DE10138751B4

DE10138751B4 - Wechselrichter mit schnellschaltenden ansteuerbaren elektronischen Schaltern, insbesondere IGBT-Schaltern, sowie Verfahren zur Ansteuerung eines derartigen Wechselrichters

Info

Publication number: DE10138751B4
Application number: DE10138751A
Authority: DE
Inventors: Udo Seidl
Original assignee: Vossloh Kiepe GmbH Germany
Current assignee: Kiepe Electric GmbH Germany
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: DE10138751A1

Abstract

Wechselrichter mit schnellschaltenden, ansteuerbaren elektronischen Schaltern, insbesondere IGBT-Schaltern, in einer Vollbrückenschaltung, die ein erstes Brückenzweigpaar mit zwei Schaltern und ein zweites Brückenzweigpaar mit zwei Schaltern aufweist, wobei jedes Brückenzweigpaar an seinen beiden Enden jeweils mit dem positiven bzw. negativen Pol der Eingangsspannungsquelle verbunden ist und die Mittelpunkte der Brückenzweigpaare über die Primärwicklung eines Ausgangstransformators zur Bildung einer ersten und einer zweiten Brückendiagonale miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer von zwei Schaltern (T3, T4) der Vollbrückenschaltung, die nicht auf einer gemeinsamen Brückendiagonale liegen, zusammen mit einer Gleichstrom-Speicherdrossel (L) und einer Diode (D1, D2) als Tiefsetzsteller geschaltet sind, wobei diese Schalter jeweils mit einem Pol der Eingangsspannungsquelle (U_ein+/U_ein–) und über die in Sperrichtung gepolte Diode (D1, D2) mit dem anderen Pol der Eingangsspannungsquelle verbunden sind und die Gleichstrom-Speicherdrossel (L) zwei Wicklungen (L1, L2) besitzt, die induktiv stark und kapazitiv schwach gekoppelt sind, wobei mindestens eine der Wicklungen (L1, L2) mit...

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter mit schnellschaltenden ansteuerbaren elektronischen Schaltern, insbesondere IGBT-Schaltern, mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Wechselrichter sind bekannt und ein Wechselrichter gemäß diesem Schaltungsprinzip ist beispielsweise in DE 196 30 983 C1 beschrieben.
Derartige Wechselrichter werden beispielsweise in DC/DC-Wandlern in vielen Bereichen der Elektrotechnik eingesetzt. Bei kleineren Leistungen spricht man auch von ”Schaltnetzteilen”. Ein DC/DC-Wandler besteht aus einem Wechselrichter, einem Potential trennenden Übertrager (Transformator) und einem Gleichrichter. Um den Übertrager in Größe und Gewicht klein zu halten, sind hohe Schaltfrequenzen im Wechselrichter nötig. Für Eingangsspannungen bis etwa 400 V sind MOSFETs die geeigneten Wechselrichterbauteile, bei höheren Eingangsspannungen werden IGBTs eingesetzt.
Für die Realisierung hoher Schaltfrequenzen ist es erforderlich, die Schaltverluste der Halbleiter zu minimieren, d. h., Schaltvorgänge müssen entlastet oder quasi verlustfrei erfolgen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind beispielsweise Schaltungsanordnungen bekannt geworden, die mit Resonanzwechselrichtern arbeiten. Die meisten dieser Schaltungsanordnungen sind jedoch entweder sehr aufwendig, erlauben keine großen Eingangsspannungsbereiche, verschieben sehr viel Blindleistung, was wiederum Verluste zur Folge hat, erzeugen aufgrund der Resonanzkreise intern sehr hohe Spannungen oder es treten Schwierigkeiten bei Ausgangsbelastungen von Null bis 100% auf.
Eine Schaltungsanordnung zur Lösung des obengenannten Problems ist in der DE 196 30 983 C1 beschrieben, aber auch diese bekannte Schaltungsanordnung erfordert wegen der hohen Anzahl von benötigten Induktivitäten und Kapazitäten einen relativ hohen Aufwand.
In dem Dokument DE 196 03 823 A1 ist eine Stromrichterschaltungsanordnung insbesondere zur Energieaufbereitung in Photovoltaik- oder mindestens einphasigen Systemen beschrieben. Diese Schaltungsanordnung kann ein spannungstiefsetzendes wechselrichtendes Verhalten aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselrichter mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so aufzubauen, daß er einen großen Eingangsspannungsbereich von beispielsweise 400 V bis 1050 V besitzt, bei Null-Last wie auch bei Voll-Last (ca. 20 kW dauernd) stabil arbeitet und mit möglichst hoher Frequenz, beispielsweise ca. 20 kHz taktet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wechselrichters sind in den abhängigen Ansprü chen beschrieben. Ein Verfahren zur Ansteuerung des Wechselrichters nach der Erfindung ist Gegenstand von Anspruch 5. Weiterbildungen dieses Verfahrens für bestimmte Schaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Wechselrichters sind in den Ansprüchen 6 und 7 beschrieben.
Der erfindungsgemäße Wechselrichter ist insbesondere zum Aufbau eines Potential trennenden DC/DC-Wandlers mit IGBT-Schaltern gedacht, der mit Frequenzen oberhalb des hörbaren Bereichs betrieben werden kann. Er ist beispielsweise für den Einsatz als Bordnetzumformer in Schienenfahrzeugen und O-Bussen geeignet. Ein weiter Eingangsspannungsbereich, große Ausgangsleistung bei gutem Wirkungsgrad und eine kleine Bauform und niedriges Gewicht sind seine Merkmale.
Wie weiter unten anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert wird, beruht der Grundgedanke der Erfindung darauf, in der Vollbrückenschaltung jeweils zwei Schalter, die nicht auf einer gemeinsamen Brückendiagonale liegen, durch einen Tiefsetzsteller zu ersetzen. Ein Tiefsetzsteller besteht üblicher Weise aus einer Schaltung mit einem ansteuerbaren, im allgemeinen elektronischen Schalter, der in Serie mit einer in Sperrichtung gepolten Diode zwischen die beiden Pole einer Gleichspannungsquelle geschaltet ist wobei die Last in Serie mit einer Gleichstrom-Speicherdrossel der Diode parallel geschaltet ist. In den Schaltpausen des elektronischen Schalters fließt dann von der Gleichstrom-Speicherdrossel ein Strom durch Last und Diode. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung besteht ein sehr wesentliches Teilmerkmal darin, daß die Gleichstrom-Speicherdrossel zwei Wicklungen aufweist, die induktiv stark und kapazitiv schwach miteinander gekoppelt sind und von denen eine Wicklung im einen Brückenzweigpaar und die andere Wicklung im anderen Brückenzweigpaar angeordnet ist und außerdem die beiden Wicklungen in unter schiedlichen Brückendiagonalen liegen. Auf diese Weise wird eine Koppelung der beiden Brückenzweigpaare bzw. der Brückendiagonalen erreicht. Dies kann bei entsprechender Ansteuerung der Schalter der Vollbrücke dazu ausgenutzt werden, daß beim Betrieb des Wechselrichters fast alle Schaltvorgänge quasi verlustfrei ablaufen. Lediglich das Ausschalten der Tiefsetzsteller-Schalter erfolgt verlustbehaftet. Weiterhin wird durch die Gleichstrom-Speicherdrossel mit zwei Wicklungen in der oben bezeichneten Anordnung erreicht, daß der Ausgangstransformator mit fester Spannung und grundsätzlich mit einem Tastgrad von fast 50% betrieben wird. Dadurch wird er optimal ausgenutzt und es kann auf eine Filterdrossel im Sekundärkreis des Transformators verzichtet werden.
Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele für einen Wechselrichter nach der Erfindung sowie das Verfahren zu ihrer Ansteuerung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 das Schaltbild eines DC/DC-Wandlers mit einem IGBT-Wechselrichter in einer ersten Ausführungsform mit vier Schaltern; die 1A bis 1F das Schaltbild nach 1 mit jeweils in unterschiedlichen Phasen der Ansteuerung auftretendem Stromlauf;
2 die Schaltung nach 1 in einer Variante mit einer Zusatzschaltung zur Begrenzung von Spannungsspitzen;
3 den zeitlichen Ablauf der Schaltzustände an verschiedenen Punkten der Schaltung nach 1;
die 4 bis 6 einige Varianten der Schaltung nach 1;
7 die Schaltung eines DC/DC-Wandlers mit IGBT-Wechselrichter in einer zweiten Ausführungsform mit 6 Schaltern;
8 eine Variante der Schaltung nach 7.
1 zeigt das Schaltbild eines DC/DC-Wandlers, dessen Wechselrichter eine Vollbrückenschaltung aufweist, an welche der positive Pol U_ein+ und der negative Pol U_ein– der Eingangsspannungsquelle angelegt sind mit einem Eingangskondensator C1. Die Brückenschaltung besitzt ein erstes Brückenzweigpaar B1, in dem in Serie die erste Wicklung L1 einer Gleichstrom-Speicherdrossel L, ein IGBT-Schalter T1 und ein IGBT-Schalter T2 angeordnet sind. Im zweiten Brückenzweigpaar B2 sind in Serie ein erster Tiefsetzsteller mit einem IGBT-Schalter T3 und einer Diode D2, eine zweite Wicklung L2 der Gleichstrom-Speicherdrossel L sowie ein zweiter Tiefsetzsteller mit einem IGBT-Schalter T4 und einer Diode D1 angeordnet. Wie weiter unten anhand der Funktionsweise ersichtlich, ist dem zweiten Tiefsetzsteller mit dem IGBT-Schalter T4 die erste Wicklung L1 der Gleichstrom-Speicherdrossel L zugeordnet. Wie ebenfalls aus 1 ablesbar, liegen somit in der ersten Brückendiagonalen BD1 die erste Wicklung L1 der Gleichstrom-Speicherdrossel L, der IGBT-Schalter T1, die Primärwicklung des Ausgangstransformators Tr und der IGBT-Schalter T4 des zweiten Tiefsetzstellers. In der zweiten Brückendiagonalen BD2 liegen der IGBT-Schalter T3 des ersten Tiefsetzstellers, die zweite Wicklung L2 der Gleichstrom-Speicherdrossel L, die Primärwicklung des Ausgangstransformators Tr und der IGBT-Schalter T2. Im Sekundärkreis des Ausgangstransformators Tr befinden sich in üblicher Weise die Gleichrichterdioden D3, D4, D5 und D6 sowie der Kondensator C2, an dem die Aus gangsspannung U_aus+/U_aus– abgenommen wird.
Die beiden Wicklungen L1 und L2 der Gleichstrom-Speicherdrossel L, die in den unterschiedlichen Brückendiagonalen B1 bzw. B2 liegen, sind induktiv sehr gut und kapazitiv schlecht miteinander gekoppelt.
Im folgenden wird anhand der 1A bis 1F die Funktion der Schaltung nach 1 und ihrer Ansteuerung näher beschrieben.
Ausgangszustand für die Betrachtung sei die nur in 1 gekennzeichnete erste Brückendiagonale BD1. Die IGBT-Schalter T1 und T4 sind leitend und es wird Energie übertragen. Dieser Zustand ist in 1A dargestellt, indem der Strompfad mit verstärkten Linien eingezeichnet ist. Dabei sind Ströme in den Filterkondensatoren C1 und C2 nicht dargestellt.
In einem nächsten Schritt der Ansteuerung wird der IGBT-Schalter T4, der zum zweiten Tiefsetzsteller gehört, verlustbehaftet ausgeschaltet. Dieser Zustand ist in 1B dargestellt. Der Strom wechselt auf die Tiefsetzstellerdiode D1. Es wird weiterhin Energie übertragen.
Nun wird der IGBT-Schalter T3, der zum ersten Tiefsetzsteller gehört, verlustfrei eingeschaltet. Der sich ergebende Zustand ist in 1C dargestellt. Infolge der guten induktiven Kopplung zwischen den Wicklungen L1 und L2 der Gleichstrom-Speicherdrossel L kommutiert der Strom in L von der Wicklung L1 auf die Wicklung L2. Energie wird während dieses sehr kurzen Schaltzustandes nicht übertragen.
Durch quasi verlustfreies Ausschalten des IGBT-Schalters T1 und Einschalten des IGBT-Schalters T2 wird nun der Stromfluß durch die zweite Brückendiagonale BD2 erreicht. Die Spannung am Ausgangstransformator Tr hat gewechselt und es wird wieder Energie übertragen. Dieser Zustand ist in 1D dargestellt.
Nun wird in einem weiteren Schritt der IGBT-Schalter T3 des ersten Tiefsetzstellers verlustbehaftet ausgeschaltet. Der Strom wechselt auf die Tiefsetzstellerdiode D2. Es wird weiterhin Energie übertragen. Dieser Zustand ist in 1E dargestellt.
Dann wird der IGBT-Schalter T4 des zweiten Tiefsetzstellers quasi verlustfrei eingeschaltet. Es ergibt sich der in 1F dargestellte Zustand. Energie wird während dieses sehr kurzen Schaltzustandes nicht übertragen.
Schließlich wird durch quasi verlustfreies Ausschalten des IGBT-Schalters T2 und Einschalten des IGBT-Schalters T1 wieder der in 1A dargestellte Ausgangszustand erreicht, indem der Strom über die erste Brückendiagonale BD1 fließt.
Der zeitliche Ablauf der oben beschriebenen Schaltzustände ist in 3 dargestellt, wobei folgende Zuordnungen gelten:
Schaltzustand 1 = 1A
Schaltzustand 2 = 1B
Schaltzustand 3 = 1C
Schaltzustand 4 = 1D
Schaltzustand 5 = 1E
Schaltzustand 6 = 1F.
In 3 sind neben den Schaltzuständen an den vier IGBT-Schaltern T1 bis T4 die Kurvenverläufe von Spannung und Strom am Ausgangstransformator TR dargestellt.
Der Abschaltzeitpunkt der IGBT- Schalter T3 und T4 ist veränderbar. Diese Aussteuerung der Tiefsetzsteller dient der Spannungseinstellung am Ausgangstransformator Tr.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Spannungsbelastung der IGBT-Schalter T1 und T2 gleich der Eingangsspannung zuzüglich der primärseitigen Transformatorspannung ist. Dies liegt an den transformatorischen Eigenschaften der Doppeldrossel L.
Aufgrund der parasitären Induktivitäten und Kapazitäten der magnetischen Bauteile und aufgrund der Chipkapazitäten der IGBT-Schalter kommt es zusätzlich zu Überspannungen an den IGBT-Schaltern T1 und T2, wenn der IGBT-Schalter T3 oder T4 abschaltet. Um diese wenig energiereichen Spitzen zu begrenzen, kann die Schaltung in einer Weise ergänzt werden, wie dies in 2 dargestellt ist. In 2 sind die hinzugenommenen Schaltungsteile mit verstärkten Linien eingezeichnet. In dieser aus dem Kondensator C3 und den Dioden D7 und D8 bestehenden Schaltung lädt sich der Kondensator C3 automatisch auf den Wert der primärseitigen Transformatorspannung auf. Der Wert der Kapazität von C3 kann kleiner als 1 μF sein, und somit besitzt der Kondensator eine relativ geringe Baugröße. Gibt es nun an T1 oder T2 eine Überspannung die über die Summe von Eingangsspannung und primarseitiger Transformatorspannung hinausgeht, so wird diese Überspannung über die Diode D7 und mit dem Kondensator C3 geklemmt. Die in C3 gespeicherte Energie der Überspannung wird im folgenden (in den Schaltzuständen 1 und 4) dem System über die Diode D8 wieder zugeführt.
In den 4, 5 und 6 sind Varianten der Schaltung nach 1 dargestellt. Weil die Schaltungen mit den identischen Bauteilen in nur leicht variierter Anordnung ausgebildet sind, werden in den 4 bis 6 die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie in 1.
Die Schaltung nach 4 unterscheidet sich von der Schaltung nach 1 lediglich dadurch, daß die Bauteile T1 und L1 in ihrer Lage im ersten Brückenzweigpaar B1 gegeneinander vertauscht sind.
Die Schaltung nach 5 unterscheidet sich von der Schaltung nach 1 darin, daß die Schaltung gemäß 1 gleichsam ”horizontal gespiegelt” in 5 erscheint. Dadurch ergibt sich, daß die Bauteile T1, Primärwicklung von Tr, L2, T4 in der ersten Brückendiagonalen und die Bauelemente T3, Primärwicklung von Tr, T2, L1 in der zweiten Brückendiagonale liegen.
Die Schaltung nach 6 unterscheidet sich von der Schaltung nach 1 darin, daß einerseits wiederum die Schaltung ”horizontal gespiegelt” erscheint und außerdem die Bauelemente T2 und L1 miteinander vertauscht sind. Die Schaltung nach 6 ist somit eine Variante der Schaltung nach 5.
Die Ansteuerung der Schaltung nach den 4 bis 6 ergibt sich analog aus der Ansteuerung der Schaltung nach 1.
Bei den bisher betrachteten Schaltungen nach den 1 sowie 4 bis 6 waren die Tiefsetzsteller jeweils im gleichen Brückenzweigpaar angeordnet. Es sind aber auch Ausführungsformen der Schaltung möglich, bei denen die Tiefsetzsteller in unterschiedlichen Brückenzweigpaaren angeordnet sind. Diese Ausführungsformen müssen aber mit 6 IGBT-Schaltern aufgebaut werden.
Bei der Schaltung nach 7 liegt im ersten Brückenzweigpaar ein erster IGBT-Schalter T4', der zusammen mit der Diode D1' und der ersten Wicklung L1' der Gleichstrom-Speicherdrossel L' als Tiefsetzsteller geschaltet ist, sowie in Serie hierzu zwei IGBT-Schalter T5' und T1'. Im zweiten Brückenzweigpaar liegt ein IGBT-Schalter T3', der zusammen mit der Diode D2' und der zweiten Wicklung L2' der Gleichstrom-Speicherdrossel L' als Tiefsetzsteller geschaltet ist, in Serie mit den IGBT-Schaltern T6' und T2'.
Damit liegen in der ersten Brückendiagonale die Bauelemente T4', L1', T5', die Primärwicklung des Transformators Tr, T2'. In der zweiten Brückendiagonale liegen die Bauelemente T3', L2', T6', die Primärwicklung des Ausgangstransformators Tr, T1'.
Der Ansteuerzyklus bei der Schaltung nach 7 verläuft folgendermaßen:
Im Ausgangszustand sind eingeschaltet T4', T5' und T2'. Der Strom fließt über die erste Brückendiagonale BD1; es wird nun T4' ausgeschaltet und der Stromfluß wechselt zur Diode D1'. Nun wird T1' eingeschaltet und der Strom fließt durch den Kreis L1'-T5'-T1'-D1'. Es wird keine Energie übertragen. Nun wird T2' ausgeschaltet und T3' sowie T6' eingeschaltet, so daß der Strom durch den Kreis T3'-L2'-T6'-Tr-T1' fließt. T5' wird ausgeschaltet. Dann wird T3' ausgeschaltet und der Strom fließt durch den Kreis L2'-T6'-Tr-T1'-D2'. Wenn nun T2' eingeschaltet wird, fließt der Strom durch den Kreis L2'-T6'-T2'-D2 und es wird keine Energie übertragen. Es wird nun T1' ausgeschaltet und T4' sowie T5' eingeschaltet. Dann wird T6' ausgeschaltet und der Ausgangszustand ist wieder hergestellt.
8 zeigt eine Variante der Schaltung nach 7, die ”horizontal gespiegelt” erscheint. Es sind die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie in 7, die aber mit einem zweifachen Apostrophstrich versehen sind. Die Ansteuerung erfolgt analog wie bei der Schaltung nach 7.
Auch bei den Schaltungen nach 7 und 8, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten wie die Schaltungen nach den 1 sowie 4 bis 6, verlaufen alle Schaltvorgänge quasi verlustfrei bis auf das Ausschalten der Tiefsetzsteller-IGBT-Schalter T4' und T3'. Ein Nachteil dieser Varianten sind der größere Aufwand und die zusätzlichen Durchlaßverluste zweier IGBT-Schalter. Ein Vorteil dieser Varianten ist, daß die Spannungsbelastung aller IGBT-Schalter die Eingangsspannung nur durch Überspannungen überschreitet.

Claims

Wechselrichter mit schnellschaltenden, ansteuerbaren elektronischen Schaltern, insbesondere IGBT-Schaltern, in einer Vollbrückenschaltung, die ein erstes Brückenzweigpaar mit zwei Schaltern und ein zweites Brückenzweigpaar mit zwei Schaltern aufweist, wobei jedes Brückenzweigpaar an seinen beiden Enden jeweils mit dem positiven bzw. negativen Pol der Eingangsspannungsquelle verbunden ist und die Mittelpunkte der Brückenzweigpaare über die Primärwicklung eines Ausgangstransformators zur Bildung einer ersten und einer zweiten Brückendiagonale miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer von zwei Schaltern (T3, T4) der Vollbrückenschaltung, die nicht auf einer gemeinsamen Brückendiagonale liegen, zusammen mit einer Gleichstrom-Speicherdrossel (L) und einer Diode (D1, D2) als Tiefsetzsteller geschaltet sind, wobei diese Schalter jeweils mit einem Pol der Eingangsspannungsquelle (U_ein+/U_ein–) und über die in Sperrichtung gepolte Diode (D1, D2) mit dem anderen Pol der Eingangsspannungsquelle verbunden sind und die Gleichstrom-Speicherdrossel (L) zwei Wicklungen (L1, L2) besitzt, die induktiv stark und kapazitiv schwach gekoppelt sind, wobei mindestens eine der Wicklungen (L1, L2) mit dem Verbindungspunkt von Diode (D1, D2) und Schalter (T3, T4) bei mindestens einem der Tiefsetzsteller verbunden ist und die eine Wicklung (L1) im ersten Brückenzweigpaar (B1) und die andere Wicklung (L2) im zweiten Brückenzweigpaar (B2) liegt und die Wicklungen (L1, L2) in unterschiedlichen Brückendiagonalen (BD1, BD2) liegen.
Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Brückenzweigpaar (B1) zwei nicht als Tiefsetzsteller geschaltete Normalschalter (T1, T2) angeordnet sind, während im zweiten Brückenzweigpaar (B2) zwei als Tiefsetzsteller geschaltete Schalter (T3, T4) angeordnet sind, wobei die erste Wicklung (L1) der Gleichstrom-Speicherdrossel (L) in der ersten Brückendiagonale (BD1) liegt und dem in dieser ersten Brückendiagonale liegenden Tiefsetzsteller (T4) zugeordnet ist und die zweite Wicklung (L2) der Gleichstrom-Speicherdrossel (L) in der zweiten Brückendiagonale (BD2) liegt und dem in dieser Brückendiagonale liegenden Tiefsetzsteller (T3) zugeordnet ist.
Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Brückenzweigpaar (B1') ein erster als Tiefsetzsteller geschalteter Schalter (T4') und ein nicht als Tiefsetzsteller geschalteter Normalschalter (T1') angeordnet sind und im zweiten Brockenzweigpaar (B2') ein zweiter als Tiefsetzsteller geschalteter Schalter (T3') und ein nicht als Tiefsetzsteller geschalteter Normalschalter (T2') angeordnet sind, wobei die erste Wicklung (L1') der Gleichstrom-Speicherdrossel (L') in der ersten Brückendiagonale (BD1') liegt und dem in dieser Brückendiagonale liegenden Tiefsetzsteller (T4') zugeordnet ist und dieser Wicklung (L1') ein erster zusätzlicher Normalschalter (T5') unmittelbar vor- oder nachgeschaltet ist und die zweite Wicklung (L2') der Gleichstrom-Speicherdrossel (L') in der zweiten Brückendiagonale (BD2') liegt und dem in dieser Brückendiagonale liegenden Tiefsetzsteller (T3') zugeordnet ist und dieser Wicklung (L2) ein zweiter zusätzlicher Normalschalter (T6') unmittelbar vor- oder nachgeschaltet ist.
Wechselrichter nach Anspruch 2 gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Begrenzung von Spannungsspitzen mit zwei in Serie zueinander und parallel zum ersten Brückenzweigpaar geschalteten, in Sperrichtung gepolten Dioden (D7, D8), deren Verbindungspunkt über einen Kondensator (C3) mit dem Verbindungspunkt zwischen der ersten Wicklung (L1) der Gleichstrom-Speicherdrossel (L) und dem in der gleichen Brückendiagonale liegenden Normalschalter (T1) verbunden ist.
Verfahren zur Ansteuerung eines Wechselrichters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Schalter der Vollbrückenschaltung pro Zyklus derart erfolgt, daß der Wechsel des Stromflusses von der ersten auf die zweite Brückendiagonale und zurück auf die erste Brückendiagonale unter Einfügung von Zwischenzuständen derart erfolgt, daß nur das Ausschalten der als Tiefsetzsteller geschalteten Schalter (T3, T4) verlustbehaftet erfolgt, während das Einschalten der als Tiefsetzsteller geschalteten Schalter (T3, T4) sowie das Ein/Ausschalten der nicht als Tiefsetzsteller geschalteten Normalschalter (T1, T2) quasi verlustfrei erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 zur Ansteuerung eines Wechselrichters nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Schalter der Vollbrückenschaltung pro Zyklus, ausgehend vom eingeschalteten Zustand des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T4) und des Normalschalters (T1) in der ersten Brückendiagonale (BD1) in folgenden Schritten erfolgt: a) Ausschalten des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T4) der ersten Brückendiagonale (BD1); b) nach Wechsel des Stromflusses auf die Diode (D1) des ausgeschalteten Schalters: – Einschalten des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T3) der zweiten Brückendiagonale (BD2); c) nach Wechsel des Stromflusses von der ersten Wicklung (L1) auf die zweite Wicklung (L2) der Gleichstrom-Speicherdrossel (L): – Ausschalten des Normalschalters (T1) der ersten Brückendiagonale (BD1) und Einschalten des Normalschalters (T2) der zweiten Brückendiagonale (BD2); d) Ausschalten des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T3) der zweiten Brückendiagonale (BD2); e) nach Wechsel des Stromflusses auf die Diode (D2) des ausgeschalteten Schalters: – Einschalten des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T4) der ersten Brückendiagonale (BD1); f) Ausschalten des Normalschalters (T2) der zweiten Brückendiagonale (BD2) und Einschalten des Normalschalters (T1) der ersten Brückendiagonale (BD1).
Verfahren nach Anspruch 5 zur Ansteuerung eines Wechselrichters nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Schalter der Vollbrückenschaltung pro Zyklus, ausgehend vom eingeschalteten Zustand des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T4'), des Normalschalters (T2') und des zusätzlichen Normalschalters (T5') in der ersten Brückendiagonale (BD1') in folgenden Schritten erfolgt: a) Ausschalten des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T4') der ersten Brückendiagonale (BD1'); b) nach Wechsel des Stromflusses auf die Diode (D1') des ausgeschalteten Schalters (T4'): – Einschalten des Normalschalters (T1') der zweiten Brückendiagonale (BD2'); c) Ausschalten des Normalschalters (T2') der ersten Brückendiagonale (BD1'); d) Einschalten des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T3') und des zusätzlichen Normalschalters (T6') der zweiten Brückendiagonale (BD2'); e) Ausschalten des zusätzlichen Normalschalters (T5') der ersten Brückendiagonale (BD1'); f) nach Wechsel des Stromflusses von der ersten Wicklung (L1) auf die zweite Wicklung der Gleichstrom-Speicherdrossel (L'): – Ausschalten des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T3') der zweiten Brückendiagonale (BD2'); g) nach Wechsel des Stromflusses auf die Diode (D2') des ausgeschalteten Schalters (T3'); – Einschalten des Normalschalters (T2') der ersten Brückendiagonale (BD1'); h) Ausschalten des Normalschalters (T1') der zweiten Brückendiagonale (BD2'); i) Einschalten des als Tiefsetzsteller geschalteten Schalters (T4') und des zusätzlichen Normalschalters (T5') der ersten Brückendiagonale (BD1'); j) Ausschalten des zusätzlichen Normalschalters (T6') der zweiten Brückendiagonale (BD2').