CN115485963A - 用于逆变器的监控单元 - Google Patents

Abstract

为了保护逆变器(1)免受被禁止的开关状态，设置有具有监控输入端(40)和监控输出端(41)的监控单元(4)，其中，所述监控输入端(40)与所述控制输出端(51)连接，以便接收所述开关模式(SM)，并且所述监控输出端(41)与所述功率开关(S1+、S2+、S1‑、S2‑)连接。所述监控单元(4)被设计成将从第一开关模式(SM)到第二开关模式(SM)的过渡与一定数量的被禁止的过渡和/或与一定数量的被允许的过渡进行比较，并且在与被禁止的过渡中的一个过渡一致的情况下和/或在与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下阻止所述第二开关模式(SM)并且在与所述一定数量的被禁止的过渡有偏差的情况下和/或在与被允许的过渡中的一个过渡一致的情况下将所述第二开关模式(SM)通过所述监控输出端(41)输出给所述功率开关(S1+、S2+、S1‑、S2‑)。

Description

用于逆变器的监控单元

技术领域

本发明涉及一种用于将输入直流电压转换为至少一个输出交流电压的逆变器，该逆变器包括一定数量的功率开关并且包括控制单元，该控制单元被设计成通过控制输出端来输出用于功率开关的开关模式。此外，本发明涉及一种用于运行逆变器的方法，所述逆变器包括一定数量的功率开关，其中，控制单元输出用于所述功率开关的开关模式，以将输入直流电压转换为至少一个输出交流电压。

背景技术

逆变器也被称为反相器并且是直流电流/交流电流转换器。这意味着，逆变器将输入直流电压转换为输出交流电压。在此，在输入端上设置有直流电压源、例如在发电机运行中的光伏设备，该直流电压源提供输入直流电压。直流电压转换器也可以连接在光伏设备与逆变器的输入端之间，以便使PV设备在最佳工作点中运行。输入直流电压被施加到直流电压/交流电压桥的桥输入侧。此外，在逆变器的输入端上可以设置电容式中间电路，在该电容式中间电路上同样施加输入直流电压。输出交流电压施加在直流电压/交流电压桥(其因此是逆变器的输出端)的桥输出侧上并且还可以提供给交流电压网。此外，在该逆变器的输出端处可以设置有时钟滤波器和/或电网滤波器。逆变器也可以被设计成双向的，这意味着，输出交流电压也可以被转换为输入直流电压。

如果逆变器构造为多级反相器，则直流电压/交流电压桥具有至少一个上半桥和至少一个下半桥。每个半桥包括至少两个经由连接点连接的功率开关、例如IGBT或MOSFET，这些功率开关分别处于开关状态中、也就是说断开或闭合。上半桥产生输出交流电压的正半波并且下半桥产生输出交流电压的负半波。

逆变器可以包括一个或多个相分支，其中，在多相的多级反相器中，在直流电压/交流电压桥中为每个相设置各至少一个上半桥和下半桥。NPC(中性点钳位)逆变器在输入端上具有中间电路，该中间电路包括两个通过中间电路中点串联的中间电路电容。中间电路中点还通过二极管与上半桥和下半桥的连接点连接。

在逆变器中设置有控制单元。控制单元的控制输出端通过控制线路与功率开关连接。控制单元通过控制输出端总是为功率开关预设当前的开关状态。改变各个开关状态，以便产生所期望的输出交流电压。一个相的半桥的功率开关的开关状态在一个时间点在下面从整体上观察地被称为开关模式。开关模式因此对于每个功率开关包括一个开关状态。因此，所述控制单元在每个时间点输出开关模式，该开关模式通过所述控制线路来转发给所述功率开关。功率开关按照当前的开关模式在每个时间点分别断开或者闭合，以便产生所期望的输出交流电压。

然而，也存在特定的被禁止的开关模式，所述被禁止的开关模式可能导致所述逆变器、尤其所述功率开关上的损坏。禁止的开关状态可以划分为破坏性的和潜在破坏性的开关模式。破坏性的开关模式不依赖于外部情况而导致损坏，相反，如果出现特定的外部情况，潜在破坏性的开关模式可能导致损坏。因此，值得期望的是，不仅避免了破坏性的而且也避免了潜在破坏性的开关模式。

尤其是在开发阶段中，例如在测试逆变器的直流电压/交流电压桥时，被禁止的开关模式是极其不舒服的。如果例如在一个相分支中同时闭合上半桥和下半桥的功率开关，也就是说，导通地接通(被禁止的开关模式)，则存储在中间电路中的能量在最短的时间内被转换成热能。由此，除了损坏功率开关或其他部件外，还会出现响亮的爆裂声，该爆裂声会导致持续的听力损坏。

发明内容

因此，本发明的任务是保护逆变器免受禁止的开关状态。

根据本发明，该任务通过如下方式来解决，即，设置具有监控输入端和监控输出端的监控单元，其中，所述监控输入端与所述控制输出端连接，以接收所述开关模式，并且所述监控输出端与所述功率开关连接。所述监控单元被设计成，将从第一开关模式到第二开关模式的过渡与一定数量的被禁止的过渡和/或与一定数量的被允许的过渡进行比较，并且在与被禁止的过渡中的一个过渡一致的情况下和/或在与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下阻止所述第二开关模式并且在与所述一定数量的被禁止的过渡有偏差的情况下和/或在与被允许的过渡中的一个过渡一致的情况下将所述第二开关模式通过所述监控输出端输出给所述功率开关。

此外，所述任务通过一种方法解决，其中，借助监控单元并且独立于所述控制单元将从第一开关模式到第二开关模式的过渡与一定数量的被禁止的过渡和/或一定数量的被允许的过渡进行比较，其中，所述监控单元在所述过渡与所述被禁止的过渡中的一个过渡一致和/或与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下阻止所述第二开关模式，并且在所述过渡与所述一定数量的被禁止的过渡有偏差的情况下和/或在与被允许的过渡中的一个过渡一致的情况下将所述第二开关模式输出给所述功率开关。

当前由控制单元输出的过渡可视为过渡。由此，可以由监控单元检查从(基本被允许的)第一开关模式向(基本被允许的)第二开关模式的过渡是否相应于被允许的过渡和/或被禁止的过渡。所述一定数量的被禁止的过渡和/或被允许的过渡对于监控单元是已知的(例如基于逆变器的拓扑结构被预设)并且例如可以作为表格存在。

对与所述一定数量的被允许/被禁止的过渡的偏差的检查意味着检查与所有被允许/被禁止的过渡的偏差。一致在逻辑上仅可以随着一个被允许/被禁止的过渡存在，因为在一个时间点仅一个过渡由控制单元输出。

如果监控单元已知所述一定数量的被禁止的过渡，那么可以通过开关模式与所有该数量的被禁止的过渡的偏差隐含地假定与一个被允许的过渡一致，由此将第二开关模式输出给功率开关。因此，如果检查单元仅已知所述一定数量的被禁止的过渡，则这也可以是足够的。

如果监控单元已知所述一定数量的被允许的过渡，那么可以通过开关模式与所有该数量的被允许的过渡的偏差隐含地假定与一个被禁止的过渡一致，由此阻止第二开关模式。因此，如果检查单元仅已知所述一定数量的被允许的过渡，则这可以是足够的。

以一句话表述：如果该过渡不对应于被允许的过渡中的一个过渡，则该过渡对应于所述一定数量的被禁止的过渡中的一个过渡，并且反之亦然。如果监控单元已知所述一定数量的被允许的过渡和所述一定数量的被禁止的过渡，那么优选所述开关模式的比较不仅可以基于被允许的过渡而且可以基于被禁止的过渡进行。在此，所述一定数量的被允许的过渡和所述一定数量的被禁止的过渡自然不可以重叠，也就是说，过渡可以仅被允许或禁止。

所述监控单元可以被设计用于在与所述被禁止的过渡中的一个过渡一致的情况下和/或在与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下，输出从所述第一开关模式到至少一个第三开关模式中的被允许的过渡以及从所述至少第三开关模式到所述第二开关模式中的被允许的过渡。

在所述过渡与被禁止的过渡中的一个过渡一致和/或在与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下，可以输出从所述第一开关模式到至少一个第三开关模式的被允许的过渡和从所述至少第三开关模式到所述第二开关模式的被允许的过渡。

因此通过经由一个或多个被允许的过渡的绕路可以确保实现第二开关模式，只要基本可以经由一个或多个被允许的过渡实现第二开关模式即可。在此有利的是，此外在所述过渡期间所输出的开关模式本身与一定数量的被允许的和/或被禁止的开关模式进行匹配，以便确保所输出的开关模式本身是允许的，如下面所描述的那样。

所述监控单元优选被设计用于将所接收的开关模式与一定数量的被禁止的开关模式和/或与一定数量的被允许的开关模式进行比较，并且在所述开关模式与所述被禁止的开关模式中的一个开关模式一致的情况下和/或在所述开关模式与所述一定数量的被允许的开关模式偏差的情况下阻止所述开关模式，并且在与所述一定数量的被禁止的开关模式偏差的情况下和/或在与被允许的开关模式中的一个开关模式一致的情况下将所接收的开关模式经由所述监控输出端输出给所述功率开关。

此外，开关模式优选由监控单元独立于所述控制单元与一定数量的被禁止的开关模式和/或一定数量的被允许的开关模式进行比较，并且所述监控单元在所述开关模式与所述被禁止的开关模式中的一个开关模式一致和/或与所述一定数量的被允许的开关模式有偏差的情况下阻止所述开关模式，并且在所述开关模式与所述一定数量的被禁止的开关模式有偏差的情况下和/或在与被允许的开关模式中的一个开关模式一致的情况下将所述开关模式输出给所述功率开关。

当前由所述控制单元输出的开关模式应该被视为开关模式。然后，功率开关根据所获得的开关模式进行切换，所述开关模式由监控单元输出。由于通过独立于控制单元的监控单元将从控制单元输出的开关模式与所述一定数量的被禁止/被允许的开关模式进行比较，所以控制单元本身不必监控被输出的开关模式。通过在监控单元中实施对开关模式的监控，保护了控制单元的资源。此外，通过单独的实施方案，监控单元的正确的工作方式可简单地测试并且控制单元和监控单元可彼此独立地研发。同样地，也可以给已经存在于逆变器中的控制单元加装监控单元。为此，监控单元仅必须连接在控制单元和功率开关之间。当然也可以附加地在所述控制单元中对被允许的和/或被禁止的开关模式进行检查，由此所述控制单元的保护资源的优点又变得过时。

被禁止的开关模式和/或被允许的开关模式对于监控单元是已知的(例如基于逆变器的拓扑结构被预设)并且例如可以作为表格存在。对与所述一定数量的被允许/被禁止的开关模式的偏差的检查意味着检查与所有被允许/被禁止的开关模式的偏差。一致在逻辑上仅可以随着一个被允许/被禁止的开关模式存在，因为在一个时间点仅一个开关模式由控制单元输出。

如果监控单元已知所述一定数量的被禁止的开关模式，那么可以通过所述开关模式与所有该数量的被禁止的开关模式的偏差来隐含地假定与一个被允许的开关模式一致，这导致所述开关模式从监控单元输出给功率开关。因此，如果检查单元仅已知所述一定数量的被禁止的开关模式，则这也可以是足够的。

如果监控单元已知所述一定数量的被允许的开关模式，那么可以通过开关模式与所有该数量的被允许的开关模式的偏差隐含地假定与一个被禁止的开关模式一致。这导致开关模式被监控单元阻止。因此，如果检查单元仅已知所述一定数量的被允许的开关模式，则这可以是足够的。

以一句话表述：如果开关模式不对应于被允许的开关模式，则可以假设，开关模式对应于被禁止的开关模式，并且反之亦然。如果监控单元不仅已知所述一定数量的被允许的开关模式而且已知所述一定数量的被禁止的开关模式，那么优选所述开关模式的比较不仅可以基于被允许的开关模式而且可以基于被禁止的开关模式进行。在此，所述一定数量的被允许的开关模式和所述一定数量的被禁止的开关模式自然不可以重叠，也就是说，开关模式可以仅被允许或禁止。

所述监控单元可以在所述开关模式与所述被禁止的开关模式中的一个开关模式一致和/或与所述一定数量的被允许的开关模式有偏差的情况下输出被允许的开关模式。由此，由监控单元通过被允许的开关模式来代替被禁止的开关模式。一旦控制单元再次输出被允许的开关模式，则该开关模式可以再次由监控单元转发。

所述监控单元可以被设计用于在所述开关模式与所述被禁止的开关模式中的一个开关模式一致和/或与所述一定数量的被允许的开关模式有偏差的情况下输出被允许的开关模式。

此外，在所述开关模式与被禁止的开关模式一致和/或与所述一定数量的被允许的开关模式有偏差的情况下可以触发动作。作为动作例如可以触发紧急停止，也就是关断或重新启动逆变器或其一部分。替代地或附加地，作为动作也可以输出信号。该信号可以由另外的单元进一步处理。附加地或替代地，也可以输出例如光学的和/或声学的信号。

优选地，所述监控单元在所述过渡与被禁止的过渡中的一个过渡一致和/或与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下将所述第一开关模式输出给所述功率开关。因此也就防止了从第一开关模式到第二开关模式的被禁止的过渡并且此外输出第一开关模式。

此外，在从第一开关模式过渡到第二开关模式时通过所述监控单元可以确保，在安全时间到期之后才将所述第二开关模式输出给所述功率开关。这在尽管过渡被基本允许但这在一定的安全时间之后才被允许时可能是需要的，在该安全时间期间例如发生衰减过程。

所述监控单元可以被设计用于在从第一开关模式过渡到第二开关模式时确保，在安全时间到期之后才将所述第二开关模式输出给所述功率开关。

优选地，第一上功率开关通过上中点与第二上功率开关连接，并且第一下功率开关通过下中点与第二下功率开关连接，其中，上中点以及下中点优选相应通过二极管与中间电路中点连接。此外，在第一输入极和第二输入极之间设置中间电路，该中间电路包括第一中间电路电容器和通过中间电路中点连接的第二中间电路电容器。因此，逆变器相应于NPC(中性点钳位)多级逆变器，具体是NPC三级逆变器。当然也可以设置具有多于三级的NPC逆变器。在NPC多级逆变器中，被禁止的开关模式和过渡是特别关键的，因此通过根据本发明的监控单元对其进行监控是特别有利的。

监控单元优选地被设计用于将开关模式与以下被禁止的开关模式中的至少一个开关模式比较：

-第一上功率开关闭合并且第二上功率开关、第一下功率开关和第二下功率开关断开，

-第二下功率开关闭合并且第一下功率开关、第一上功率开关和第二上功率开关断开，

-第一上功率开关和第二下功率开关闭合并且第二上功率开关和第一下功率开关断开，

-第一上功率开关和第一下功率开关闭合并且第二上功率开关和第二下功率开关断开，

-第二上功率开关和第二下功率开关闭合并且第一上功率开关和第一下功率开关断开

-三个(相邻的或不相邻的)功率开关闭合，

-所有的功率开关闭合。

优选地，监控单元被实施为FPGA(现场可编程门阵列)，这在意义上意味着“现场可编程的(逻辑)门阵列”。由此，为了与被允许的/被禁止的开关模式和/或被允许的/被禁止的过渡进行比较，高达几百MHz的频率/采样速率是可能的，以便可以识别在ns范围中的开关模式的变化。同样可以并行地进行开关模式与被禁止的和/或被允许的开关模式的比较。逆变器的控制单元通常被实施为数字信号处理器(DSP)，该数字信号处理器不能处理具有这样的高频的信号。也可以想到，监控单元(例如作为FPGA)和控制单元(例如作为DSP)共同地集成在专用集成电路ASIC(专用集成电路)上。然而，在此要注意的是，监控单元从控制单元接收开关模式并且独立于控制单元根据本发明来处理该开关模式。

附图说明

下面参照图1至图8更详细阐述本发明，这些图示例性地、示意地并非限制性地示出本发明的有利的设计方案。

在此，示出：

图1示出根据现有技术的示意逆变器，

图2示出根据本发明的示意逆变器，

图3示出单相NPC(中性点钳位)多级反相器，

图4示出三相NPC(中性点钳位)多级反相器，

图5a、b、c是一个相的被允许的开关模式，

图6a-f示出在输出正的输出电流时在被允许的开关模式下的开关电压，

图7a-f示出在输出负的输出电流时在被允许的开关模式下的开关电压，

图8示出被允许的开关模式之间的过渡。

具体实施方式

在图1中示出根据现有技术的示意逆变器1，该逆变器在其输入端上具有直流电压源2，例如发电机运行中的光伏设备。直流电压源2在第一输入极A和第二输入极B之间为逆变器提供输入直流电压Ue并且将输入直流电压Ue转换为输出交流电压ua。此外，在逆变器的输入端上设置可选的电容式中间电路C，在该中间电路上施加输入直流电压Ue。在直流电压源2与中间电路C之间也可以布置直流电压转换器。逆变器1包括一定数量的功率开关(在图1中象征性地作为“S1+、S1-”示出)，所述功率开关分别具有开关状态。作为开关状态，分别要么导通地、也就是说闭合地要么不导通地、也就是说断开地设置。图1中的逆变器1实施为单相的，这意味着，在输出端输出输出交流电压ua。列出相分支的功率开关S1+、S1-的开关状态被称为该相分支的开关模式SM。因为在图1中仅设置一个相分支，所以设置用于该一个相分支的功率开关S1+、S1-的开关模式SM。

开关模式SM在控制单元5的信号输出端51上输出并且被提供给功率开关S1+、S1-。控制单元5例如被实施为数字信号处理器(DSP)。通过由控制单元5生成的开关模式SM的特定的时间顺序，输入直流电压Ue被转换为输出交流电压ua。输出交流电压ua例如可以馈入到能量供应网的电网电压中。因为逆变器1的工作方式基本是已知的，所以在此不进一步探讨开关模式SM的具体的顺序。

然而，可以通过控制单元5预设被禁止的开关模式SMx和/或从第一(原则上允许的)开关模式SM到第二(原则上允许的)开关模式SM的被禁止的切换过渡。根据被禁止的开关模式SMx或根据被禁止的切换过渡来切换功率开关S1+、S1-，因此可能在逆变器1上、尤其在直流电压/交流电压桥3上出现损坏。

为了预防这种情况，根据本发明在控制单元5和功率开关S1+、S1-之间设置有监控单元4，如在图2中所示。监控单元4利用其监控输入端40与控制单元5的信号输出端51连接并且与控制单元5无关地检查由控制单元5当前预设的开关模式SM是否相应于来自一定数量的被禁止的开关模式SMx中的被禁止的开关模式SMx。为此，在监控单元4上例如可以存在具有一定数量的被禁止的开关模式SMx的表格，其中，开关模式SM与被禁止的开关模式SMx进行比较。如果开关模式SM相应于被禁止的开关模式SMx中的一个开关模式，则由控制单元5输出的开关模式SM被监控单元4阻止，也就是说不转发给功率开关S1+、S1-。取而代之，有利地输出被允许的开关模式SM0，例如由控制单元5产生的最后被允许的开关模式。此外，可以触发动作N，例如紧急停止和/或输出例如光学和/或声学信号。也可以由监控单元4输出指示信号并且由其他单元进一步处理。如果监控单元4确定，由控制单元5所输出的开关模式SM不同于所述一定数量的被禁止的开关模式SMx，也就是说不相应于所述一定数量的被禁止的开关模式SMx，那么可以有利地以如下为出发点，即当前的开关模式SM相应于被允许的开关模式SM0。在这种情况下，当前的开关模式SM由监控单元4输出给功率开关S1+、S1-。代替将由控制单元5输出的开关模式SM与一定数量的被禁止的开关模式SMx进行比较，当然也可以进行与一定数量的被允许的开关模式SM0进行比较。在这种情况下，在开关模式SM与所述一定数量的被允许的开关模式SM0有偏差的情况下，监控单元4阻止开关模式SM，并且在开关模式SM与被允许的开关模式SM0一致的情况下，将开关模式SM输出给功率开关S1+、S1-。当然，开关模式SM也可以由监控单元4独立于控制单元5与一定数量的被禁止的开关模式SMx和一定数量的被允许的开关模式SM0进行比较。在此，所述一定数量的被禁止的开关模式SMx的数量当然不可以与所述一定数量的被允许的开关模式SM0重叠，也就是说，开关模式SM可以仅仅被禁止或被允许。

此外，可以规定，监控单元4独立于控制单元5检查，控制单元5是否产生从第一(原则上允许的)开关模式SM1到第二(原则上允许的)开关模式SM2的被禁止的过渡。如果是这种情况，则由监控单元4阻止被禁止的过渡，也就是说，防止功率开关S1+、S1-(直接)从第一开关模式SM1切换到第二开关模式SM2中。为此，监控单元4例如可以代替第二开关模式SM2将第三(允许的)开关模式SM3转发给功率开关S1+，S1-，其中，当然必须允许从第一开关模式SM1到第三开关模式SM3的过渡。接下来，只要从第三开关模式SM3过渡到第二开关模式SM2中，监控单元4就可以输出第二开关模式SM2。因此，代替从第一开关模式SM1到第二开关模式SM2的被禁止的过渡，可以经由任意多个被允许的过渡来进行绕路，其中，当然必须允许要过渡到的相应开关模式SM本身。

代替被禁止的过渡，也可以由监控单元4将被允许的第一开关模式SM1继续输出到功率开关S1+、S1-上，或者在功率开关S1+、S1-上引起到另外的被允许的开关模式SM中的被允许的过渡。此外，当监控单元4确定被禁止的过渡时，可以触发动作N，例如紧急停止和/或输出例如光学和/或声学信号等等。

如果监控单元4确定，控制单元5输出从第一开关模式SM1到第二开关模式SM2的被允许的过渡，那么监控单元4将该被允许的过渡、也就是第二开关模式SM2转发给功率开关S1+、S1-。

当然，与已经关于被允许的开关模式SM0和被禁止的开关模式SMx所实施的类似地，可以备选于或者附加于与被允许的过渡的比较地进行与从第一开关模式SM1到第二开关模式SM2的被禁止的过渡的比较，并且在通过监控单元4确定被禁止的过渡时阻止第二开关模式SM2并且在通过监控单元4确定被允许的过渡时将第二开关模式SM2输出给功率开关S1+、S1-。

在图3中示出以单相NPC(中性点钳位)多级(在此为三级)逆变器形式的逆变器1的优选实施例。中间电路C在此包括上中间电路电容器C+和串联连接的下中间电路电容器C-。输入直流电压Ue施加在第一输入极A和第二输入极B之间，其中，两个中间电路电容器C+、C-的串联电路被布置在第一输入极A和第二输入极B之间。有利地，中间电路中点M处于上中间电路电容器C+和下中间电路电容器C-之间。因此上中间电路电容器C+和下中间电路电容器C-形成中间电路C，其中，当然也可以在中间电路Z中设置另外的串联和/或并联的电容器。此外，第一输入极A通过上半桥HB+和串联连接的所属的下半桥HB-与第二输入极B连接，由此输入电压Ue分别被施加到上半桥HB+和所属的下半桥HB-的串联电路上。上半桥HB+和下半桥HB-因此形成直流电压/交流电压桥。在上半桥HB+与所属的下半桥HB-之间存在输出极。此外，输出极可以设有时钟滤波器(例如串联的时钟滤波器电感和/或接地的时钟滤波器电容)。在输出极上存在输出交流电压ua，输出交流电压例如可以被馈入到能量供应网中。

在所示的实施例中，上半桥HB+包括上功率开关S1+和串联连接的下功率开关S2+，其中，上中点M+处于上功率开关S1+和下功率开关S2+之间。在上半桥HB+中，分别与上功率开关S1+和下功率开关S2+平行地布置续流二极管D，续流二极管在第一极A的方向上被导通地极化。中间电路中点M还通过上二极管D1+与上中点M+连接，其向着上中点M+的方向被导通地极化。

在所示的实施例中，下半桥HB-以类似的方式包括上功率开关S1-和串联连接的下功率开关S2-，其中，下中点M-处于上功率开关S1-与所属的下功率开关S2-之间。续流二极管D与第一上功率开关S1-和第一下功率开关S2-并联布置，该续流二极管D朝所属的上中点M+的方向、即朝第一极A的方向导通地极化。下中点M-通过下二极管D+与中间电路中点M连接，其中，下二极管D1-朝着中间电路中点M导通地极化。当然，上半桥和/或下半桥HB+、HB-也可以包括另外的功率开关和/或该逆变器可以包括另外的半桥，例如以便提高该逆变器1的功率。

上半桥HB+的功率开关S1+、S2+分别具有开关状态Z1+、Z2+，并且下半桥HB-的功率开关S1-、S2-分别具有开关状态Z1-、Z2-。作为开关状态Z1+、Z2+、Z1-、Z2-分别被设置的是导通(即闭合)或不导通(即断开)，其中，在所示的实施方案中，功率开关S1+、S2+、S1-、S2-是1活跃的。这意味着，功率开关S1+、S2+、S1-、S2-分别在“1”的开关状态Z1+、Z2+、Z1-、Z2-中闭合并且在“0”的开关状态Z1+、Z2+、Z1-、Z2-中断开。

一个相的功率开关S1+、S2+、S1-、S2-的开关状态Z1+、Z2+、Z1-、Z2-在下文中被描述为该相的四位开关模式SM。在此，第一位是第一上功率开关S1+的开关状态Z1+，第二位是第二上功率开关S2+的开关状态Z2+，第三位是第一下功率开关S1-的开关状态Z1-，并且第四位是第二下功率开关S2-的开关状态Z2-。

所示出的被实施为多级NPC反相器的逆变器1的特征在于，中间电路C被划分为两个中间电路电容器C+和C-。由此，输入直流电压Ue被划分到两个中间电路电容器C+和C-，其中，在上中间电路电容器C+上施加上中间电路电压UC1并且在下中间电路电容器C-上施加下中间电路电压UC2。与划分成上半桥HB+和下半桥HB-(多级反相器)组合地得到的优点是，根据存在的开关模式SM，不是整个输入直流电压Ue而是只有以下分量施加在相应的功率开关S1+、S2+、S1-、S2-上，该分量作为中间电路电压UC+、UC-施加在相应的中间电路电容器C+、C-上。因此例如在1000V的输入直流电压Ue和分别为500V的中间电路电压UC+、UC-的情况下，IGBT(具有绝缘栅极电极的双极晶体管)也可以被用作功率开关S1+、S2+、S1-、S2-。功率开关S1+、S2+、S1-、S2-因此仅须承受500V的电压。

然而在该实施方案中得出特别危险的被禁止的开关模式SMx。出于这个原因，在控制单元5和功率开关S1+、S2+、S1-、S2-之间设置有根据本发明的监控单元4，其中，监控单元4的监控输入端40与控制单元5的控制输出端51连接。由此监控单元4接收由控制单元5预设的开关模式SM(Z1+、Z2+、Z1-、Z2-)并且将这些开关模式分别与一定数量的被禁止的开关模式SMx进行比较。如果控制单元5向其控制输出端51输出被禁止的开关模式SMx，那么该开关模式被监控单元4阻止，也就是说不向功率开关S1+、S2+、S1-、S2-转发。取而代之，可以由监控单元4例如触发动作N或者将被允许的开关模式SM0输出给功率开关S1+、S2+、S1-、S2-。如果监控单元4在比较当前开关模式SM与所述一定数量的被禁止的开关模式SMx时确定，开关模式SM是被允许的，则监控单元4将开关模式SM输出给相应的功率开关S1+、S2+、S1-、S2-。

当然，相反地，如上面所提及的那样，可以进行开关模式SM与一定数量的被允许的开关模式SM0的比较。如果控制单元5向其控制输出端51输出被允许的开关模式SMx，则监控单元4向相应的功率开关S1+、S2+、S1-、S2-输出开关模式SM。如果控制单元5向其控制输出端51输出被禁止的开关模式SMx，那么该开关模式被监控单元4阻止，也就是说不向功率开关S1+、S2+、S1-、S2-转发。

当然该逆变器1也可以包括多个相并且因此包括多个相分支。在图4中示例性地示出三相逆变器1。该逆变器1与根据图3的单相逆变器的区别在于，每个相分支的直流电压/交流电压桥分别包括上半桥HB+、HB'+、HB”+和所属的下半桥HB-、HB'-、HB”-。因此，对于三个相分支总共设置三个上半桥HB+、HB'+、HB”+和三个下半桥HB-、HB'-、HB”-。第一极A相应通过上半桥HB+、HB'+、HB”+和通过相应的输出极串联的所属的下半桥HB-、HB'-、HB”-与第二极B连接，由此输入直流电压Ue分别施加在每个相的上半桥HB+、HB'+、HB”+和所属的下半桥HB-、HB'-、HB”-的串联电路上。上半桥HB+、HB'+、HB”+分别包括上功率开关S1+、S1'+、S1”+并且分别包括串联连接的下功率开关S2+、S2'+、S2”+，其中，在所述上功率开关S1+、S1'+、S1”+之间存在并且在所属的下功率开关S2+、S2'+、S2”+之间分别存在上中点M1+、M1'+、M1”+。在上半桥HB+、HB'+、HB”+中，分别与上功率开关S1+、S1'+、S1”+和下功率开关S2+、S2'+、S2”+并联地布置续流二极管D，所述续流二极管在第一极A的方向上导通地极化。中间电路中点M此外通过上二极管D+、D'+、D”+与上中点M+、M'+、M”+连接并且在上中点M+、M'+、M”+的方向上导通地极化。在这里所示的实施例中，下半桥HB-、HB'-、HB”-以类似的方式包括上功率开关S1-、S1'-、S1”-以及分别串联连接的下功率开关S2-、S2'-、S2”-，其中，在所述上功率开关S1-、S1'-、S1”-之间并且在所属的下功率开关S2-、S2'-、S2”-之间分别存在下中点M-、M'-、M”-。平行于上功率开关S1-、S1'-、S1”-以及下功率开关S2-、S2'-、S2”-，分别布置有续流二极管D，在所属的中点M、M'、M”的方向上、即在第一极A的方向上导通地极化。下中点M-、M'-、M”-通过下二极管D-、D'-、D”-与中间电路中点M连接，其中，下二极管D-、D'-、D”-在中间电路中点M的方向上被导通地极化。

半桥HB1+、HB2+、HB3+、HB1-、HB2-、HB3-的功率开关S1+、S1'+、S1”、S1-、S1'-、S1”-、S2+、S2'+、S2”+、S2-、S2'-、S2”-分别由控制电路5操控，使得输入直流电压Ue通过中间电路Z和功率开关S1+、S1'+、S1”、S1-、S1'-、S1”-、S2+、S2'+、S2”+、S2-、S2'-、S2”-(作为直流电压/交流电压桥的部分)被转换成每个相分支的输出交流电压ua、ua'、ua”。输出交流电压ua、ua'、ua”在每个相分支上施加在各输出极上，其中，在输出极上也可以设置时钟滤波器(例如分别串联的时钟滤波器电感和/或在相分支之间星形连接的时钟滤波器电容)。输出交流电压ua、ua'、ua”可以在逆变器1的相应输出极上分别馈入到能量供应网的电网相中，其中，也可以设置电网滤波器。能量供应网包括一定数量的电网相，所述电网相分别具有带有电网频率(例如50Hz)的相移的电网电压(例如230伏特)。输出交流电压ua、ua'、ua”优选与各个电网电压同步，以便能够馈入到能量供应网中。

如在图3中所示出的实施方案中，也在根据图4所示的实施方案中，在控制单元5和功率开关S1+、S1'+、S1”、S1-、S1'-、S1”、-S2+、S2'+、S2”+、S2-、S2'-、S2”-之间设置根据本发明的监控单元4。监控单元4将由控制单元5预设的开关模式SM与一定数量的被禁止的开关模式SM进行比较，其中，为每个相考虑各一个开关模式SM。在此，各个相分支的开关模式SM可以彼此独立地与被禁止的/被允许的开关模式SMx/SM0比较。也可以设置开关模式SM，该开关模式也包括多个相分支的功率开关的开关状态，并且与相应被禁止的/被允许的开关模式SMx/SM0比较。

在图5至图8的概览中示例性地一起探讨相应于图3的单相逆变器1的开关模式SM，其中，本发明当然也可以用于其他类型的逆变器1，例如相应于图4的三相逆变器1。

对于根据图3的逆变器，存在六个被允许的开关模式SM0和十个被禁止的开关模式SMx，其中，被禁止的开关模式SMx可以划分为潜在破坏性的和破坏性的开关模式。

当三个相邻的或也不相邻的功率开关同时闭合时，形成破坏性的开关模式(在图中未示出)：'1110'、'0111'、'1101'、'1011'，或者当所有功率开关S1+、S2+、S1-、S2-同时闭合时：'1111'。破坏性的开关模式导致在功率开关S1+、S2+、S1-、S2-上的短路或者不允许的高电压降并且由此也在短时出现的情况下导致功率开关S1+、S2+、S1-、S2-的损坏。潜在破坏性的开关模式可以根据外部情况导致所述逆变器1、尤其功率开关S1+、S2+、S1-、S2-的损坏。例如，如果第一上功率开关S1+闭合，而输出交流电压ua达到其负峰值，则这导致超过相关的第一上功率开关S1+的阻断电压。潜在破坏性的开关模式取决于其他相分支的开关状态(在多相逆变器1的情况下)以及取决于当前的输出交流电压ua。对于根据图3的逆变器1，潜在破坏性的是开关模式'1000'、'0001'、'1001'、'1010'、'0101'。因此根据图3的逆变器1具有十个被禁止的开关模式SMx(五个破坏性的和五个潜在破坏性的开关模式)。

优选地，通过监控单元4防止潜在破坏性的开关模式以及破坏性的开关模式到达功率开关S1+、S2+、S1-、S2-。

例如，当两个相邻的功率开关闭合(并且另外的功率开关断开)时，产生被允许的开关模式SM0：'1100'、'0110'、'0011'。图5a、图5b和图5c分别示出被允许的开关模式SM0，其中，所述开关模式SM的相应的开关状态Z1+、Z2+、Z1-、Z2-也就是说所述功率开关S1+、S2+、S1-、S2-的位置被示出。在图5a中，存在被允许的开关模式SM0'1100'，由此在第一下功率开关S1-上施加上中间电路电压UC+并且在第二下功率开关S2-上施加下中间电路电压UC-。相反，在图5b中，存在被允许的开关模式SM0'0110'，由此在第一上功率开关S1+上施加上中间电路电压UC+并且在第二下功率开关S2-上施加下中间电路电压UC-。在图5c中，存在被允许的开关模式SM0'0011'，由此在第一上功率开关S1+上施加上中间电路电压UC+并且在第二上功率开关S2+上施加下中间电路电压UC-。总体上，在图5a、b、c中示出的开关模式SM是被允许的开关模式SM0，因为在功率开关S1+、S2+、S1-、S2-上分别仅仅施加上中间电路电压或者下中间电路电压UC+、UC-。

当所有功率开关S1+、S2+、S1-、S2-被断开时，也就是说直流电压/交流电压桥3被关断，得出另外的被允许的开关模式SM0：'0000'。此外，当仅闭合第二上功率开关S2+或第一下功率开关S1-时，存在被允许的开关模式SM0：'0100'、'0010'。

图6a至图6f示出所有六个被允许的开关模式SM0，其中，在图6a中示出被允许的开关模式SM0a'1100'，在图6b中示出被允许的开关模式SM0b'0100'，在图6c中示出被允许的开关模式SM0c'0110'，在图6d中示出被允许的开关模式SM0d'0010'，在图6e中示出被允许的开关模式SM0e'0011'，并且在图6f中示出被允许的开关模式SM0f'0000'。此外，在图6a至图6f中示出在正输出电流ia时、即在从输出极流出的输出电流ia时在功率开关S1+、S2+、S1-、S2-上的电压。

因此在图6a中，上中间电路电压UC+施加在第一下功率开关S1-上并且下中间电路电压UC-施加在第二下功率开关S2-上。

在图6b中，上中间电路电压UC+施加在第一上功率开关S1+上并且下中间电路电压UC-施加在第一和第二下功率开关S1-、S2-的串联电路上。

在图6c中，上中间电路电压UC+施加在第一上功率开关S1+上并且下中间电路电压UC-施加在第二下功率开关S2-上。

在图6d中，也如图6e和图6f中那样，上中间电路电压UC+施加在第一上功率开关S1+上并且下中间电路电压UC-施加在第二上功率开关S2+上。

图7a至图7f示出与图6a至图6f相同的六个被允许的开关模式SM0a、SM0b、SM0c、SM0d、SM0e、SM0f，其中，然而，在负的、即在输出极中流动的输出电流ia的情况下示出功率开关S1+、S2+、S1-、S2-上的电压。

因此在图7a中类似于图6a，上中间电路电压UC+施加在第一下功率开关S1-上并且下中间电路电压UC-施加在第二下功率开关S2-上。

然而在图7b中，上中间电路电压UC+施加在第一下功率开关S1-上并且下中间电路电压UC-施加在第二下功率开关S2-上。

在图7c中，如图6c中所示，上中间电路电压UC+施加在第一上功率开关S1+上并且下中间电路电压UC-施加在第二下功率开关S2-上。

然而在图7d中，与图6d相反，上中间电路电压UC+施加在上功率开关S1+、S2+的串联电路上并且下中间电路电压UC-施加在第二下功率开关S2-上。

在图7e中，如图6e中所示，上中间电路电压UC+施加在第一上功率开关S1+上并且下中间电路电压UC-施加在第二上功率开关S2+上。

在图7f中，与图6f相反，上中间电路电压UC+施加在第一下功率开关S1-上并且下中间电路电压UC-施加在第二下功率开关S2-上。

附加地或者代替对开关模式SM本身检查被允许的开关模式SM0或者被禁止的开关模式SMx，可以禁止或者也允许从第一(原则上允许的)开关模式SM1到第二(原则上允许的)开关模式SM2的过渡。在图8中示出允许的过渡。因此禁止从被允许的开关模式SM0a'1100'(相应于图6a)过渡到被允许的开关模式SM0c'0110'(相应于图6c)并且反之亦然。如果从被允许的开关模式SM0a'1100'直接切换到被允许的开关模式SM0c'0110'中，也就是说第二上功率开关S2+直接断开，那么可能出现如下情况，即上半桥HB+表示短路，由此上中间电路电容器C+被短路。

然而，为了确保这种过渡，被允许的开关模式SM0b'0100'设置在被允许的开关模式SM0a'1100'与被允许的开关模式SM0c'0110'之间。这意味着，从被允许的开关模式SM0a'1100'通过被允许的开关模式SM0b'0100'切换到被允许的开关模式SM0c'0110'，并且同样地从开关模式SM0c'0110'通过开关模式SM0b'0100'切换到开关模式SM0a'1100'。

同样地，从被允许的开关模式SM0c'0110'到被允许的开关模式SM0e'0011'(相应于图6e)的过渡以及相反的过渡被禁止。因此，在被允许的开关模式SM0c'0110'与被允许的开关模式SM0e'0011'之间设置被允许的开关模式SM0d'0010'(相应于图6d)。这意味着，从被允许的开关模式SM0c'0110'通过被允许的开关模式SM0d'0010'切换到被允许的开关模式SM0e'0011'，并且同样地从被允许的开关模式SM0e'0011'通过被允许的开关模式SM0d'0010'切换到被允许的开关模式SM0c'0110'。

在从被允许的开关模式SM0a'1100'经由被允许的开关模式SM0b'0100'过渡到被允许的开关模式SM0c'0110'时，首先断开第一上功率开关S1+(第一上开关状态Z1+从'1'转换到'0')，因此第一上功率开关S1+上的电压升高并且下功率开关S1-、S2-上的电压下降。一旦第一上功率开关S1+上的电压达到上中间电路电压C+，则上二极管D+导通。第一上功率开关S1+上的电压从该时间点起不再上升，由此保护第一上功率开关S1+免受过电压。接着闭合第一下功率开关S1-(第一下开关状态Z1-从0变为1)，由此实现被允许的开关模式SM0c'0110'(相应于图6c)。备选地，根据图8，在上二极管D+导通之后，可以切换到被允许的开关模式SM0f'0000'(图6f)。

在负输出电流ia时，在通过被允许的开关模式SM0d 0010(相应于图7d)从被允许的开关模式SM0e'0011'(相应于图7e)过渡到被允许的开关模式SM0c'0110'(相应于图7c)时，首先第二下功率开关S2-被断开(第二下开关状态Z2-从'1'到'0')，由此第二下功率开关S2-上的电压升高并且上功率开关S1+、S2+上的电压下降。一旦第二下功率开关S2-上的电压达到下中间电路电压C-，则下二极管D-导通。第二下功率开关S2-上的电压从该时间点起不再上升，由此保护第二下功率开关S2-免受过电压。

接着闭合第二上功率开关S2+(第二上开关状态Z2+从0到1)，由此实现被允许的开关模式SM0c 0110(图7c)。备选地，根据图8，在下二极管D-导通之后，可以切换到开关模式SM0f'0000'(相应于图7f)。

如所提及的那样，对于正输出电流ia(图6)和负输出电流ia(图7)设有被允许的开关模式SM0f'0000'(图6f)，这相应于去激活的直流电压/交流电压桥。可以从被允许的开关模式SM0f'0000'切换到被允许的开关模式SM0b'0100'(图6b，图7b)、被允许的开关模式SM0c'0110'(图6c，图7c)和被允许的开关模式SM0d'0010'(图6d，图7d)，并且可以从被允许的开关模式SM0b'0100'、被允许的开关模式SM0c'0110'和被允许的开关模式SM0d'0010'切换到被允许的开关模式SM0f'0000'中。然而禁止从被允许的开关模式SM0f'0000'过渡到被允许的开关模式SM0a'1100'(图6a、7a)或SM0e'0011'(图6e、7e)并且反之亦然。这种禁止源于以下事实，即，不能确保在第二上功率开关S2+/第一下功率开关S2+之前对第一上功率开关S1+/第二下功率开关S2-进行切换。

为了监控由控制单元5所输出的开关模式SM，根据本发明设置有监控单元4。监控单元4检查由控制单元5预设的开关模式SM，将该开关模式与被禁止的开关模式SMx和/或被允许的开关模式SM0进行比较。有利地，监控单元4还比较从(允许的)开关模式SM0的过渡与被禁止的和/或被允许的过渡。如果由监控单元4(直接通过与所述一定数量的被禁止的开关模式SMx的比较或者间接通过与被允许的开关模式SM0的比较)确定，开关模式SM相应于被禁止的开关模式SMx，那么该开关模式被监控单元阻止，也就是说不向功率开关S1+、S2+、S1-、S2-输出。如果开关模式SM相应于被允许的开关模式SM0，则将开关模式输出给功率开关S1+、S2+、S1-、S2-。

Claims (16)

1.一种用于将在第一输入极(A)和第二输入极(B)之间施加的输入直流电压(Ue)转换成至少一个输出交流电压(ua)的逆变器(1)，所述逆变器包括一定数量的功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)并且包括控制单元(5)，所述控制单元被设计成通过控制输出端(51)输出用于所述功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)的开关模式(SM)，其特征在于，设置有具有监控输入端(40)和监控输出端(41)的监控单元(4)，其中，所述监控输入端(40)与所述控制输出端(51)连接，以便接收所述开关模式(SM)，并且所述监控输出端(41)与所述功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)连接，所述监控单元(4)被设计成将从第一开关模式(SM)到第二开关模式(SM)的过渡与一定数量的被禁止的过渡和/或与一定数量的被允许的过渡进行比较，并且在与被禁止的过渡中的一个过渡一致的情况下和/或在与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下阻止所述第二开关模式(SM)并且在与所述一定数量的被禁止的过渡有偏差的情况下和/或在与被允许的过渡中的一个过渡一致的情况下将所述第二开关模式(SM)通过所述监控输出端(41)输出给所述功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)。

2.根据权利要求1所述的逆变器(1)，其特征在于，所述监控单元(4)被设计用于在与所述被禁止的过渡中的一个过渡一致的情况下和/或在与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下，输出从所述第一开关模式(SM)到至少一个第三开关模式(SM)中的被允许的过渡以及从所述至少第三开关模式(SM)到所述第二开关模式(SM)中的被允许的过渡。

3.根据权利要求1或2所述的逆变器(1)，其特征在于，所述监控单元(4)被设计用于将所接收的开关模式(SM)与一定数量的被禁止的开关模式(SMx)和/或与一定数量的被允许的开关模式(SM0)进行比较，并且在所述开关模式(SM)与所述被禁止的开关模式(SMx)中的一个开关模式一致的情况下和/或在所述开关模式(SM)与所述一定数量的被允许的开关模式(SM0)偏差的情况下阻止所述开关模式(SM)，并且在与所述一定数量的被禁止的开关模式(SMx)偏差的情况下和/或在与被允许的开关模式(SM0)中的一个开关模式一致的情况下将所接收的开关模式(SM)经由所述监控输出端(40)输出给所述功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，第一上功率开关(S1+、S1'+、S1”+)相应通过上中点(M+、M+、M+)与第二上功率开关(S2+、S2'+、S2”+)连接，第一下功率开关(S1-、S1'-、S1”-)相应通过下中点(M-、M-、M-)与第二下功率开关(S2-、S2'-、S2”-)连接，并且所述上中点(M+、M+、M+)以及所述下中点(M-、M-、M-)与所述中间电路中点(M)连接，并且在所述第一输入极(A)与所述第二输入极(B)之间设置中间电路(C)，所述中间电路包括第一中间电路电容器(C+)和通过所述第二中间电路中点(M)连接的第二中间电路电容器(C-)。

5.根据权利要求4所述的逆变器(1)，其特征在于，所述监控单元(4)被设计用于将所述开关模式(SM)与以下被禁止的开关模式(SMx)中的至少一个开关模式比较：

-第一上功率开关(S1+)闭合并且第二上功率开关、第一下功率开关和第二下功率开关(S2+、S1-、S2-)断开，

-第二下功率开关(S2-)闭合并且第一下功率开关、第一上功率开关和第二上功率开关(S1-、S1+、S2+)断开，

-第一上功率开关和第二下功率开关(S1+、S2-)闭合并且第二上功率开关和第一下功率开关(S2+、S1-)断开，

-第一上功率开关和第一下功率开关(S1+、S1-)闭合并且第二上功率开关和第二下功率开关(S2+、S2-)断开，

-第二上功率开关和第二下功率开关(S2+、S2-)闭合并且第一上功率开关和第一下功率开关(S1+、S1-)断开，

-三个功率开关(S1+、S2+、S1-；S2+、S1-、S2-；S1+、S2+、S2-；S1+、S1-、S2-)闭合，

-所有功率开关(S1+、S1-、S2+、S2-)闭合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，所述监控单元(4)被实施为FPGA。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，所述监控单元(4)被设计用于在从第一开关模式过渡到第二开关模式时确保，在安全时间到期之后才将所述第二开关模式输出给所述功率开关。

8.根据权利要求3至6中任一项所述的逆变器(1)，其特征在于，所述监控单元(4)被设计用于在所述开关模式(SM)与被禁止的开关模式(SMx)中的一个开关模式一致和/或与所述一定数量的被允许的开关模式(SM0)偏差的情况下输出被允许的开关模式(SM0)。

9.一种用于运行包括一定数量的功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)的逆变器(1)的方法，其中，控制单元(5)输出用于所述功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)的开关模式(SM)，以便将输入直流电压(Ue)转换成至少一个输出交流电压(ua)，其特征在于，借助监控单元(4)并且独立于所述控制单元(5)将从第一开关模式(SM)到第二开关模式(SM)的过渡与一定数量的被禁止的过渡和/或一定数量的被允许的过渡进行比较，并且所述监控单元(4)在所述过渡与被禁止的过渡中的一个过渡一致和/或与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下阻止所述第二开关模式(SM)，并且在所述过渡与所述一定数量的被禁止的过渡有偏差的情况下和/或在与被允许的过渡中的一个过渡一致的情况下将所述第二开关模式(SM)输出给所述功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述监控单元(4)在所述过渡与被禁止的过渡中的一个过渡一致和/或与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下将所述第一开关模式(SM)输出给所述功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述过渡与被禁止的过渡中的一个过渡一致和/或在与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下触发动作(N)。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，在所述过渡与被禁止的过渡中的一个过渡一致和/或在与所述一定数量的被允许的过渡有偏差的情况下，输出从所述第一开关模式(SM)到至少一个第三开关模式(SM)的被允许的过渡和从所述至少第三开关模式(SM)到所述第二开关模式(SM)的被允许的过渡。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，由所述监控单元(4)接收的开关模式(SM)独立于所述控制单元(5)与一定数量的被禁止的开关模式(SMx)和/或一定数量的被允许的开关模式(SM0)进行比较，并且所述监控单元(4)在所述开关模式(SM)与所述被禁止的开关模式(SMx)中的一个开关模式一致和/或与所述一定数量的被允许的开关模式(SM0)有偏差的情况下阻止所述开关模式(SM)，并且在所述开关模式(SM)与所述一定数量的被禁止的开关模式(SMx)有偏差的情况下和/或在与被允许的开关模式(SM0)中的一个开关模式一致的情况下将所述开关模式(SM)输出给所述功率开关(S1+、S2+、S1-、S2-)。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，在从第一开关模式过渡到第二开关模式时通过所述监控单元(4)确保，在安全时间到期之后才将所述第二开关模式输出给所述功率开关。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述监控单元(4)在所述开关模式(SM)与被禁止的开关模式(SMx)中的一个开关模式一致和/或与所述一定数量的被允许的开关模式(SM0)偏差的情况下输出被允许的开关模式(SM0)。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的方法，其特征在于，在所述开关模式(SM)与被禁止的开关模式(SMx)一致和/或与所述一定数量的被允许的开关模式(SM0)有偏差的情况下触发动作(N)。

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