DE102010002962A1

DE102010002962A1 - Umrichter-Batterieladegerät mit Leistungsfaktor Eins und isolierter einphasiger Matrix

Info

Publication number: DE102010002962A1
Application number: DE102010002962A
Authority: DE
Inventors: Lateef A. San Pedro Kajouke
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2010-10-07
Also published as: CN101847888B; CN101847888A; US20100244773A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung für einen Umrichter/Batterieladegerät mit Leistungsfaktor Eins und isolierter einphasiger Schaltvorrichtungsmatrix bereitgestellt. In einer Ausführungsform ist eine AC-Gitterspannungsquelle mit einer Induktivität und einer Schaltvorrichtungsmatrix gekoppelt. Die Induktivität wird geladen, wobei die Schaltvorrichtungsmatrix gesteuert wird, um verschiedene Strompfade für die Spannung durch die Induktivität hindurch zu erzeugen, um sie zu der AC-Gitterspannung hinzuzufügen. Die verstärkte AC-Gitterspannung führt durch einen Isoliertransformator hindurch, um gleichgerichtet zu werden, und um eine Batteriematrix für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug zu laden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Laden von Batterien, und insbesondere das Laden von Batterien mit einer einphasigen Energiequelle und das Erzielen eines Leistungsfaktors von Eins für den Ladevorgang.
Hintergrund der Erfindung
Das elektrische Design eines Ladesystems für ein Elektro- bzw. Hybridfahrzeug stellt eine Vielzahl von Herausforderungen, wie zum Beispiel die Auswahl von Energietopologien, Bereitstellung von hoher Leistung über einen weiten Bereich von Eingangs-/Ausgangs-Betriebsspannungen, galvanische Isolierung, hohe Leistungsdichte und geringe Kosten. Die Spannungseigenschaften des Batterie-basierten Energie-Speicher-Systems (ESS) und die Anzahl der Energieversorgungs-Spannungsphasen bestimmen die Ausgangs-/Eingangs-Erfordernisse des Ladesystems.
Idealerweise sollte ein Ladesystem einen Leistungsfaktor Eins und eine geringe Gesamtharmonische Verzerrung, sowie einen galvanisch isolierten Energiezustand und eine hohe Leistungsdichte erzielen. In einem Versuch, diese Ziele zu erreichen, verwenden herkömmliche Ladesysteme ein Zwei-Stufen-Design. Die erste Stufe umfasst einen Hochsetzsteller mit weitem Eingangsspannungsbereich und Leistungsfaktor Eins, der eine Ausgangsspannung bereitstellt, welche höher als die maximal spezifizierte ESS-Spannung ist. Die zweite Stufe stellt galvanische Isolierung bereit, und verarbeitet die Spannung und den Strom für das ESS gemäß Spezifikation durch das Lade-Steuersystem.
Die Nachteile dieser herkömmlichen Praxis sind, dass die zwei Stufen ineffizient sind, da eine Energieverstärkungs-Stufe erforderlich ist, um einen intermittierenden Hochspannungs-Gleichstrom-Bus zu erzeugen. Überdies erfordert im Fall von hoher Leistung oder schnellem Laden der Eingang des Zwei-Stufen-Systems eine Multiphasen-Energieversorgungs-Verbindung (z. B. zweiphasig oder dreiphasig). Jedoch werden in den Vereinigten Staaten die meisten Häuser und Gebäude standardmäßig mit einer einphasigen Energieversorgungsspannung (110 Volt, 60 Hz in den Vereinigten Staaten) betrieben.
Dementsprechend ist es wünschenswert, ein einphasiges Ladesystem bereitzustellen, welches eine Effizienz eines Leistungsfaktors von Eins erzielt, während die Isolierung, geringe harmonische Verzerrung und hohe Leistungsdichte bereitgestellt werden, welche für Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge oder Lade-Anwendungen benötigt werden, welche eine ähnliche Lade-Effizienz erfordern. Weiterhin werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den angefügten Ansprüchen ersichtlich, und zwar in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen einen Umrichter/ein Batterieladegerät mit Leistungsfaktor Eins und isolierter einphasiger Schaltvorrichtungsmatrix. Gemäß einer Ausführungsform ist eine AC-Gitterspannungsquelle mit einer Induktivität und einer Schaltvorrichtungsmatrix gekoppelt. Die Induktivität wird geladen, wobei die Schaltvorrichtungsmatrix gesteuert wird, um verschiedene Strompfade für die Spannung durch die Induktivität hindurch zu erzeugen, um sie der AC-Gitterspannung hinzuzufügen. Die verstärkte AC-Gitterspannung durchsetzt einen Isoliertransformator, um gleichgerichtet und verwendet zu werden, um ein Batteriespeichersystem für ein Elektro- oder Hybrid-Fahrzeug zu laden.
Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen, und
1 ein elektrisches schematisches Diagramm eines Ladesystems nach dem Stand der Technik ist;
2 ein elektrisches schematisches Diagramm eines Ladesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein Zeitdiagramm für eine Steuerung der Schaltvorrichtungen aus 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein äquivalentes elektrisches schematisches Diagramm einer Schaltvorrichtungsanordnung der vorliegenden Erfindung während einer Anfangsstufe des Betriebs ist;
5 ein Zeitdiagramm der sinusförmigen modulierten Pulsbreite (PWM) eines variablen Betriebszyklus-Steuersignals D(t) der vorliegenden Erfindung ist;
6A und 6B äquivalente elektrische schematische Diagramme der Schaltvorrichtungsanordnung der vorliegenden Erfindung sind, und zwar während einer positiven Phase des AC-Gitterstroms gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7A und 7B äquivalente elektrische schematische Diagramme der Schaltvorrichtungsanordnung der vorliegenden Erfindung während einer negativen Phase des AC-Gitterstroms gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
8 ein Blockdiagramm der Steuerungsschaltung ist, um das Steuersignal D(t) des variablen Betriebszyklus mit sinusförmiger modulierter Pulsbreite (PWM) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erzeugen; und
9 ein Wellenform-Diagramm ist, welches die Umrichter-Ausgangsspannung und in-Phase-AC-Gitterspannung und Gitterstrom darstellt, um einen Leistungsfaktor von Eins gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform
Wie hierin benutzt, bedeutet das Wort ”beispielhaft” ”als ein Beispiel, Umstand, oder Darstellung dienend”. Die folgende detaillierte Beschreibung ist naturgemäß lediglich beispielhaft, und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung zu beschränken. Jede hierin als ”beispielhaft” beschriebene Ausführungsform ist nicht notwendigerweise als über andere Ausführungsformen bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsform ausgelegt. Alle in dieser detaillierten Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen sind beispielhafte Ausführungsformen, die bereitgestellt werden, um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung nachzuvollziehen oder zu verwenden, und nicht den Umfang der Erfindung zu begrenzen, welcher durch die Ansprüche definiert ist. Weiterhin ist eine Beschränkung durch irgendeine explizit oder implizit im vorangegangenen technischen Gebiet, Hintergrund, kurze Zusammenfassung oder in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellte Theorie nicht beabsichtigt.
Diesbezüglich kann jedes der hierin offenbarten Konzepte allgemein auf Elektro- oder Hybrid-”Fahrzeuge” angewendet werden, wobei sich der hierin verwendete Begriff ”Fahrzeug” im weitesten Sinn auf eine nicht-lebende Transportvorrichtung bezieht. Beispiele solcher Fahrzeuge umfassen Automobile, wie beispielsweise Busse, Autos, Lastwagen, SUVs, Lieferwagen, und mechanische Schienenfahrzeuge, wie zum Beispiel Züge, Straßenbahnen und Transportkarren usw. Zusätzlich ist der Begriff ”Fahrzeug” nicht durch irgendeine spezifische Vortriebstechnologie, wie zum Beispiel mit Benzin, Diesel, Wasserstoff oder verschiedenen anderen alternativen Kraftstoffen, beschränkt.
Beispielhafte Ausführungsformen
Mit Bezug auf 1 ist ein Ladesystem 10 gemäß des Standes der Technik dargestellt. Die erste Stufe 12 umfasst einen Hochsetzsteller mit einem weiten Eingangsspannungsbereich und Leistungfaktor Eins, welcher eine Ausgangsspannung bereitstellt, welche höher ist als die maximal-spezifizierte Spannung des Batterie-basierten Energie-Speicher-Systems ESS. Die zweite Stufe 14 stellt galvanische Isolierung bereit, und verarbeitet die Spannung und den Strom für das ESS gemäß Spezifikation durch das Lade-Steuersystem (nicht dargestellt).
Die Nachteile des Ladesystems 10 bestehen darin, dass die zwei Stufen ineffizient sind, da eine Energie-Verstärkungsstufe erforderlich ist, um einen intermittierenden Hochspannungs-Gleichstrom-Bus zu erzeugen. Überdies erfordert im Fall von hoher Leistung oder schnellem Laden die erste Stufe des Zwei-Stufen-Ladesystems 10 eine Multiphasen-Energieversorgungs-Verbindung (zum Beispiel zweiphasig oder dreiphasig).
Mit Bezug auf 2 wird ein einstufiges Ladesystem 16 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Ladesystem 16 besteht aus Hochfrequenz-Verbindungselement 18 und einem Matrix-Umrichter 20. Das Hochfrequenz-Verbindungselement 18 wird angetrieben von Hochfrequenz-Isoliertransformator 24 und Vollbrücken-Gleichstromsteller/Gleichrichter 26. Der Hochfrequenz-Isoliertransformator 24 stellt eine galvanische Isolierung zwischen 28 und dem Matrix-Umrichter 20 bereit.
Der Matrix-Umrichter 20 enthält bidirektionale Schaltvorrichtungen 30 bis 44, die in zwei Gruppen aufgeteilt sind: Positiv (P) (bidirektionale Schaltvorrichtungen 30, 36, 40 und 42) und negativ (N) (bidirektionale Schaltvorrichtungen 32, 34, 38 und 44). Die Auswahl von Gruppe P oder N wird durch die Richtung des AC-Eingangsstroms von der Energieversorgungsspannung 46 bestimmt. Der Schaltvorgang der bidirektionalen Schaltvorrichtungen 30 bis 44 wird durch den Gerätebetriebszustand gesteuert, der in Verbindung mit den 3 bis 7 diskutiert werden wird.
Mit Bezug auf 3 ist ein Zeitdiagramm für eine Ausführungsform der Schaltvorrichtungen S1 bis S8 (30 bis 44) dargestellt. Ein Anfangszyklus des Umrichter-Betriebs beginnt bei t₀ und endet bei t₄. Der Anfangszyklus des Umrichters ist hilfreich, da die Gitter-AC-Strompolarität (50 oder 52) bei t₀ unbekannt ist. Dementsprechend werden bei t₀ die Schaltvorrichtungen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 und S8 auf AN geschaltet (geschlossen), und zwar für ein Zeitintervall entsprechend D(t)·(Ts/2) μs, wie in dem Zeitdiagramm der 3 und dem Schaltdiagramm der 4 gezeigt ist, wo D(t) ein sinusförmig modulierter variabler Betriebszyklus wie in 5 dargestellt ist, welcher von dem in Verbindung mit 8 zu diskutierenden Steuerungsschaltkreis erzeugt wird. Wie der 4 entnommen werden kann, wird der Eingangsphasenstrom, wenn alle Schaltvorrichtungen auf AN (geschlossen) sind, in den durch die Eingangsinduktivität und Schaltvorrichtungen gebildeten Schaltkreisen zirkuliert, was in keiner Ausgangsspannung am Transformator 24 resultiert. Jedoch zwingt der geschlossene Schaltvorgang die AC-Gitterspannung durch die Verstärkungsinduktivität L (48), wobei Energie in der Verstärkungsinduktivität L 48 gespeichert wird, und zwar unabhängig von der Polarität des Gitter-AC-Stroms bei t₀.
Weiterhin mit Bezug auf 3 werden Schaltvorrichtungen S1, S7, S4 und S6 bei t₁ auf AUS geschaltet (offen), während Schaltvorrichtungen S2, S3, S5 und S8 auf AN bleiben, wie in 6A und 7A gezeigt, und zwar für ein Zeitintervall entsprechend {1 – D(t)}·(Ts/2) μs. Dieser Schaltvorgang setzt die in der Verstärkungs-Induktivität 48 gespeicherte Energie frei und erzeugt eine Sperrspannung. Die Sperrspannung wird zu dem Momentanwert der Gitter-AC-Spannung 50 addiert. Während die Schaltvorrichtungen S2, S3, S5 und S8 auf AN sind, stellt diese Schaltanordnung einen Leitungspfad (oder 56, abhängig von der Polarität der AC-Gitterspannung 46) bereit, so dass Energie von dem Gitter, und Energie, die in der Verstärkungs-Induktivität gespeichert ist, zu den Ausgangsanschlüssen des Umrichters über den Isoliertransformator 24 strömt, unabhängig von der Gitter-AC-Strompolarität (50 oder 52), wobei eine verstärkte Spannung, Vtx (56), an dem Isoliertransformator 24 erzeugt wird.
Hierbei ist Vtx = VAC/{(1 – D(t)} für eine Dauer entsprechend {1 – D(t)}·(Ts/2) μs.
Zum Zeitpunkt t₂ sind die Schaltvorrichtungen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 und S8 wieder auf AN geschaltet (4) und die AC-Gitterspannung 24 ist wiederum zwangsweise an der Verstärkungsinduktivität 48 angelegt, wobei Energie in der Verstärkungsinduktivität für eine Zeitdauer entsprechend D(t)·(Ts/2) μs gespeichert ist.
Wiederum mit Bezug auf 3 sind die Schaltvorrichtungen S2, S3, S5 und S8 zum Zeitpunkt t₃ auf AUS (offen) geschaltet, während Schaltvorrichtungen S1, S4, S6 und S7 auf AN bleiben, wie in 6B und 7B gezeigt, und zwar für eine Zeitdauer entsprechend {1 – D(t)}·(Ts/2) μs. Dieser Schaltvorgang setzt die in der Verstärkungsinduktivität 48 gespeicherte Energie frei und erzeugt eine Sperrspannung. Die Sperrspannung wird zu dem Momentanwert der Gitter-AC-Spannung 48 addiert. Wenn die Schaltvorrichtungen S1, S4, S6 und S7 auf AN geschaltet sind, dann stellt die Schaltkonfiguration einen Leitungspfad 55 (oder 57, abhängig von der Polarität der AC-Gitterspannung 46) bereit, so dass Energie von dem Gitter und in der Verstärkungsinduktivität gespeicherte Energie zu den Ausgangsanschlüssen des Umrichters über den Isoliertransformator 24 strömt, unabhängig von der Gitter-AC-Strompolarität (50 oder 52), und eine verstärkte Spannung, Vtx (56), an dem Isoliertransformator 24 erzeugt wird.
Hierbei ist Vtx = VAC/{(1 – D(t)) für eine Dauer entsprechend {1 – D(t)}·(Ts/2) μs.
Die Anfangs-Umrichterzyklen zwischen t₀ und t₄ verschaffen der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass sie in der Lage ist, ohne vorheriges Wissen der Gitter-AC-Strompolarität zu starten. Dementsprechend fährt die vorliegende Erfindung mit einem Zyklus des Wiederholens zwischen den Zuständen der Schaltvorrichtungen S2, S3, S5 und S8 fort, welche auf AN geschaltet sind, wie in 6A und 7A dargestellt, wobei Schaltvorrichtungen S1, S4, S5, und S7 auf AN bleiben, wie in 6B und 7B dargestellt, und zwar jeweils für eine Schaltdauer Ts und eine Schaltfrequenz entsprechend Fs = 1/Ts.
Mit Bezug auf 8 wird nun der Steuerungsschaltkreis zum Erzeugen des sinusförmigen pulsbreitenmodulierten (PWM) Steuersignals für den variablen Betriebszyklus in der Art eines Blockdiagramms gezeigt. Die Ausgabespannung wird abgetastet, wobei die Abtastung 60 verstärkt 62 und mit einer Bezugsspannung 66 verglichen wird, und zwar unter Verwendung des Spannungsfehlerverstärkers 68, wobei der Ausgang 71 des Fehlerverstärkers 70 an dem Multiplizierer 72 angewendet wird, und wobei die AC-Gitterspannung verarbeitet wird und der Kehrwert der AC-Spannung 24 am Multiplizierer 72 am Ausgang 74 angewendet wird. Der Ausgang des Multiplizierers 72 wird an dem Stromfehlerverstärker 76 angewendet, wobei der Induktivitätsstrom abgetastet und dem Stromfehlerverstärker zugeführt wird. Der Ausgang des Stromfehlerverstärkers, VC(78), wird mit dem Hochfrequenzträger, VM(80), verglichen. In einer bevorzugten Ausführungsform vergleicht VM ein 50 kHz-Signal. Der Ausgang des Vergleichers ist der sinusförmige pulsbreitenmodulierte Betriebszyklus D(t) 82, wie in 5 dargestellt ist. Wie in Verbindung mit den 3 bis 7 erläutert, steuert das D(t)-Signal die AN/AUS-Zeitintervalle der Schaltvorrichtungen S1 bis S8.
Das Schalten des Umrichters der vorliegenden Erfindung mit einem sinusförmigen modulierten Betriebszyklus, D(t), erzeugt einen Ladebetrieb mit Leistungsfaktor Eins und eine geringe Gesamtharmonische Verzerrung (THD), wie in 9 dargestellt ist. Die AC-Gitter-Eingangsspannung 24 ist in Phase mit dem Gitter-Eingangsstrom (50 oder 52, abhängig von der Polarität). Dies resultiert in einem Leistungsfaktor Eins in einem einstufigen Energie-Umrichter. Die von der Induktivität 48 zu der Verstärkungsspannung hinzuaddierte AC-Gitterspannung stellt eine Ladespannung 25 von annähernd 250 Volt mit geringem AC-Eingangsspannung-THD bereit.
Einige der Ausführungsformen und Implementierungen sind oben in Bezug auf funktionale und/oder logische Blockkomponenten und verschiedene Bearbeitungsschritte beschrieben worden. Es sollte jedoch zur Kenntnis genommen werden, dass solche Blockkomponenten durch jede Art von Hardware, Software und/oder Firmware-Komponenten ausgeführt werden kann, welche ausgelegt sind, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltkreiskomponenten verwenden, wie zum Beispiel Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, logische Elemente, Look-Up-Tabellen oder dergleichen, welche eine Vielzahl von Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen ausführen können. Zusätzlich wird dem Fachmann bewußt sein, dass hierin beschriebene Ausführungsformen lediglich beispielhafte Implementationen sind.
In diesem Dokument werden relative Ausdrücke, wie zum Beispiel erster und zweiter und dergleichen lediglich verwendet, um eine Einheit oder einen Vorgang von einer anderen Einheit oder Vorgang zu unterscheiden, ohne notwendigerweise tatsächlich eine solche Beziehung oder Reihenfolge zwischen diesen Einheiten oder Vorgängen herzustellen oder zu implizieren. Weiterhin implizieren, in Abhängigkeit vom Kontext, Wörter wie beispielsweise ”verbinden” oder ”gekoppelt mit”, welche zur Beschreibung einer Beziehung zwischen verschiedenen Elementen verwendet werden, nicht, dass eine direkte physische Verbindung zwischen diesen Elementen hergestellt sein muss. Zum Beispiel können zwei Elemente miteinander physisch, elektronisch, logisch oder in jeder anderen Art und Weise durch ein oder mehrere zusätzliche Elemente miteinander verbunden sein.
Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung dargestellt worden ist, sollte zur Kenntnis genommen werden, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es sollte außerdem zur Kenntnis genommen werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen lediglich Beispiele sind, und nicht den Umfang, die Anwendbarkeit, oder Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise beschränken sollen. Vielmehr stellt die vorangegangene detaillierte Beschreibung dem Fachmann eine geeignete Beschreibung zum Ausführen der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen bereit. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung, wie es in den beigefügten Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten davon definiert ist, zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Umwandeln einer AC-Gitterspannung in eine DC-Ladespannung, die Schritte umfassend: Koppeln einer Induktivität an die AC-Gitterspannung und an eine einstufige Schaltvorrichtungsmatrix; Steuern der einstufigen Schaltvorrichtungsmatrix, um die Induktivität mit einer Spannung zu laden; Steuern der einstufigen Schaltvorrichtungsmatrix, um einen ersten und zweiten Strompfad für die Spannung und die AC-Gitterspannung bereitzustellen, um durch einen Isoliertransformator zu fließen, wobei der erste und zweite Strompfad auf die AC-Gitterstrompolarität anspricht; Wiederholen des Steuerns der einstufigen Schaltvorrichtungsmatrix, um die Induktivität mit einer Spannung zu laden; Steuern der einstufigen Schaltvorrichtungsmatrix, um einen dritten und vierten Strompfad für die Spannung und die AC-Gitterspannung bereitzustellen, um durch einen Eingang zu einem Isoliertransformator zu fließen, wobei der dritte und vierte Strompfad auf die AC-Gitterstrompolarität anspricht; Gleichrichten der Spannung und der AC-Gitterspannung von einem Ausgang des Isoliertransformators, um eine Ladespannung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns der einstufigen Schaltvorrichtungsmatrix, um die Induktivität mit einer Spannung zu laden, ein Schließen von acht Schaltvorrichtungen umfasst, welche in einer vier-mal-vier-parallel-Schaltvorrichtungsanordnung für eine erste Zeitdauer angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns der einstufigen Schaltvorrichtungsmatrix, um einen ersten und zweiten Strompfad bereitzustellen, ein Öffnen der ersten und dritten Schaltvorrichtungen auf jeder Seite der vier-mal-vier-parallel-Schaltvorrichtungsanordnung für eine zweite Zeitdauer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns der einstufigen Schaltvorrichtungsmatrix, um einen dritten und vierten Strompfad bereitzustellen, ein Öffnen der zweiten und vierten Schaltvorrichtungen auf jeder Seite der 4-mal-4-parallel-Schaltvorrichtungsanordnung für die zweite Zeitdauer umfasst.
Umrichter-Batterieladegerät mit einphasiger isolierter Schaltvorrichtung, umfassend: eine AC-Gitterspannungsquelle, welche eine AC-Gitterspannung bereitstellt; eine Induktivität in Reihe mit der AC-Gitterspannungsquelle; eine einphasige Schaltvorrichtungsmatrix; eine Steuerung zum Steuern der einphasigen Schaltvorrichtungsmatrix, um Schaltvorrichtungen zu öffnen oder zu schließen, um Strompfade zu erzeugen; einen Isoliertransformator, der mit einer Eingangsseite mit der einphasigen Schaltvorrichtungsmatrix gekoppelt ist; und einen Gleichrichter, der mit einer Ausgangsseite des Isoliertransformators gekoppelt ist; wobei die Steuerung die einphasige Schaltvorrichtungsmatrix steuert, um die Induktivität mit einer Spannung aufzuladen, und dann die Schaltvorrichtungen steuert, um Strompfade für die Spannung und die AC-Gitterspannung zu erzeugen, um durch den Isoliertransformator zu dem Gleichrichter hindurchzuführen, um eine Batterie aufzuladen.
Umrichter-Batterieladegerät mit einphasiger isolierter Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die einphasige Schaltvorrichtungsmatrix acht Schaltvorrichtungen umfasst, die in einer vier-mal-vier-Parallelanordnung angeordnet sind.
Umrichter-Batterieladegerät mit einphasiger isolierter Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuerung die Schaltvorrichtungen öffnet und schließt, um im Wesentlichen einen Leistungsfaktor Eins zu erzielen.
Umrichter-Batterieladegerät mit einphasiger isolierter Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuerung eine geringe Eingangs-AC-Gesamt Harmonische Verzerrung erzielt.
Umrichter-Batterieladegerät mit einphasiger isolierter Schaltvorrichtung, umfassend: eine AC-Gitterspannungsquelle, welche eine AC-Gitterspannung bereitstellt; eine Induktivität in Reihe mit der AC-Gitterspannungsquelle; eine einphasige Schaltvorrichtungsmatrix, welche acht Schaltvorrichtungen umfasst, welche in einer vier-mal-vier-Parallelanordnung angeordnet sind; eine Steuerung zum Steuern der einphasigen Schaltvorrichtungsmatrix, um die Schaltvorrichtungen zu öffnen oder zu schließen, um Strompfade zu erzeugen; einen Isoliertransformator, der an einer Eingangsseite mit der einphasigen Schaltvorrichtungsmatrix gekoppelt ist; und einen Gleichrichter, der mit einer Ausgangsseite des Isoliertransformators gekoppelt ist; wobei die Steuerung die einphasige Schaltvorrichtungsmatrix steuert, um die Induktivität mit einer Spannung zu laden, und dann die Schaltvorrichtungen zu steuern, um Strompfade für die Spannung und die AC-Gitterspannung zu erzeugen, um durch den Isoliertransformator zu dem Gleichrichter hindurchzuführen, um eine Batterie aufzuladen.
Umrichter-Batterieladegerät mit einphasiger isolierter Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuerung die Schaltvorrichtungen öffnet und schließt, um im Wesentlichen einen Leistungsfaktor Eins zu erzielen.
Umrichter-Batterieladegerät mit einphasiger isolierter Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuerung eine geringe Eingangs-AC-Gesamt Harmonische Verzerrung erzielt. Umrichter-Batterieladegerät mit einphasiger isolierter Matrix und Leistungsfaktor Eins