的本发明的整流器组件来实现。
一种用于将交流电压整流成直流电压的整流器组件具有端子、电路组件、互连装置和中间电路，这些端子包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，该中间电路具有第一线路、第二线路和在该第一线路与该第二线路之间的至少一个电容器，这些电路组件各自具有第一电路组件端子和第二电路组件端子，在这些电路组件端子之间设置有切换组件和与该切换组件串联连接的线圈，其中该切换组件和该线圈在这些电路组件的第一电路组件端子与所指配的第二电路组件端子之间的顺序是各自相同的，这些切换组件与该第一线路和该第二线路互连，并且该互连装置被设计成使得能够实现至少第一配置和第二配置，在该第一配置中，这些电路组件构成第一组和第二组，其中该第一端子和该第四端子与该第一组的电路组件相连接、但不与该第二组的电路组件相连接，并且其中该第二端子和该第三端子与该第二组的电路组件相连接、但不与该第一组的电路组件相连接；并且在该第二配置中，这些端子中的至少一个端子与所有电路组件相连接。
因此，互连装置可以实现在端子与电路组件之间的不同配置。
第一配置可以实现经过电路组件的第一组或第二组的两条独立的电流路径。由此，这些端子上的最大电流比在单独的端子互连的情况下更低。由于例如在车辆中使用整流器组件的情况下端子藉由充电插头与充电桩相连接，因此充电插头可以被设计成用于单独的端子处的更低的最大电流。这减小了技术耗费和成本。
与第一配置不同的第二配置可以实现在所有电路组件处使用中性导体，这是因为至少一个端子与所有电路组件相连接。例如可以与所有第一电路组件端子、与所有第二电路组件端子、或与一半的第一电路组件端子并且与一半的第二电路组件端子进行连接。
根据一个优选的实施方式，在该第一电路组件端子与该第二电路组件端子之间的顺序如下：
-第一电路组件端子，
-切换组件，
-线圈，
-第二电路组件端子。
根据一个优选的实施方式，在该第一电路组件端子与该第二电路组件端子之间的顺序如下：
-第一电路组件端子，
-线圈，
-切换组件，
-第二电路组件端子。
根据一个优选的实施方式，该互连装置被设计成：在该第二配置中，将与所有电路组件相连接的该至少一个端子与这些电路组件中的一个电路组件的至少一个第一电路组件端子和这些电路组件中的另一个电路组件的至少一个第二电路组件端子连接。这可以实现对于一个电路组件在第一方向上使用中性导体，并且对于另一个电路组件在相反的第二方向上使用中性导体。
根据一个优选的实施方式，该互连装置被设计成使得能够实现第三配置，该第三配置与该第二配置相对应，其中这些端子中的至少两个端子与所有电路组件相连接。由此，在单相供电网络中，第一相可以与所有电路组件相连接，并且第二相或中性导体同样可以与所有电路组件相连接。其余的端子可以与上述端子接通或者可以不与其连接。
根据一个优选的实施方式，该互连装置被设计成使得能够实现第四配置，该第四配置与该第二配置相对应，其中该第四端子与所有电路组件相连接，并且该第一端子、该第二端子和该第三端子各自与这些电路组件的所指配的子集相连接。命名“第四配置”用于与其他配置进行区分而不意味着必须存在第三配置。第四配置可以实现以有利的方式将供电网络与多个相和中性导体连接。
根据一个优选的实施方式，在该第四配置中，该第一端子、该第二端子和该第三端子各自与这些电路组件的所指配的子集的至少一个第一电路组件端子和至少一个第二电路组件端子相连接。这可以实现在每个相中，在彼此相反的方向上使用两个电路组件。
根据一个优选的实施方式，在该第一组中的电路组件的数量与在该第二组中的电路组件的数量不同。这个措施实现了减少互连装置所需的开关。减少开关的数量一方面减小了电阻，并且另一方面降低了开关的成本。此外，当这些端子中的两个端子被设计成用于更高的电流时，这个实施方式是有利的。
根据一个优选的实施方式，在该第一组中的电路组件的数量与在该第二组中的电路组件的数量相同。由此，与在数量不同的情况下相比，可以更均匀地经由这些端子分配电流。
根据一个优选的实施方式，该整流器组件具有偶数数量的电路组件，并且在该第二配置中，与所有电路组件相连接的该至少一个端子在一半的电路组件中与该第二电路组件端子相连接、并且在另一半的电路组件中与该第一电路组件端子相连接。这可以实现在正常的方向上使用一半的电路组件，并且在相反方向上使用另一半的电路组件。
根据一个优选的实施方式，这些电路组件具有至少两个第一电路组件和至少两个第二电路组件，该至少两个第一电路组件各自藉由该第一电路组件端子或该第二电路组件端子与第一点电连接，该至少两个第二电路组件各自藉由该第一电路组件端子或该第二电路组件端子与第二点电连接，并且该互连装置被设计成使得能够实现选择性地使该第一点与该第二点电连接或者断开该电连接。互连装置的这种设计减少了对于不同配置所需的开关的数量。
根据一个优选的实施方式，该整流器组件具有至少六个电路组件。借助六个电路组件，可以实现用于单相和三相供电网络的大多数配置。额外的电路组件自然是可能的。
根据一个优选的实施方式，一个电路组件的每个第一电路组件端子均与另一个电路组件的至少一个第二电路组件端子固定连接，并且一个电路组件的每个第二电路组件端子均与另一个电路组件的至少一个第一电路组件端子固定连接。由此减少了用于互连装置所需的开关的数量。
根据一个优选的实施方式，该切换组件具有第一切换组件端子和第二切换组件端子，并且被设计成：
-能够实现从第一切换组件端子或第二切换组件端子向第一线路的电流，
-能够实现从第二线路向第一切换组件端子或第二切换组件端子的电流，
-在第一切换组件状态下，防止第一切换组件端子与第二切换组件端子之间的电流，以及
-在第二切换组件状态下，能够实现切换组件端子与切换组件端子之间的电流。
根据一个优选的实施方式，这些切换组件各自指配有电流调节器，该电流调节器用于调节流经切换组件的电流。由此可以限制端子处的最大电流。
附图说明
本发明的其他细节和有利的改进方案得自于以下描述的和在附图中示出的、不应以任何方式理解为对本发明的限制的实施例以及得自于优选的实施方式。在附图中：
图1示出具有电路组件和互连装置的整流器组件，
图2示出针对图1的整流器组件的电路组件的具有切换组件的第一实施方式，
图3示出针对图1的整流器组件的电路组件的具有切换组件的第二实施方式，
图4示出图1的互连装置的第一配置，
图5示出图1的互连装置的第二配置，
图6示出图1的互连装置的第三配置，
图7示出图2或图3的切换组件的第一实施方式，
图8示出图2或图3的切换组件的第二实施方式，以及
图9示出整流器组件的具有互连矩阵的另一个实施方式。
这些附图相关地且总体地描述。相同的附图标记表示相同的元件，并且通常仅对其说明一次。
具体实施方式
图1示出用于将交流电压整流成直流电压的整流器组件20。整流器组件20具有端子21、22、23、24和25，该整流器组件可以藉由这些端子与供电网络10相连接。在该实施例中，整流器组件20具有六个电路组件31、32、33、34、35和36，这些电路组件各自具有第一电路组件端子A和第二电路组件端子B。整流器组件20具有直流中间电路50，该直流中间电路具有第一线路51(DC+)、第二线路52(DC-)和在第一线路51与第二线路52之间的至少一个电容器61、62。第一线路51和第二线路52各自与电路组件31至36互连，并且这由电路组件中的命名DC+和DC-指明。
端子21经由抗干扰阻流圈211和开关221与点131相连接。端子22经由抗干扰阻流圈212和开关222与点132相连接。端子23经由抗干扰阻流圈213和开关223与点133相连接。端子24经由抗干扰阻流圈214和开关224与点134相连接。抗干扰阻流圈211、212、213和214用作高频干扰信号的滤波器。开关221、222、223和224可以实现将整流器组件20与供电网络10断开。抗干扰阻流圈211、212、213、214以及开关221、222、223和224不是强制必要的。
藉由端子25可以连接保护导体PE。
互连装置26具有开关251、252、253、254和255。
开关223的功能可以由开关251、252共同承担。
点131与电路组件31的第一电路组件端子A和电路组件32的第二电路组件端子B相连接。此外，点131经由开关253与点132相连接，并且经由开关254与点257相连接。
点132与电路组件33的第一电路组件端子A和电路组件34的第二电路组件端子B相连接。
点133经由开关251与点257相连接，并且经由开关252与点258相连接。
点257与电路组件35的第一电路组件端子A和电路组件36的第二电路组件端子B相连接。
点134与电路组件32和36的第一电路组件端子A相连接，并且与电路组件31和35的第二电路组件端子B相连接。此外，点134经由开关255与点258相连接。
第一线路51藉由电容器61与点260相连接，并且点260藉由电容器62与线路52相连接。电容器61、62也被称为中间电路电容器。点260经由开关261与点258连接。
图2示出电路组件31的第一实施例31A。在第一电路组件端子A与第二电路组件端子B之间串联连接有线圈91和切换组件92。在第一电路组件端子A与第二电路组件端子B之间的顺序如下：
-第一电路组件端子A
-线圈91
-切换组件92
-第二电路组件端子B。
切换组件92具有端子102、端子103、端子96和端子97。端子102与线圈91相连接，端子103与第二电路组件端子B相连接，端子96与线路51相连接，并且端子97与线路52相连接。
切换组件92具有(示意性地指明的)开关110，该开关可以实现端子102、103、96以及97之间的不同互连。
设置有控制装置99来使电路组件31A或31换向，并且该控制装置可以实现(示意性地指明的)提供例如脉冲激发的信号98。
图3示出电路组件31的另一个实施方式31B，其中线圈91和切换组件92的顺序互换了。因此顺序如下：
-第一电路组件端子A
-切换组件92
-线圈91
-第二电路组件端子B。
优选地，所有的电路组件31至36如电路组件31A一样形成，然而或者所有电路组件31至36如电路组件31B一样形成。
图2和图3的控制装置99优选地集成了电流调节器。由此，可以调节电路组件31至36中的电流，并且经过图1的相应端子21、22、23、24的电流由此还被限制在所调节的电流的总和内。
图4示例性地示出欧洲三相电流供电网络的可能的端子，其中供电网络的有源导体具有相L1、L2、L3和中性导体N。相L1与端子21相连接，相L2与端子22相连接，并且相L3与端子23相连接。中性导体N与端子24相连接。
互连装置26如下地互连：
开关251和开关255以传导的方式连接，并且开关252、253和254以不传导的方式连接。
通过这种配置得到端子21至24的以下互连：
端子21与电路组件31的第一电路组件端子A和电路组件32的第二电路组件端子B相连接。端子22与电路组件33的第一电路组件端子A和电路组件34的第二电路组件端子B相连接。端子23与电路组件35的第一电路组件端子A和电路组件36的第二电路组件端子B相连接。
端子24与电路组件32、34和36的第一电路组件端子A和电路组件31、33和35的第二电路组件端子B相连接。
开关261不是互连装置26的组成部分。藉由以传导的方式连接的开关261，中间电路50的点260与端子24以及因此与中性导体N相连接。这使得点260处的电势的波动较小。由此将点260设为中性导体N的电势，并且电容器61、62上的电压(该电压例如在线路51与52之间为800V)相对于中性导体N的电势保持在+/-400V。由此，在绝缘故障时，最大电压相对于中性导体N上的电势保持得相对较低，并且这提高了安全性。整流器组件20可能即使在没有开关261的情况下也发挥作用。较小的纹波电流以及因此还有较小的波动对中间电路的使用寿命有积极影响。
在进行整流时，电流主要在端子21至23处的相L1、L2和L3之间流动。与此相比，没有或仅有少量电流流经端子24处的中性导体N。在具有22kW的最大功率的三相电流供电网络中，最大32A的电流可以各自流经例如端子21、22和23。
图5示例性地示出具有相L1和中性导体N的欧洲单相电网的连接。相L1连接至端子21，并且中性导体N连接至端子24。所选择的配置如下：
开关253、254和255以传导的方式连接，并且开关251和252以不传导的方式连接。
这得到以下互连：
端子21与电路组件31、33和35的第一电路组件端子A和电路组件32、34和36的第二电路组件端子B相连接。
端子24与电路组件32、34和36的第一电路组件端子A和电路组件31、33和35的第二电路组件端子B相连接。
结果，所有电路组件31至36均可以用于进行整流，并且由此单独的电路组件31至36受到的压力较小并且较均匀地承受负载，并且这使得使用寿命提高。
开关261以传导的方式连接，以将中性导体N与点260连接。
在具有11kW的最大功率的单相供电网络中，48A的最大电流各自流经端子21和端子24。
图6示出US分相类型的供电网络的连接，该供电网络是具有三个导体的单相电网，其中第一相被称为HOT1，第二相被称为HOT2，并且保护导体被称为PE。相HOT2相对于相HOT1具有180°的相移。因此，这不是三相电网。
在这种情况下，互连装置26是如下地配置的：
开关252和254以传导的方式连接，并且开关251、253和255以不传导的方式连接。
端子21与电路组件31和35的第一电路组件端子A和电路组件32和36的第二电路组件端子B相连接。
端子22与电路组件33的第一电路组件端子A和电路组件34的第二电路组件端子B相连接。
端子23与电路组件34的第一电路组件端子A和电路组件33的第二电路组件端子B相连接。
端子24与电路组件32和36的第一电路组件端子A和电路组件31和35的第二电路组件端子B相连接。
在该实施例中，相HOT1可以被施加到端子21和22，并且相HOT2可以被施加到端子23和24。
结果，得到相HOT1与HOT2之间的电流的两条电流路径。一条电流路径经过电路组件31、32、35和36在端子21与端子24之间延伸。另一条电流路径经过电路组件33和34在端子22与端子23之间延伸。
因此，电路组件32、34和36和电路组件31、33和35在相反的方向上使用。这也可以被称为反向使用电路组件的一部分。与Vienna整流器相比，这种操控由于线圈91的不同位置而得到新的可能性，例如在相HOT1的正半波的情况下，可以经由一部分的电路组件向第一线路51进行馈送，并且可以经由其他的电路组件向线路52进行馈送。由此可以实现明显减小直流中间电路50中的纹波电流。电路组件和端子的这种配置通过互连装置得到所谓的Weissach整流器。
在试验中已得出，在图6的配置中，在US分相供电网络中整流器20在直流中间电路50中的电压纹波为在没有电路组件31至36的一部分的反转的情况下对应的Vienna整流器的电压纹波的约27％。
开关261以不传导的方式连接，因为没有提供中性导体N。
在单相-三导体供电网络(例如US分相类型)中，以19.2kW的最大功率获得端子21和24上的48A的最大电流以及端子22和23上的32A的最大电流。
相比于端子21与端子22的替代性的互连以及端子23与端子24的互连，这尤其是有利的。在这种互连中，端子21和22处的最大电流可能是总共80A，并且端子23和24处的最大电流可能同样是总共80A。然而可能不明确的是，总电流如何分配至单独的端子，并且这例如取决于端子21、22、23、24相互之间的电阻并且取决于开关的电阻和数量。因此例如可能出现的是，流经端子21的电流是70A，并且流经端子22的电流是10A。因此，端子21、22、23、24必须被设计成针对更高的最大电流，并且这是在技术上更复杂并且更昂贵的。与此相比，通过根据图6的实施例断开电流路径，保证最大电流低于80A。
在该实施例中，端子21和24各自藉由四个电路组件31、32、35、36相互连接，并且端子22和23各自藉由两个电路组件33、34相互连接。还可以实现的是，各自藉由三个电路组件来建立连接，并且因此进一步降低端子21和22处的最大电流。然而，具有各自三个电路组件的设计需要具有额外的开关的互连装置26。
图7示例性地示出切换组件92的一个实施方式。切换组件92是如在Vienna整流器中那样设计的。
切换组件92具有第一切换组件端子102、第二切换组件端子113、第一输出端96和第二输出端97。切换组件端子102、113也可以被称为桥式整流器端子。
切换组件92具有桥式整流器95和可控开关110，这如在下文将更详细地描述。
切换组件端子102籍由二极管103与点104相连，并且点104籍由二极管105与第一输出端96相连。切换组件端子102籍由二极管106与点107相连，并且点107籍由二极管108与第二输出端97相连。可控开关110被设置在点107与104之间。在该实施例中，开关110被设计为MOSFET，但例如也可以是其他电子开关(例如IGBT)。切换组件端子113籍由二极管111与点104相连并且籍由二极管112与点107相连。二极管103、105、106、108、111、112的阴极各自在朝向第一线路51或朝向第一输出端96的一侧连接，并且阳极各自在朝向第二线路52或第二输出端97的一侧连接。Vienna整流器的工作方式例如在EP 0 660 498 A2中描述。
当可控开关110在第一状态Z1下以不传导的方式连接时，桥式整流器95如同普通的桥式整流器一样起作用。电流可以从切换组件端子102、113经由二极管103、105、111流动至第一输出端96，并且电流可以从第二输出端97经由二极管108、106、112流动至切换组件端子102、113，原因在于对应的二极管在这些方向上在流通方向上切换。
相反地，当可控开关110在第二状态Z2下以传导的方式连接时，电流可以从切换组件端子102经由二极管103、可控开关110和二极管112流动至切换组件端子113；或者反向地，电流可以从切换组件端子113经由二极管111、可控开关110和二极管106流动至切换组件端子102。相应地，电流还可以继续从切换组件端子102和/或113流动至第一输出端51，和/或电流还可以继续从第二输出端52流动至切换组件端子102、113。
是否实际有电流流动取决于切换组件端子102、113和输出端96、97处的电压比。
当二极管103、104被布置在线圈91的一侧时，二极管111、112可以被设计得比二极管103、104更弱，原因在于这些二极管受到更小的负载。
图8示出切换组件92的另一个实施方式。该切换组件同样具有切换组件端子102、113、二极管103、105、106、108、111和112以及点104、107，它们设有与图7中相同的附图标记。图7的开关110已被两个开关110A、110B取代。开关110A与二极管111并联连接，并且开关110B与二极管112并联连接。二极管111、112可以被设计为相应的半导体开关110A、110B的集成的反向二极管，或者被设计为具有优选低流动电压的额外地并联连接的二极管(例如肖特基二极管)。优选地，线圈91相应被连接在桥式整流器端子102的一侧，从而使得二极管103、106在线圈91的一侧。这能够实现降低通过开关110A、110B的电流并且使这些开关的换向变得容易。此外，在该实施方式中，还可以使用没有集成的反向二极管的开关110A、110B，例如有利的IGBT开关。然而，两种变体均是可能的。
开关110A能够在传导的第二状态Z2下实现从点104至切换组件端子113的电流流动，并且开关110B能够在传导的第二状态Z2下实现从切换组件端子113至点107的电流流动。
在开关110A、110B的非传导的第一状态下，切换组件92的行为与图7的切换组件92的行为相同。在开关110A、110B的传导的第二状态下，切换组件92能够实现从切换组件端子102经由二极管103和开关110A至切换组件端子113的电流流动，或者从切换组件端子113经由开关110B和二极管106至切换组件端子102的电流流动。与图7的实施方式相比，该电路具有更低的传导损耗，原因在于并非如图7中在传导的开关110中那样两个二极管串联连接。
与图7的切换组件92相比，图8的切换组件92相对于切换组件端子102、113是不对称的。切换组件端子113可以被设置为指配给线圈91的桥式整流器端子113，然而或者切换组件端子102也是如此。第二个提到的变体(在线圈91的一侧的二极管103、106和桥式整流器端子102)在开关110A、110B处具有更低的损耗。
图7和图8的切换组件92的特征可以总结如下：
切换组件92被设计成，
-能够实现从切换组件端子102或切换组件端子113向线路51的电流，
-能够实现从线路52向切换组件端子102或切换组件端子113的电流，
-在第一切换组件状态Z1下，防止切换组件端子102与切换组件端子113之间的电流，以及
-在第二切换组件状态Z2下，能够实现切换组件端子102与切换组件端子113之间的电流。
优选地，切换组件92具有桥式整流器103、106、111、112和至少一个开关110或110A、110B，然而具有逻辑组件的更复杂的电路也是可能的。
图9示出整流器组件20的变体，其中互连装置26具有互连矩阵，该互连矩阵具有端子21、22、23、24与电路组件31至36的第一电路组件端子A和第二电路组件端子B的在很大程度上自由的互连。这种互连装置20可以实现已经示出的配置和其他配置中的每一种配置。示出的配置与图6的配置相对应，其中互连矩阵的以传导的方式连接的开关被展示为点。如可以看到的，针对所有可能的组合需要48个开关。相比之下，图1的互连装置26仅需要五个开关251、253、253、254和255。
当然，在本发明范围内可以有各种各样的变化和修改。
电路组件31至36可以各自并联连接有(未展示的)电容器，该电容器作为X电容器可以用作抗干扰滤波器的一部分。

Claims (13)

1.一种用于将交流电压(L1，L2，L3；HOT1，HOT2)整流成直流电压(DC+，DC-)的整流器组件(20)，
该整流器组件(20)具有端子(21，22，23，24)、电路组件(31，32，33，34，35，36)、互连装置(26)和中间电路(50)，
这些端子(21，22，23，24)包括第一端子(21)、第二端子(22)、第三端子(23)和第四端子(24)，该中间电路(50)具有第一线路(51)、第二线路(52)和在该第一线路(51)与该第二线路(52)之间的至少一个电容器(61，62)，
这些电路组件(31，32，33，34，35，36)各自具有第一电路组件端子(A)和第二电路组件端子(B)，在这些电路组件端子之间设置有切换组件(92)和与该切换组件(92)串联连接的线圈(91)，其中该切换组件(92)和该线圈(91)在这些电路组件(31，32，33，34，35，36)的第一电路组件端子(A)与所指配的第二电路组件端子(B)之间的顺序是各自相同的，
这些切换组件(92)与该第一线路(51)和该第二线路(52)互连，
并且该互连装置(26)被设计成使得能够实现至少第一配置和第二配置，
在该第一配置中，这些电路组件(31至36)构成第一组(31，32，35，36)和第二组(33，34)，
其中该第一端子(21)和该第四端子(24)与该第一组(31，32，35，36)的电路组件(31，32，35，36)相连接、但不与该第二组(32，34)的电路组件(33，34)相连接，并且其中该第二端子(22)和该第三端子(23)与该第二组(32，34)的电路组件(33，34)相连接、但不与该第一组(31，32，35，36)的电路组件(33，34)相连接；
并且在该第二配置中，这些端子(24；24，21)中的至少一个端子与所有电路组件(31至36)相连接。
2.根据权利要求1所述的整流器组件，其中在该第一电路组件端子(A)与该第二电路组件端子(B)之间的顺序如下：
-第一电路组件端子(A)，
-切换组件(92)，
-线圈(91)，
-第二电路组件端子(B)。
3.根据权利要求1所述的整流器组件，其中在该第一电路组件端子(A)与该第二电路组件端子(B)之间的顺序如下：
-第一电路组件端子(A)，
-线圈(91)，
-切换组件(92)，
-第二电路组件端子(B)。
4.根据前述权利要求之一所述的整流器组件(20)，其中该互连装置(26)被设计成：在该第二配置中，将与所有电路组件(31至36)相连接的该至少一个端子(24；24，21)与这些电路组件(31至36)中的一个电路组件的至少一个第一电路组件端子(A)和这些电路组件(31至36)中的另一个电路组件的至少一个第二电路组件端子(B)连接。
5.根据前述权利要求之一所述的整流器组件(20)，其中该互连装置(26)被设计成使得能够实现第三配置，该第三配置与该第二配置相对应，其中这些端子(24，21)中的至少两个端子与所有电路组件(31至36)相连接。
6.根据前述权利要求之一所述的整流器组件(20)，其中该互连装置(26)被设计成使得能够实现第四配置，该第四配置与该第二配置相对应，其中该第四端子(24)与所有电路组件(31至36)相连接，并且该第一端子(21)、该第二端子(22)和该第三端子(23)各自与这些电路组件(31至36)的所指配的子集(31，32；33，34；35，36)相连接。
7.根据权利要求6所述的整流器组件(20)，其中在该第四配置中，该第一端子(21)、该第二端子(22)和该第三端子(23)各自与这些电路组件(31至36)的所指配的子集(31，32；33，34；35，36)的至少一个第一电路组件端子(A)和至少一个第二电路组件端子(B)相连接。
8.根据前述权利要求之一所述的整流器组件，其中在该第一组(31，32，35，36)中的电路组件(31，32，35，36)的数量与在该第二组中的电路组件(33，34)的数量不同。
9.根据权利要求1至7之一所述的整流器组件，其中在该第一组中的电路组件(31，32，33)的数量与在该第二组中的电路组件(34，35，36)的数量相同。
10.根据前述权利要求之一所述的整流器组件，该整流器组件具有偶数数量的电路组件(31至36)，并且其中在该第二配置中，与所有电路组件(31至36)相连接的该至少一个端子(24；24，21)在一半的电路组件(32，34，36)中与该第二电路组件端子(B)相连接、并且在另一半的电路组件(31，33，35)中与该第一电路组件端子(A)相连接。
11.根据前述权利要求之一所述的整流器组件，其中这些电路组件(31至36)具有至少两个第一电路组件(31，32，33)和至少两个第二电路组件(34，35，36)，
该至少两个第一电路组件(31，32，35，36)各自藉由该第一电路组件端子(A)或该第二电路组件端子(B)与第一点(134)电连接，
该至少两个第二电路组件(33，34)各自藉由该第一电路组件端子(A)或该第二电路组件端子(B)与第二点(258)电连接，
并且其中该互连装置(26)被设计成使得能够实现选择性地使该第一点(134)与该第二点(258)电连接或者断开该电连接。
12.根据前述权利要求之一所述的整流器组件，该整流器组件具有至少六个电路组件(31至36)。
13.根据前述权利要求之一所述的整流器组件，其中
每个电路组件(31至36)的第一电路组件端子(A)均与另一个电路组件(31至36)的至少一个第二电路组件端子(B)固定连接，并且
其中每个电路组件(31至36)的第二电路组件端子(B)均与另一个电路组件(31至36)的至少一个第一电路组件端子(A)固定连接。
CN202110824590.XA 2020-07-21 2021-07-21 整流器组件 Pending CN113965095A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020119104.9A DE102020119104B3 (de) 2020-07-21 2020-07-21 Gleichrichteranordnung
DE102020119104.9 2020-07-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113965095A true CN113965095A (zh) 2022-01-21

Family

ID=77457392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110824590.XA Pending CN113965095A (zh) 2020-07-21 2021-07-21 整流器组件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11837967B2 (zh)
CN (1) CN113965095A (zh)
DE (1) DE102020119104B3 (zh)
FR (1) FR3112911B1 (zh)

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT406434B (de) 1993-12-23 2000-05-25 Ixys Semiconductor Gmbh Vorrichtung zur umformung eines dreiphasigen spannungssystems in eine vorgebbare, einen verbraucher speisende gleichspannung
US5952812A (en) 1996-11-26 1999-09-14 Nippon Soken, Inc. AC-DC power converting device
US7751212B2 (en) * 2007-04-23 2010-07-06 Raytheon Company Methods and apparatus for three-phase rectifier with lower voltage switches
KR20110110783A (ko) 2009-01-29 2011-10-07 브루사 일렉트로닉 아게 단상과 3상 동작을 위한 컨버터, ｄｃ 전압원 및 배터리충전기
EP2567857A1 (de) 2011-09-09 2013-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Energieversorgungssystem für ein Elektrofahrzeug
TWI524647B (zh) * 2013-04-03 2016-03-01 盈正豫順電子股份有限公司 多階交流／直流電力轉換方法及其裝置
CN103368231B (zh) * 2013-07-05 2015-03-11 华为技术有限公司 一种不间断电源电路
US9385645B2 (en) 2013-08-30 2016-07-05 Abb Technology Ag Methods and systems for electrical DC generation
CN104702097B (zh) * 2013-12-04 2017-11-24 台达电子企业管理（上海）有限公司 电源装置和通过电源装置产生电源的方法
WO2017093273A1 (de) * 2015-11-30 2017-06-08 Abb Schweiz Ag Stromrichter
DE102016123066A1 (de) * 2016-11-30 2018-05-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Ladevorrichtung
DE102016123924A1 (de) * 2016-12-09 2018-06-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Modulare Leistungselektronik zum Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs
CN110771024B (zh) * 2017-04-21 2022-12-06 Abb电动交通有限公司 用于对电力负载供电的变流器系统
US10396680B1 (en) * 2018-08-29 2019-08-27 Hamilton Sundstrand Corporation Direct current voltage regulation of permanent magnet generator
DE102018217599A1 (de) 2018-10-15 2020-04-16 Continental Automotive Gmbh Wandlerschaltung, Fahrzeugladeschaltung und Fahrzeugbordnetz
DE102018221969A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Continental Automotive Gmbh Ladeschaltung und Fahrzeugbordnetz mit Ladeschaltung
US10797582B1 (en) 2019-03-14 2020-10-06 Infineon Technologies Austria Ag Cross conduction protection in a voltage converter
DE102019106485B4 (de) 2019-03-14 2021-04-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Weissach-Gleichrichteranordnung
DE102020200794B4 (de) * 2020-01-23 2022-02-10 Vitesco Technologies GmbH Lade- und Heizschaltung

Also Published As

Publication number Publication date
FR3112911A1 (fr) 2022-01-28
DE102020119104B3 (de) 2021-09-16
US20220029554A1 (en) 2022-01-27
US11837967B2 (en) 2023-12-05
FR3112911B1 (fr) 2023-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10287030B2 (en) Converter with redundant circuit topology
CN111697847B (zh) Weissach整流器组件
EP2940845A1 (en) Converter for electric power
DK2828966T3 (da) Kredsløbsanordning og anordning af kondensatorer
NO340182B1 (no) Pulsmotstand
KR101636794B1 (ko) 고전압 전력 전송 시스템의 전류 억제 장치 및 그것의 제어 방법
EP2067229A1 (en) Conversion of ac lines to hvdc lines
CN211930497U (zh) 变换器模块和电压中间电路变换器
US10270366B2 (en) Device and method for generating a negative voltage for a high side switch in an inverter
CN111433989B (zh) 具有集成固态接触器和继电器的电动机控制系统及其操作方法
US11368084B2 (en) Current converter unit, transmission installation having a current converter unit, and method for fault management in a current converter unit
EP2858230A1 (en) Power conversion apparatus
CN113965095A (zh) 整流器组件
KR20200096719A (ko) 반도체 단락 회로 전도 손실을 감소시키기 위한 3-레벨 펄스 폭 변조 기술
JP7113950B2 (ja) 整流回路装置
CN109565944B (zh) 用于大功率变流器的相位模块
CN111769750A (zh) 整流器组件
JP2002044960A (ja) 電力変換装置
EP0223362B1 (en) Arrangement for switching rectified alternating current
CN113661643A (zh) 用于在多电平逆变器的交变电流输出端发生瞬态电压变化的情况下进行电流限制的方法以及多电平逆变器
JP7271788B2 (ja) 直流配電システム
EP4147338B1 (en) Electrical power converter with pre-charge mode of operation
US11689116B2 (en) Multilevel power converter with optimized topology
US11095203B2 (en) High-frequency line filter
FI128738B (en) Inverter device and method for controlling inverter device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination