DE102011002467A1 - Systeme und Verfahren zum Deaktivieren eines Matrix-Umwandlers - Google Patents

Systeme und Verfahren zum Deaktivieren eines Matrix-Umwandlers Download PDF

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Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Deaktivieren eines Matrix-Umwandlungsmodules bereitgestellt. Ein elektrisches System umfasst eine Wechselstrom(AC)-Schnittstelle, ein Matrix-Umwandlungsmodul, welches mit der AC-Schnittstelle gekoppelt ist, ein zwischen die AC-Schnittstelle und das Matrix-Umwandlungsmodul geschaltetes induktives Element sowie ein Steuerungsmodul. Das Steuerungsmodul ist mit dem Matrix-Umwandlungsmodul gekoppelt, und in Antwort auf einen Shutdown-Zustand ist das Steuerungsmodul eingerichtet, um das Matrix-Umwandlungsmodul zu betreiben, um das erste Umwandlungsmodul zu deaktivieren, wenn eine Größe eines Stromes durch das ind

Description

  • HINWEIS BEZÜGLICH STAATLICH UNTERSTÜTZTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
  • Diese Erfindung wurde mit staatlicher Unterstützung unter Vertragsnummer DE-FC26-07NT43123 gemacht, welche vom Ministerium für Energie der Vereinigten Staaten zur Verfügung gestellt wurde. Die Regierung besitzt gewisse Rechte an dieser Erfindung.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Ausführungsformen des hierin beschriebenen Gegenstandes betreffen allgemein elektrische Systeme in Kraftfahrzeugen, und insbesondere betreffen Ausführungsformen des Gegenstandes Energieerzeugungssysteme mit galvanischer Isolierung.
  • HINTERGRUND
  • Matrix-Umwandler (oder Zyklo-Umwandler) können in Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeugen verwendet werden, um einer Erzeugung von relativ hoher Energie über einen relativ weiten Bereich von Betriebsspannungen zu genügen, während gleichzeitig eine galvanische Isolierung, relativ hohe Leistungsfaktoren, geringe harmonische Verzerrung, relativ hohe Energiedichte und geringe Kosten erzielt werden. Matrix-Umwandler können verwendet werden, um Energie aus einer Wechselstrom(AC)-Energiequelle, wie zum Beispiel die einphasige Netz-Elektrizität, welche in vielen Wohn- und Büro-Gebäuden vorhanden ist, in ein Gleichstrom(DC)-Energiespeicherelement zu speisen, wie zum Beispiel eine wiederaufladbare Batterie in dem Fahrzeug.
  • In der Praxis kann es wünschenswert sein, den Matrix-Umwandler abzuschalten oder sonstwie zu deaktivieren, um beispielsweise den Zufluss von Ladestrom zu einer Fahrzeugbatterie zu unterbrechen oder um Schaltverluste zu reduzieren. In einigen Matrix-Umwandlersystemen ist eines oder sind mehrere reaktive Komponenten (zum Beispiel Spulen und/oder Kondensatoren) zwischen der AC-Energiequelle und dem Matrix-Umwandler vorhanden. Wenn der Matrix-Umwandler deaktiviert wird, ist der Stromfluss zu/von dem Matrix-Umwandler unterbrochen oder sonst wie gestoppt. Jedoch kann ein abruptes Stoppen des Stromes zu/von einer oder mehreren reaktiven Komponenten zu einer möglicherweise beschädigenden Spannungsspitze an den Komponenten des Matrix-Umwandlers führen, welche durch die in der oder in den reaktiven Komponenten gespeicherten potentiellen Energie verursacht wird. Beispielsweise kann ein abruptes Stoppen des Stromflusses durch eine Spule zu einer zeitweisen Spannungsspitze führen, welche die Durchschlagsspannung eines Halbleiterbauteils überschreitet.
  • Viele herkömmliche Systeme verwenden eine oder mehrere Schaltungen, um eine Beschädigung zu vermeiden oder sonstwie abzuschwächen, welche sonst zu Spannungsspitzen an den Komponenten des Matrix-Umwandlers führen könnte. Solche Schaltungen sind zusätzliche Verlust-Komponenten, welche die Gesamteffizienz des Betriebs reduzieren. Dementsprechend ist es wünschenswert, dass jegliche in der oder in den reaktiven Komponenten gespeicherte potentielle Energie in einer Weise entladen wird, welche die Komponenten des Matrix-Umwandlers bei einem Ausschalten bzw. Shutdown schützen, ohne dass die Verwendung von Schaltungen oder anderen Verlust-Komponenten erforderlich ist.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein elektrisches System bereitgestellt. Das elektrische System umfasst eine Wechselstrom(AC)-Schnittstelle, ein erstes mit der AC-Schnittstelle gekoppeltes Umwandlungsmodul, ein zwischen die AC-Schnittstelle und das erste Umwandlungsmodul geschaltetes induktives Element, sowie ein Steuerungsmodul. Das Steuerungsmodul ist mit dem ersten Umwandlungsmodul gekoppelt, und in Antwort auf einen Shutdown-Zustand ist das Steuerungsmodul eingerichtet, um das erste Umwandlungsmodul derart zu betreiben, um das erste Umwandlungsmodul zu deaktivieren, wenn eine Größe bzw. Stärke eines Stromes durch das induktive Element geringer ist als ein Schwellenwert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Systems bereitgestellt, welches ein erstes Umwandlungsmodul und ein induktives Element umfasst, welches elektrisch in Reihe zwischen das erste Umwandlungsmodul und eine AC-Schnittstelle geschaltet ist. Das Verfahren umfasst ein Betreiben des ersten Umwandlungsmodules, um einen gewünschten Energiefluss von der AC-Schnittstelle zu erzielen, und ein Identifizieren eines Shutdown-Zustandes. In Antwort auf das Identifizieren des Shutdown-Zustandes verfährt das Verfahren weiter durch Überwachen eines Stromes durch das induktive Element, und, wenn eine Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als ein Schwellenwert, Deaktivieren des ersten Umwandlungsmodules.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird ein elektrisches System für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das elektrische Fahrzeugsystem umfasst eine DC-Schnittstelle, welche eingerichtet ist, um mit einer DC-Energiequelle und einer AC-Schnittstelle gekoppelt zu sein, welche eingerichtet ist, um mit einer AC-Energiequelle gekoppelt zu sein. Ein Energieumwandlungsmodul ist mit der DC-Schnittstelle und einem mit der AC-Schnittstelle gekoppelten Matrix-Umwandler gekoppelt. Ein induktives Element ist elektrisch in Reihe zwischen einem ersten Knoten der AC-Schnittstelle und dem Matrix-Umwandler geschaltet. Ein Isolations-Modul ist zwischen das Energieumwandlungsmodul und den Matrix-Umwandler geschaltet, um eine galvanische Isolierung zwischen dem Energieumwandlungsmodul und dem Matrix-Umwandler bereitzustellen. Ein Steuerungsmodul ist mit dem Matrix-Umwandler gekoppelt und eingerichtet, um den Matrix-Umwandler derart zu betreiben, um Energie von der AC-Schnittstelle an die DC-Schnittstelle zu liefern und einen Shutdown-Zustand zu identifizieren. In Antwort auf das Identifizieren des Shutdown-Zustandes betreibt das Steuerungsmodul den Matrix-Umwandler gemäß eines Shutdown-Betriebszyklusses, betreibt den Matrix-Umwandler, um das induktive Element zu entladen, wenn eine Größe eines Stromes durch das induktive Element geringer ist als ein Schwellenwert, und deaktiviert den Matrix-Umwandler nach Entladen des induktiven Elementes.
  • Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form zu geben, welche in der detaillierten Beschreibung im Folgenden näher erläutert werden. Diese Zusammenfassung soll nicht Hauptmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, und sie soll nicht als Hilfsmittel zur Bestimmung des Umfanges des beanspruchten Gegenstandes dienen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein umfassenderes Verständnis des Gegenstandes kann mit Bezug auf die detaillierte Beschreibung und Ansprüche in Verbindung mit den folgenden Figuren abgeleitet werden, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren gleiche Elemente bedeuten.
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines elektrischen Systems, welches zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform geeignet ist;
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines Steuerungsverfahrens, welches zur Verwendung mit dem elektrischen System aus 1 gemäß einer Ausführungsform geeignet ist; und
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Steuerungsverfahrens, welches zur Verwendung mit dem elektrischen System aus 1 gemäß einer Ausführungsform geeignet ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende detaillierte Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung nicht beschränken. Weiterhin soll es keine Einschränkung durch eine ausdrücklich oder implizit in dem vorangegangenen technischen Gebiet, Hintergrund, kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellten Theorie geben. Zusätzlich können, obwohl die hierin gezeigten schematischen Diagramme beispielhafte Anordnungen von Elementen zeigen, zusätzliche wechselwirkende Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten in einer tatsächlichen Ausführungsform vorhanden sein.
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Merkmale, welche miteinander „verbunden” oder „gekoppelt” sind. Wie hierin verwendet, bedeutet „verbunden”, dass ein Element/Knoten/Merkmal direkt verbunden ist mit (oder in direkter Kommunikation stehend ist mit) einem anderen Element/Merkmal in mechanischer Weise. Ebenso bedeutet, es sei denn, es wird ausdrücklich sonstwie darauf hingewiesen, „gekoppelt”, dass ein Element/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist mit (oder direkt oder indirekt in Kommunikation stehend ist mit) einem anderen Element/Merkmal in einer nicht notwendigerweise mechanischen Weise. Daher können, obwohl die hierin gezeigten Figuren beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen können, zusätzliche in Wechselwirkung befindliche Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten in einer praktischen Ausführungsform der Erfindung vorhanden sein. Zusätzlich kann eine bestimmte Terminologie in der folgenden Beschreibung lediglich zum Zwecke der Bezugnahme verwendet werden, wobei diese nicht beschränkend sein soll. Die Ausdrücke „erster”, „zweiter” und andere solcher numerischen Ausdrücke, welche sich auf Strukturen beziehen, implizieren keine Sequenz oder Reihenfolge, es sei denn, es wird durch den Zusammenhang darauf hingewiesen.
  • Wie hierin verwendet, bedeutet ein „Knoten” ein beliebiger interner oder externer Bezugspunkt, Verbindungspunkt, Verbindung, Signalverbindung, leitfähiges Element oder dergleichen, an welchem ein vorgegebenes Signal, Logik-Stufe, Spannung, Datenmuster, Strom oder Größe vorhanden ist. Weiterhin können zwei oder mehrere Knoten durch ein physisches Element ausgeführt sein (wobei zwei oder mehrere Signale mehrfach übermittelt, moduliert oder sonstwie unterschieden werden können, selbst wenn sie an einem gemeinsamen Knoten empfangen oder ausgegeben werden).
  • Hierin diskutierte Technologien und Konzepte betreffen allgemein Matrix-Umwandlersysteme, welche in der Lage sind, vor einer Deaktivierung in einer oder mehreren reaktiven Komponenten gespeicherte potentielle Energie zu entladen, abzuschalten oder einen Betrieb des Matrix-Umwandlers in sonstiger Weise zu beenden. In Antwort auf ein Identifizieren eines Shutdown-Zustandes wird der Matrix-Umwandler mit einem Shutdown-Betriebszyklus betrieben, welcher sicherstellt, dass der Stromfluss zu/von dem Matrix-Umwandler aufrechterhalten wird, wodurch der Stromfluss durch die reaktive Komponente(n) aufrechterhalten wird. Wenn der Strom durch die reaktive Komponente(n) sich annähert an oder sonstwie bei oder in der Nähe eines Nulldurchganges ist, dann wird der Matrix-Umwandler betrieben, um die reaktive Komponente(n) zu entladen. Nach Entladen der reaktiven Komponente(n) kann der Matrix-Umwandler in sicherer Weise durch Öffnen (oder durch Schalten in den Zustand AUS) aller Schaltelemente des Matrix-Umwandlers abgeschaltet oder deaktiviert werden, um Schaltverluste zu reduzieren und einen Stromfluss zu/von dem Matrix-Umwandler zu vermeiden. Durch Entladen der reaktiven Komponente(n) vor Deaktivieren der Matrix-Umwandlers sind die Effekte von möglichen zeitweisen Spannungsspitzen abgeschwächt, wodurch der Matrix-Umwandler mit Komponenten mit niedrigerem Energie-/Spannungs-Bedarf und mit kleineren (oder gänzlich ohne) Schaltungen bzw. Beschaltungen oder anderen Verlustkomponenten ausgeführt werden kann.
  • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Systems 100 (oder alternativ ein Ladesystem, Ladevorrichtung oder Lademodul), welches zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Elektro- und/oder Hybrid-Fahrzeug, geeignet ist. Das elektrische System 100 umfasst ohne Beschränkung eine erste Schnittstelle 102, ein erstes Energieumwandlungsmodul 104, ein Isolationsmodul 106, ein zweites Energieumwandlungsmodul 108, ein induktives Element 110, ein kapazitives Element 112, eine zweite Schnittstelle 114 sowie ein Steuerungsmodul 116. Die erste Schnittstelle 102 stellt allgemein die physische Schnittstelle (zum Beispiel Anschlüsse, Verbinder und dergleichen) zur Kopplung des elektrischen Systems 100 an eine DC-Energiequelle 118 dar, und die zweite Schnittstelle 114 stellt allgemein die physische Schnittstelle (zum Beispiel Anschlüsse, Verbinder und dergleichen) zur Kopplung des elektrischen Systems 100 an eine AC-Energiequelle 120 dar. Dementsprechend kann der Einfachheit halber die erste Schnittstelle 102 hierin als die DC-Schnittstelle und die zweite Schnittstelle 114 hierin als die AC-Schnittstelle bezeichnet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Steuerungsmodul 116 mit den Umwandlungs-Modulen 104, 108 gekoppelt und deaktiviert (oder schaltet ab) das zweite Umwandlungsmodul 108 in einer Weise, dass die durch das induktive Element 110 gespeicherte potentielle Energie, wie detaillierter unten beschrieben ist, entladen wird.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist die DC-Energiequelle 118 (oder alternativ die Energiespeicherquelle bzw. ESS) in der Lage, einen Gleichstrom (iDC) von dem elektrischen System 100 auf einem entsprechenden DC-Spannungsniveau (VDC) zu empfangen. Gemäß einer Ausführungsform ist die DC-Energiequelle 118 als ein wiederaufladbares Hochspannungs-Batteriepack ausgeführt. In dieser Hinsicht kann die DC-Energiequelle 118 die Primär-Energiequelle für ein weiteres elektrisches System und/oder einen Elektromotor in einem Fahrzeug umfassen. Beispielsweise kann die DC-Energiequelle 118 mit einem Energie-Wechselrichter gekoppelt sein, welcher eingerichtet ist, um eine Spannung und/oder einen Strom für den Elektromotor bereitzustellen. In einer beispielhaften Ausführungsform weist die DC-Energiequelle 118 einen nominellen DC-Spannungsbereich von etwa 200–500 V Gleichspannung auf. In anderen Ausführungsformen kann die DC-Energiequelle 118 eine Batterie, eine Brennstoffzelle, einen Ultrakondensator oder eine andere geeignete Energiespeichervorrichtung umfassen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform stellt die AC-Energiequelle 120 (oder Leistungsquelle) einen AC-Strom (iAC) für das Ladesystem 100 auf einem entsprechenden AC-Spannungsniveau (VAC) bereit. Somit kann die AC-Energiequelle 120 als eine Hauptenergieversorgung oder ein elektrisches Hauptsystem für ein Gebäude, Anwesen oder eine andere Struktur innerhalb eines elektrischen Stromnetzes ausgeführt werden (zum Beispiel Netzspannung oder Netzversorgung). Gemäß einer Ausführungsform umfasst die AC-Energiequelle 120 eine einphasige Energieversorgung, wie es in den meisten Wohngegenden üblich ist, welche in Abhängigkeit von der geographischen Lage variiert. Beispielsweise kann die AC-Energiequelle 120 in den Vereinigten Staaten mit 120 V (RMS) oder 240 V (RMS) bei 60 Hz ausgeführt sein, während in anderen Regionen die AC-Energiequelle 120 mit 110 V (RMS) oder 220 V (RMS) bei 50 Hz ausgeführt sein kann. In alternativen Ausführungsformen kann die AC-Energiequelle 120 als eine beliebige AC-Energiequelle ausgeführt sein, welche für einen Betrieb mit dem Ladesystem 100 geeignet ist.
  • Wie detaillierter unten beschrieben wird, ist die DC-Schnittstelle 102 mit dem ersten Umwandlungsmodul 104 gekoppelt und die AC-Schnittstelle 114 ist mit dem zweiten Umwandlungsmodul 108 über das induktive Element 110 gekoppelt. Das Isolationsmodul 106 ist zwischen die Umwandlungsmodule 104, 108 geschaltet und stellt eine galvanische Isolierung zwischen den zwei Umwandlungsmodulen 104, 108 bereit. Das Steuerungsmodul 116 ist mit den Umwandlungsmodulen 104, 108 gekoppelt und betreibt die Umwandlungsmodule 104, 108, um einen gewünschten Energiefluss von der AC-Energiequelle 120 zu der DC-Energiequelle 118 durch Umwandeln von Energie von der AC-Energiequelle 120 in Hochfrequenz-Energie an dem Isolationsmodul 106 zu erzielen, welche dann in DC-Energie an der DC-Schnittstelle 102 durch das Umwandlungsmodul 104 umgewandelt wird. Somit sollte klar sein, dass, obwohl der Gegenstand hierin im Zusammenhang einer Netz-zu-Fahrzeug-Anwendung (zum Beispiel, dass die AC-Energiequelle 120 Energie an die DC-Energiequelle 118 liefert) zum Zwecke der Erläuterung beschrieben werden kann, in anderen Ausführungsformen der hierin beschriebene Gegenstand in Fahrzeug-zu-Netz-Anwendungen implementiert und/oder verwendet werden kann (zum Beispiel, dass die DC-Energiequelle 118 Energie an die AC-Schnittstelle 114 und/oder die AC-Energiequelle 120 liefert).
  • In einer beispielhaften Ausführungsform wandelt das erste Umwandlungsmodul 104 Hochfrequenz-Energie bei Knoten 122, 124 in DC-Energie um, welche für die DC-Energiequelle 118 bei der DC-Schnittstelle 102 bereitgestellt wird. Somit arbeitet das erste Umwandlungsmodul 104 als ein Gleichrichter, wenn Hochfrequenz-AC-Energie in DC-Energie umgewandelt wird. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das erste Umwandlungsmodul 104 vier Schaltelemente (S9–S12) mit jeweils einer Diode (D9–D12), welche antiparallel zu dem entsprechenden Schaltelement angeordnet ist, um einen Zweiwege-Energiefluss zu ermöglichen. Es wird jedoch bevorzugt, dass in einigen praktischen Ausführungsformen das erste Umwandlungsmodul 104 als ein Gleichrichter für einen Einweg-Energiefluss ausgeführt sein kann, welcher lediglich Dioden (D9–D12) umfasst, wobei solche Ausführungsformen keine Schaltelemente (S9–S12) enthalten müssen. Wie dargestellt umfasst das erste Umwandlungsmodul 104 außerdem einen Kondensator 126, welcher elektrisch in Parallelschaltung zu der DC-Schnittstelle 102 geschaltet ist, um eine Spannungswelligkeit bzw. Ripple an der DC-Schnittstelle 102 zu reduzieren, wie es im Stand der Technik bevorzugt ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Schaltelemente (S9–S12) Transistoren, und können unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Halbleitertransistor-Schalteinrichtung, wie zum Beispiel ein bipolarer Verbindungstransistor (zum Beispiel ein IGBT), eines Feldeffekt-Transistors (zum Beispiel ein MOSFET) oder einer beliebigen vergleichbaren und im Stand der Technik bekannten Einrichtung ausgeführt sein. Die Schalteinrichtungen und Dioden sind antiparallel, was bedeutet, dass die Schalteinrichtung und Diode elektrisch parallel mit umgekehrter oder inverser Polarität geschaltet sind. Die antiparallele Anordnung lässt einen Zweiwege-Stromfluss zu, während Spannung in einer Richtung gesperrt wird, wie es im Stand der Technik bevorzugt ist. In dieser Anordnung ist die Richtung des Stromes durch die Schalteinrichtungen entgegengesetzt zu der Richtung des zulässigen Stromes durch die entsprechenden Dioden. Die antiparallelen Dioden sind mit jeder Schalteinrichtung verbunden, um einen Strompfad für die DC-Energiequelle 118 zum Laden der DC-Energiequelle 118 bereitzustellen, wenn die entsprechende Schalteinrichtung ausgeschaltet ist. Um Energie von der DC-Energiequelle 118 für die AC-Schnittstelle 114 bereitzustellen (zum Beispiel bei Fahrzeug-zu-Netz-Anwendungen), können die Schalteinrichtungen moduliert werden (zum Beispiel geöffnet und/oder geschlossen werden), um einen Strompfad von der DC-Energiequelle 118 zu dem Isolationsmodul 106 zur Abgabe (oder Heraufladen) von Energie an die AC-Energiequelle 120 bereitzustellen.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Schalteinrichtung S9 zwischen Knoten 128 der DC-Schnittstelle 102 und Knoten 122 geschaltet und eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 128 zu Knoten 122 bereitzustellen, wenn Schalteinrichtung S9 geschlossen ist. Diode D9 ist zwischen Knoten 122 und Knoten 128 geschaltet und eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 122 zu Knoten 128 bereitzustellen (zum Beispiel ist Diode D9 antiparallel zu Schalteinrichtung S9). Schalteinrichtung S10 ist zwischen Knoten 130 der DC-Schnittstelle 102 und Knoten 122 geschaltet und eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 122 zu Knoten 130 bereitzustellen, wenn Schalteinrichtung S10 geschlossen ist, während Diode D10 zwischen Knoten 122 und Knoten 130 geschaltet und eingerichtet ist, um einen Strompfad von Knoten 130 zu Knoten 122 bereitzustellen. In einer ähnlichen Weise ist Schalteinrichtung S11 zwischen Knoten 128 und Knoten 124 geschaltet und eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 128 zu Knoten 124 bereitzustellen, wenn Schalteinrichtung S11 geschlossen ist, Diode D11 ist zwischen Knoten 124 und die DC-Schnittstelle 102 geschaltet und eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 124 zu Knoten 128 bereitzustellen, Schalteinrichtung S12 ist zwischen Knoten 130 und Knoten 124 geschaltet und eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 124 zu Knoten 130 bereitzustellen, wenn Schalteinrichtung S12 geschlossen ist, und Diode D12 ist zwischen Knoten 124 und die DC-Schnittstelle 102 geschaltet und eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 130 zu Knoten 124 bereitzustellen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ermöglicht das zweite Umwandlungsmodul 108 den Stromfluss (oder Energiefluss) von der AC-Energiequelle 120 zu dem Isolationsmodul 106. In der dargestellten Ausführungsform ist das zweite Umwandlungsmodul 108 als ein Frontend-Einphasen-Matrix-Umwandler mit acht Schaltelementen (S1–S8) ausgeführt, wobei jedes Schaltelement eine Diode (D1–D8) in antiparalleler Konfiguration zu dem entsprechenden Schaltelement aufweist, und zwar in einer ähnlichen Weise wie oben mit Bezug auf das erste Umwandlungsmodul 104 beschrieben. Der Einfachheit halber, jedoch ohne Beschränkung, kann das zweite Umwandlungsmodul 108 alternativ hierin als ein Matrix-Umwandlungsmodul (oder Matrix-Umwandler) oder ein Zyklo-Umwandler bezeichnet werden.
  • In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist eine erste Gruppe von Schalteinrichtungen (S1, S2) und Dioden (D1, D2) zwischen Knoten 132 und Knoten 134 gekoppelt, wobei das erste Paar von Schalteinrichtungen und antiparallelen Dioden (zum Beispiel S1 und D1) in zu dem zweiten Paar von Schalteinrichtungen und antiparallelen Dioden (zum Beispiel S2 und D2) entgegengesetzter Polarität angeordnet sind. In dieser Weise sind Schalteinrichtung S1 und Diode D2 eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 134 durch Schalteinrichtung S1 und Diode D2 zu Knoten 132 bereitzustellen, wenn Schalteinrichtung S1 geschlossen, eingeschaltet oder sonstwie aktiviert ist, wobei die Spannung bei Knoten 134 positiver ist als die Spannung bei Knoten 132. Schalteinrichtung S2 und Diode D1 sind eingerichtet, um einen Strompfad von Knoten 132 durch Schalteinrichtung S2 und von Diode D1 zu Knoten 134 bereitzustellen, wenn Schalteinrichtung S2 geschlossen eingeschaltet oder sonstwie aktiviert ist, wobei die Spannung bei Knoten 132 positiver ist als die Spannung bei Knoten 134. In einer ähnlichen Weise ist eine zweite Gruppe von Schalteinrichtungen (S3, S4) und Dioden (D3, D4) zwischen Knoten 136 und Knoten 138 geschaltet, eine dritte Gruppe von Schalteinrichtungen (S5, S6) und Dioden (D5, D6) ist zwischen Knoten 132 und Knoten 136 geschaltet, eine vierte Gruppe von Schalteinrichtungen (S7, S8) und Dioden (D7, D8) ist zwischen Knoten 134 und Knoten 138 geschaltet. In einer beispielhaften Ausführungsform werden die Schalteinrichtungen (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 in einer Weise moduliert (zum Beispiel geöffnet und/oder geschlossen), so dass der AC-Strom (iAC) von der AC-Schnittstelle 114 einen gewünschten Energiefluss zu der DC-Schnittstelle 102 und/oder der DC-Energiequelle 118 erzielt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Isolationsmodul 106 eine erste Gruppe von Wicklungen 144, welche zwischen Knoten 122, 124 des ersten Umwandlungsmoduls 104 geschaltet sind, und eine zweite Gruppe von Wicklungen 146, welche zwischen Knoten 134, 136 geschaltet sind. Zum Zwecke der Erläuterung können die Wicklungen 146 hierin als die primäre Wicklungsstufe (oder primäre Wicklungen) umfassend bezeichnet werden und die Gruppen von Wicklungen 144 können hierin als die sekundäre Wicklungsstufe (oder sekundäre Wicklungen) umfassend bezeichnet werden. Die Wicklungen 144, 146 stellen induktive Elemente bereit, welche in einer herkömmlichen Weise magnetisch gekoppelt sind, um einen Transformator zu bilden, wie es im Stand der Technik bevorzugt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Isolationsmodul 106 als ein Hochfrequenz-Transformator ausgeführt. Somit umfasst das Isolationsmodul 106 einen für ein entsprechendes Energieniveau bei einer Hochfrequenz ausgelegten Transformator, wie zum Beispiel die Schaltfrequenz der Schalteinrichtungen der Umwandlungsmodule 104, 108 (zum Beispiel 50 kH), was zu einer Reduktion der physischen Größe des Transformators relativ zu einem Transformator führt, welcher für das gleiche Energieniveau bei einer geringeren Frequenz ausgelegt ist, wie zum Beispiel die Frequenz der AC-Energiequelle 120 (zum Beispiel die Netzfrequenz).
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist das induktive Element 110 als eine Spule ausgelegt, welche elektrisch in Reihe zwischen Knoten 132 des Matrix-Umwandlers 108 und einem Knoten 140 der AC-Schnittstelle 114 angeordnet ist. Die Spule 110 funktioniert als ein Hochfrequenz-Induktiv-Energiespeicherelement während des Betriebs des elektrischen Systems 100. Das kapazitive Element 112 ist als ein Kondensator ausgeführt, welcher zwischen Knoten 140 und Knoten 142 der AC-Schnittstelle 114 geschaltet ist, wobei der Kondensator 112 und Spule 110 gemeinsam ausgelegt sind, um einen Hochfrequenzfilter bereitzustellen, um Spannungswelligkeit an der AC-Schnittstelle 114 zu minimieren, wie es im Stand der Technik bevorzugt ist. Wie detaillierter unten beschrieben ist, wird der Matrix-Umwandler 108 während des Betriebs des elektrischen Systems 100 betrieben, um Strom durch die Spule 110 abzuführen und/oder gleichzurichten, um Spannungsspitzen zu vermeiden, wenn die Schalteinrichtungen des Matrix-Umwandlers 108 geöffnet, ausgeschaltet oder sonstwie deaktiviert sind.
  • Das Steuerungsmodul 116 stellt allgemein die Hardware, Firmware und/oder Software dar, welche eingerichtet ist, um die Schalteinrichtungen der Umwandlungsmodule 104, 108 zu betreiben und/oder zu modulieren, um einen gewünschten Energiefluss zwischen der DC-Energiequelle 118 und der AC-Energiequelle 120 zu erzielen. Somit bestimmt, während normalen Betriebs für Netz-zu-Fahrzeug-Anwendungen, das Steuerungsmodul 116 pulsbreitenmodulierte (PWM)-Befehlssignale, welche die Zeitsteuerung und Betriebszyklen der Schalteinrichtungen (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 steuern, so dass ein gewünschter Strom (iDC) zu der DC-Schnittstelle 102 fließt. In Abhängigkeit von der Ausführungsform kann das Steuerungsmodul 116 implementiert oder ausgeführt sein mit einem Allzweck-Prozessor, einem Mikroprozessor, einer Mikrosteuerung, einem inhaltsadressierbaren Speicher, einem Digital-Signal-Prozessor, einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis, einem Feld-programmierbaren-Gate-Array, einer beliebigen geeigneten programmierbaren Logik-Einrichtung, einer diskreten Gate- oder Transistor-Logik, diskreten Hardware-Komponenten oder einer beliebigen Kombination davon, welche dazu ausgelegt sind, die hierin beschriebenen Funktionen zu unterstützen und/oder auszuführen.
  • Wie detaillierter unten beschrieben ist, bestimmt in einer beispielhaften Ausführungsform in Antwort auf einen Shutdown-Zustand das Steuerungsmodul 116 einen Shutdown-Betriebszyklus für die PWM-Befehlssignale, welche verwendet werden, um die Schalteinrichtungen (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 zu betreiben, und betreibt den Matrix-Umwandler 108 in Übereinstimmung mit dem Shutdown-Betriebszyklus. Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen ist das Steuerungsmodul 116 mit der DC-Schnittstelle 102 und der AC-Schnittstelle 114 gekoppelt, und bestimmt in Antwort auf den Shutdown-Zustand den Shutdown-Betriebszyklus für die PWM-Befehlssignale auf Grundlage wenigstens teilweise auf einem oder mehreren der folgenden Umstände: Die Spannung an der AC-Schnittstelle 114 (VAC), die Spannung an der DC-Schnittstelle 102 (VDC), und der Strom an der DC-Schnittstelle 102 (iDC). Das Steuerungsmodul 116 erhält oder überwacht sonstwie den Strom (iL) durch die Spule 110 (zum Beispiel einen gemessenen Spulenstrom mittels eines Stromsensors) und verifiziert oder bestimmt sonstwie, dass der Spulenstrom in ausreichendem Maße vor einem Betreiben des Matrix-Umwandlers 108 nahe Null ist, um die Spule 110 zu entladen. Das Steuerungsmodul 116 deaktiviert oder schaltet sonstwie den Matrix-Umwandler 108 nach Entladen der Spule 110 ab.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass 1 eine vereinfachte Darstellung eines elektrischen Systems 100 zum Zwecke der Erläuterung ist und nicht den Umfang oder die Anwendbarkeit des hierin beschriebenen Gegenstandes in irgendeiner Weise beschränken soll. Obwohl somit 1 direkte elektrische Verbindungen zwischen Schaltkreiselementen und/oder Anschlüssen zeigt, können alternative Ausführungsformen wechselwirkende Schaltkreiselemente und/oder Komponenten verwenden, während sie in einer im Wesentlichen ähnlichen Weise funktionieren. Zusätzlich soll, obwohl das elektrische System 100 hierin im Zusammenhang mit Fahrzeug 120 beschrieben ist, der Gegenstand nicht auf Fahrzeug- und/oder automobile Anwendungen beschränkt sein, wobei der hierin beschriebene Gegenstand in einer beliebigen Anwendung implementiert sein kann, wo ein Matrix-Umwandler verwendet wird, um Energie von einer AC-Energiequelle zu einer DC-Energiequelle zu übertragen.
  • Nunmehr mit Bezug auf 2 kann in einer beispielhaften Ausführungsform ein elektrisches System eingerichtet sein, um ein Steuerungsverfahren 200 und zusätzliche unten erläuterte Aufgaben, Funktionen sowie Operationen auszuführen. Die verschiedenen Aufgaben können durch Software, Hardware, Firmware oder jede Kombination davon ausgeführt werden. Für Zwecke der Darstellung soll sich die folgende Beschreibung auf die oben in Verbindung mit 1 erwähnten Elemente beziehen. In der Praxis können die Aufgaben, Funktionen und Operationen durch verschiedene Elemente des beschriebenen Systems ausgeführt werden, wie zum Beispiel das erste Umwandlungsmodul 104, das Isolationsmodul 106, der Matrix-Umwandler 108 und/oder das Steuerungsmodul 116. Es wird bevorzugt, dass eine beliebige Anzahl von zusätzlichen oder alternativen Aufgaben eingeschlossen sein soll, und in einen umfangreicheren Vorgang oder Verfahren mit hier nicht im Detail erläuterter zusätzlicher Funktionalität eingegliedert sein kann.
  • Mit Bezug auf 2 und weiterhin mit Bezug auf 1 kann ein Steuerungsverfahren 200 ausgeführt werden, um einen Matrix-Umwandler 108 abzuschalten oder sonstwie zu deaktivieren, welcher benutzt wird, um Energie (oder Strom) von/zu einer AC-Energiequelle 120 zu übertragen, während unerwünschte Spannungsspitzen in dem elektrischen System 100 vermieden werden. Das Steuerungsverfahren 200 initialisiert oder beginnt durch Detektieren oder sonstwie Identifizieren eines Shutdown-Zustands (Schritt 202). In dieser Hinsicht ist ein Shutdown-Zustand ein Zustand, welcher einen Befehl zum Stoppen des Betriebes der Schalteinrichtungen des Matrix-Umwandlers 108 anzeigt, welcher wiederum vermeidet, dass Spannung an den Knoten 122 und 124 des Isolationsmoduls 106 induziert wird. Beispielsweise kann das Steuerungsmodul 116 gemäß einer Ausführungsform mit der DC-Energiequelle 118 gekoppelt sein, wobei das Steuerungsmodul 116 den Ladezustand der DC-Energiequelle 118 überwacht und einen Shutdown-Zustand identifiziert, wenn ein Ladezustand der DC-Energiequelle 118 an oder über einem vorbestimmten oberen Ladezustand-Schwellenwert ist, um ein Überladen der DC-Energiequelle 118 zu vermeiden. In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuerungsmodul 116 einen Shutdown-Zustand identifizieren, wenn die DC-Schnittstelle 102 gerade von einer DC-Energiequelle 118 getrennt wird, beispielsweise in Antwort auf einen Befehl von einem Nutzer oder einem übergeordneten Steuerungsmodul (zum Beispiel eine elektronische Steuerungseinheit), oder wenn die Spannung an der DC-Schnittstelle 102 unter einen Schwellenwert fällt. In anderen Ausführungsformen kann das Steuerungsmodul 116 einen Shutdown-Zustand in Antwort auf ein Erkennen oder sonstwie Feststellen eines Fehlerzustandes in dem elektrischen System 100 identifizieren. Beispielsweise kann das Steuerungsmodul 116 einen Shutdown-Zustand in Antwort auf ein Identifizieren eines Stromes an der DC-Schnittstelle 102 identifizieren, welcher größer als ein Schwellenwert ist, so dass dieser auf einem Fehlerzustand (zum Beispiel einem Kurzschluss) an der DC-Schnittstelle 102 hinweist. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Steuerungsmodul 116 einen Shutdown-Zustand in Antwort auf ein Feststellen eines Befehls zum Abschalten des Matrix-Umwandlers 108 identifizieren, welcher von einem Nutzer oder einem übergeordneten Steuerungsmodul (zum Beispiel eine elektronische Steuerungseinheit) initiiert wurde, wie es im Stand der Technik bevorzugt ist. Zusätzlich kann in einigen Ausführungsformen das Steuerungsmodul 116 einen Shutdown-Zustand identifizieren, wenn die AC-Schnittstelle 114 gerade von der AC-Energiequelle 120 getrennt wird, beispielsweise in Antwort auf einen Befehl von einem Nutzer oder einem übergeordneten Steuerungsmodul (zum Beispiel eine elektronische Steuerungseinheit).
  • In einer beispielhaften Ausführungsform fährt das Steuerungsverfahren 200 in Antwort auf das Identifizieren eines Shutdown-Zustandes fort durch Betreiben des Matrix-Umwandlers unter Verwendung eines Shutdown-Betriebszyklusses (Schritt 204). In dieser Hinsicht umfasst in einer beispielhaften Ausführungsform der Shutdown-Betriebszyklus einen reduzierten Betriebszyklus, welcher einen Strom durch die Spule 110 aufrechterhält, um zeitweise Spannungsspitzen zu vermeiden, welche sonst auftreten würden, falls der Stromfluss durch die Spule 110 in abrupter Weise unterbrochen würde. Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen kann der Shutdown-Betriebszyklus eingerichtet sein, um die DC-Schnittstelle 102 mit einer reduzierten Strommenge zu versorgen. In einer beispielhaften Ausführungsform erzeugt das Steuerungsmodul 116 pulsbreitenmodulierte (PWM) Befehlssignale mit dem Shutdown-Betriebszyklus, welche die Schalteinrichtungen (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 gemäß den PWM-Befehlssignalen betreiben. Die PWM-Signale, welche die Zeitsteuerung der Schaltelemente (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 über ein Schaltintervall (oder PWM-Zyklus) steuern, das heißt, wenn ein entsprechendes Schaltelement (S1–S8) geschlossen, eingeschaltet oder sonstwie aktiviert wird, wobei der Shutdown-Betriebszyklus vorgibt, wenn das entsprechende Schaltelement (S1–S8) geöffnet, abgeschaltet oder sonstwie deaktiviert wird während des Schaltintervalls (oder PWM-Zyklusses).
  • In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt und/oder berechnet das Steuerungsmodul 116 den Shutdown-Betriebszyklus (dr) für die Schaltelemente (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 gemäß der Gleichung dr = 1-U, wobei U bestimmt ist durch die Gleichung
    Figure 00210001
    wobei VAC die Spannung an der AC-Schnittstelle 114 ist, RL der effektive Widerstand an der DC-Schnittstelle 102 und POUT eine Konstante ist, welche die gewünschte (oder vorgegebene) Ausgabeleistung an der DC-Schnittstelle 102 zum Zeitpunkt des Shutdown-Zustandes darstellt (zum Beispiel zum Zeitpunkt der Identifizierung des Shutdown-Zustandes). Das Steuerungsmodul 116 kann mit der DC-Schnittstelle 102 gekoppelt sein und die Spannung und den Strom an der DC-Schnittstelle 102 messen oder sonstwie erhalten und den effektiven Widerstand an der DC-Schnittstelle 102 (RL) auf Grundlage des ohmschen Gesetzes berechnen, wobei
    Figure 00210002
    ist. Auf diese Weise kann der Shutdown-Betriebszyklus wenigstens teilweise auf der Spannung bei der AC-Schnittstelle 114 (VAC), der Spannung an der DC-Schnittstelle 102 (VDC) und dem Strom an der DC-Schnittstelle 102 (iDC) basiert sein. Nach Berechnen des Shutdown-Betriebszyklus bestimmt das Steuerungsmodul 116 PWM-Signale, welche die Zeitsteuerung der Schaltelemente (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 steuern, wie es im Stand der Technik bevorzugt ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform fährt das Steuerungsverfahren 200 fort durch Erhalten des Stromes (iL) durch die Spule 110 und Überwachen des Stromes durch die Spule 110, um zu bestimmen oder sonstwie zu detektieren, wenn die Stärke des Stromes durch die Spule geringer ist als ein Schwellenwert (zum Beispiel |iL| < iTH) (Schritte 206, 208). Der Schwellenwert (iTH) für den Spulenstrom ist derart gewählt, dass ein Spulenstrom (iL) geringer als der Schwellenwert anzeigt, dass der Spulenstrom (iL) in ausreichendem Maße nahe Null ist, so dass die Spule 110 entladen werden kann und Strom durch die Spule 110 ohne Erzeugen von schadhaften Spannungsspitzen unterbrochen werden kann, wie unten detaillierter beschrieben ist. Auf diese Weise zeigt ein Spulenstrom (iL) geringer als der Schwellenwert an, dass ein Strom durch die Spule 110 sich an eine Nullstelle annähert oder sonstwie in der Nähe einer Nullstelle mit einer ausreichend hohen Wahrscheinlichkeit ist. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Schwellenwert (iTH) für den Spulenstrom als kleiner oder gleich etwa 0,1 A ausgewählt. Das Steuerungsmodul 116 erhält oder misst sonst wie den Strom durch die Spule (zum Beispiel durch einen Stromsensor, welcher zwischen der Spule 110 und Knoten 132 oder Knoten 140 angeordnet ist), und vergleicht den erhaltenen Spulenstrom (iL) mit dem Schwellenwert (iTH). Die durch Schritte 204, 206 und 208 definierte Schleife wiederholt sich, so dass das Steuerungsmodul 116 den Matrix-Umwandler 108 in Übereinstimmung mit dem Shutdown-Betriebszyklus solange betreibt, bis der Spulenstrom (iL) größer als der Schwellenwert (iTH) ist.
  • In Antwort auf eine Bestimmung, dass der Spulenstrom (iL) kleiner als der Schwellenwert (iTH) ist, fährt das Steuerungsverfahren 200 fort durch Erhalten der Spannung an der AC-Schnittstelle und Bestimmen, ob die Stärke des Stromes an der AC-Schnittstelle kleiner ist als ein Schwellenwert (zum Beispiel |VL| < VTH), um zu verifizieren, dass der Spulenstrom bei oder nahe Null ist (Schritte 209, 210). Der Schwellenwert (VTH) für die AC-Spannung wird derart ausgewählt, dass eine AC-Spannung kleiner als der Schwellenwert anzeigt, dass die Spannung (VAC) an der AC-Schnittstelle 114 mit ausreichender Wahrscheinlichkeit bei oder nahe einer Nullstelle ist. Beispielsweise wird gemäß einer Ausführungsform der Schwellenwert (VTH) für die AC-Spannung zu etwa 10 V gewählt. Der Matrix-Umwandler 108 kann bei einem relativ hohen Leistungsfaktor betrieben werden (zum Beispiel so nahe wie möglich an einem Leistungsfaktor von 100%), so dass der Spulenstrom (iL) im Wesentlichen in Phase mit dem Strom und/oder der Spannung an der AC-Schnittstelle 114 ist, wobei im Ergebnis eine Spannung an der AC-Schnittstelle 114, welche bei oder in der Nähe eines Nulldurchganges ist, auch anzeigt, dass der Spulenstrom (iL) bei oder nahe Null ist. Somit stellt ein Bestimmen der Spannung an der AC-Schnittstelle (VAC) als weniger als der Schwellenwert (VTH) eine Redundanz und zusätzliche Verifikation bereit, dass der Spulenstrom (iL) bei oder in der Nähe eines Nulldurchganges ist. Diesbezüglich kann, in alternativen Ausführungsformen, wo der Matrix-Umwandler 108 bei einem Leistungsfaktor von 1 betrieben wird, das Steuerungsverfahren 200 ohne die Bestimmung implementiert werden, ob die Stärke der Spannung bei der AC-Schnittstelle kleiner ist als ein Schwellenwert. In einer beispielhaften Ausführungsform wiederholt sich die durch Schritte 204, 206, 208, 209 und 210 definierte Schleife solange, bis entweder der Spulenstrom (iL) größer als der Schwellenwert (iTH) ist oder die Spannung an der AC-Schnittstelle (VAC) größer als der Schwellenwert (VTH) ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, wenn der Spulenstrom (iL) geringer ist als der Schwellenwert (iTH) und die Spannung an der AC-Schnittstelle (VAC) geringer ist als der Schwellenwert (VTH), fährt das Steuerungsverfahren 200 fort durch Entladen des induktiven Elementes 110 zwischen dem Matrix-Umwandler 108 und der AC-Schnittstelle 114, bevor der Matrix-Umwandler 108 deaktiviert wird (Schritte 212, 214). Somit entlädt in einer beispielhaften Ausführungsform das Steuerungsmodul 116 die Spule 110 durch Betreiben der Schaltelemente (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108, um eine elektrische Verbindung zwischen Knoten 132 und 138 bereitzustellen, welche in effektiver Weise Knoten 132 und 138 zusammen während eines Schaltintervalles (oder PWM-Zyklusses) kurzschließt. In Abhängigkeit von der Ausführungsform stellt das Steuerungsmodul 116 eine elektrische Verbindung zwischen Knoten 132 und 138 durch entweder Schließen, Einschalten oder sonstwie Aktivieren von Schalteinrichtungen S1, S2, S7 und S8 zusammen, während Schalteinrichtungen S3, S4, S5 und S6 in einem geöffneten oder AUS-Zustand gehalten werden, oder alternativ durch Schließen, Einschalten oder sonstwie Aktivieren von Schalteinrichtungen S3, S4, S5 und S6 zusammen, während Schalteinrichtungen S1, S2, S7 und S8 in einem geöffneten oder AUS-Zustand über dem PWM-Zyklus gehalten werden. In einer noch weiteren Ausführungsform kann das Steuerungsmodul 116 eine elektrische Verbindung zwischen Knoten 132 und 138 durch Schließen, Einschalten oder sonstwie Aktivieren aller Schalteinrichtungen S1–S8 des Matrix-Umwandlers 108 über dem PWM-Zyklus bereitstellen. Wenn die Spannung an der AC-Schnittstelle bei oder nahe einem Nulldurchgang ist, resultiert ein Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen Knoten 132 und 138 in einer Spannung bei oder nahe Null (zum Beispiel eine Spannung kleiner als der Schwellenwert), welche an der Spule 110 angelegt wird, wodurch in effektiver Weise die Spule 110 kurzgeschlossen wird (zum Beispiel eine geringe oder keine Spannung an der Spule 110). Zusätzlich, wenn die Spannung an der AC-Schnittstelle bei oder in der Nähe eines Nulldurchganges ist, resultiert ein Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen Knoten 132 und 138 in einer Spannung bei oder nahe Null (zum Beispiel eine Spannung kleiner als der Schwellenwert), welche an dem Kondensator 112 angelegt wird, wobei der Kondensator 112 in effektiver Weise kurzgeschlossen wird (zum Beispiel eine geringe oder keine Spannung an Kondensator 112). Somit stellt das Steuerungsverfahren 200 sicher, dass die Spule 110 und der Kondensator 112 jeweils wenig oder keine gespeicherte potentielle Energie und/oder Spannung aufweisen. Nach Entladen der reaktiven Komponenten zwischen dem Matrix-Umwandler 108 und der AC-Schnittstelle 114 deaktiviert das Steuerungsmodul 116 den Matrix-Umwandler 108 durch Öffnen, Abschalten oder sonstwie Deaktivieren jeder der Schalteinrichtungen S1–S8 während des nächsten PWM-Zyklusses.
  • Nach Deaktivieren des Matrix-Umwandlers fährt das Steuerungsverfahren 200 in einer beispielhaften Ausführungsform fort durch Bereitstellen einer Information, dass das Abschalten des Matrix-Umwandlers vollendet ist (Schritt 216). In dieser Hinsicht kann das Steuerungsmodul 116 eine Marke erzeugen oder sonstwie einen Hinweis für ein übergeordnetes Steuerungssystem (zum Beispiel eine elektronische Steuerungseinheit) bereitstellen, dass der Matrix-Umwandler 108 abgeschaltet oder sonstwie deaktiviert worden ist. In einer beispielhaften Ausführungsform hält das Steuerungsmodul 116 die Schalteinrichtungen des Matrix-Umwandlers 108 in einem geöffneten oder AUS-Zustand für nachfolgende PWM-Zyklen, es sei denn, dass eine andere Instruktion vorliegt.
  • Nunmehr mit Bezug auf 3 kann gemäß einer Ausführungsform ein Steuerungsmodul 116 eingerichtet sein, um ein Steuerungsverfahren 300 und zusätzliche Aufgaben, Funktionen und Operationen ausführen, welche unten in Antwort auf eine Unterbrechungsanforderung nach Identifizieren eines Shutdown-Zustandes, wie oben beschrieben (zum Beispiel Schritt 202), erläutert werden. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Unterbrechungsanforderung erzeugt oder sonstwie empfangen durch das Steuerungsmodul 116 bei festen regelmäßigen Intervallen. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform das Steuerungsmodul 116 ein Unterbrechungssignal alle 20 μSek empfangen, was das Steuerungsmodul 116 zum Ausführen des Steuerungsverfahren 300 veranlasst. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Steuerungsverfahren 300 als eine Zustandsmaschine implementiert, wobei das Steuerungsverfahren 300 in einem ersten Zustand (zum Beispiel den ANFANGS-Zustand oder Zustand 1) beginnt.
  • Das Steuerungsverfahren 300 beginnt durch Abtasten oder sonstwie Halten der Spannung an der AC-Schnittstelle 114 (Schnitt 302). Somit ist das Steuerungsmodul 116 mit der AC-Schnittstelle 114 und erhält einen Messwert der Spannung an der AC-Schnittstelle 114 (VAC) (zum Beispiel durch Abtasten und/oder Auslesen eines Wertes von einem Spannungssensor), wie oben beschrieben. Das Steuerungsverfahren 300 fährt fort durch Abtasten oder sonst wie Erhalten des Stromes durch die Spule 110 (Schritt 304). Somit erhält das Steuerungsmodul 116 einen Messwert des Spulenstromes (iL) (zum Beispiel durch Abtasten und/oder Auslesen eines Wertes von einem Stromsensor), wie oben beschrieben. In einer beispielhaften Ausführungsform fährt das Steuerungsverfahren 300 fort durch Bestimmen eines gleitenden Durchschnitts (īL) für den Spulenstrom (Schritt 306). Bestimmen eines gleitenden Durchschnittes reduziert die Rauscheffekte auf die gemessenen Werte für den Spulenstrom, wie es im Stand der Technik bevorzugt ist. Das Steuerungsmodul 116 bestimmt den gleitenden Durchschnitt (īL) des Spulenstromes auf Grundlage des zuletzt erhaltenen Wertes des Spulenstromes (iL) und zuvor erhaltener Werte für den Spulenstrom. Somit aktualisiert das Steuerungsmodul 116 den gleitenden Durchschnitt des Spulenstromes, um den zuletzt erhaltenen Wert für den Spulenstrom während der Strom-Iteration des Steuerungsverfahrens 300 wiederzugeben (zum Beispiel den in Schritt 304 erhaltenen Wert).
  • In Antwort auf das Bestimmen entspricht der momentane Zustand der Zustandsmaschine dem ersten Zustand (zum Beispiel dem ANFANGS-Zustand), wobei das Steuerungsverfahren 300 fortfahrt durch Ändern oder sonstwie Aktualisieren des Zustandes der Zustandsmaschine auf einem zweiten Zustand (zum Beispiel ERKENNE EINEN NIEDRIGEN STROM-Zustand oder Zustand 2), Zurücksetzen eines Zählers und Erzeugen von PWM-Befehlssignalen für die Schalteinrichtungen des Matrix-Umwandlers 108 mit einem Shutdown-Betriebszyklus (Schritte 308, 310, 312, 314). Somit erzeugt das Steuerungsmodul 116 PWM-Signale, welche die Zeitsteuerung der Schalteinrichtungen (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 für den nächsten PWM-Zyklus mit einem Shutdown-Betriebszyklus (dr) in einer ähnlichen wie oben beschriebenen Weise (zum Beispiel Schritt 204) steuern.
  • In Antwort auf das Bestimmen entspricht der momentane Zustand der Zustandsmaschine dem zweiten Zustand (zum Beispiel dem Zustand ERKENNE NIEDRIGEN STROM), wobei das Steuerungsverfahren 300 fortfährt durch Bestimmen, ob der Strom durch die Spule geringer ist als ein Schwellenwert (Schritt 316, 318). In einer beispielhaften Ausführungsform vergleicht das Steuerungsmodul 116 den gleitenden Durchschnitt (īL) für den Spulenstrom mit dem Schwellenwert (iTH), um zu bestimmen, ob der Spulenstrom (iL) in ausreichendem Maße bei oder nahe einem Nulldurchgang ist, wie oben beschrieben (zum Beispiel Schritt 208). Falls der gleitende Durchschnitt (īL) für den Spulenstrom nicht kleiner als der Schwellenwert (iTH) ist, dann fährt das Steuerungsverfahren 300 fort durch Zurücksetzen des Zählers und Erzeugen von PWM-Befehlssignalen, wie oben beschrieben (Schritte 310, 314). Falls der gleitende Durchschnitt (īL) für den Spulenstrom kleiner ist als der Schwellenwert (iTH), dann fährt das Steuerungsverfahren 300 fort durch Heraufsetzen des Zählers und Bestimmen, ob der Wert des Zählers größer oder gleich einer Schwellenzahl (N) (Schritte 320, 322) ist. Somit wird die Schwellenzahl (N) derart ausgewählt, dass, wenn der gleitende Durchschnitt (īL) für den Spulenstrom kleiner ist als der Schwellenwert für die Schwellenzahl (N) von Iterationen, das Steuerungsverfahren 300 anzeigt, dass der Spulenstrom (iL) bei oder nahe einem Nulldurchgang mit ausreichend hoher Wahrscheinlichkeit ist. Falls der Wert des Zählers größer oder gleich der Schwellenzahl (N) ist, dann ändert oder sonstwie aktualisiert das Steuerungsverfahren 300 den Zustand der Zustandsmaschine in den dritten Zustand (zum Beispiel einen ERKENNE NIEDRIGE SPANNUNG-Zustand oder Zustand 3) (Schritt 324), bevor PWM-Befehlssignale erzeugt werden (Schritt 314).
  • In Antwort auf das Bestimmen entspricht der momentane Zustand der Zustandsmaschine dem dritten Zustand (zum Beispiel dem ERKENNE NIEDRIGE SPANNUNG-Zustand), wobei das Steuerungsverfahren 300 fortfährt durch Bestimmen, ob die Spannung an der AC-Schnittstelle geringer ist als ein Schwellenwert (Schritte 326, 328), und zwar in einer ähnlichen wie oben beschriebenen (zum Beispiel Schritt 210) Weise. Wenn die Spannung (VAC) an der AC-Schnittstelle 114 geringer ist als der Schwellenwert (VTH), dann fährt das Steuerungsverfahren 300 fort durch Entladen der Spule und Ändern oder sonstwie Aktualisieren des Zustandes der Zustandsmaschine in einen vierten Zustand (zum Beispiel den SCHALTE AUS-Zustand oder Zustand 4) (Schritte 330, 332). Somit erzeugt das Steuerungsmodul 116 Befehlssignale, um die Spule 110 in einer ähnlichen wie oben beschriebenen Weise (zum Beispiel Schritt 212) zu entladen. Andererseits, wenn die Spannung (VAC) an der AC-Schnittstelle 114 nicht kleiner ist als der Schwellenwert (VTH), dann fährt das Steuerungsverfahren 300 fort durch Erzeugen von PWM-Befehlssignalen, wie oben beschrieben (Schritt 314).
  • In Antwort auf das Bestimmen entspricht der momentane Zustand der Zustandsmaschine dem vierten Zustand (zum Beispiel dem SCHALTE AUS-Zustand), wobei das Steuerungsverfahren 300 fortfährt durch Öffnen, Abschalten oder sonstwie Deaktivieren jeder Schalteinrichtung des Matrix-Umwandlers und Erzeugen eines Signals oder einer Marke, welche anzeigt, dass der Matrix-Umwandler 108 abgeschaltet oder sonstwie deaktiviert wurde (Schritte 334, 336, 338). Somit öffnet, schaltet ab oder sonstwie deaktiviert das Steuerungsmodul 116 die Schalteinrichtungen (S1–S8) des Matrix-Umwandlers 108 und erzeugt eine Marke in einer wie oben beschriebenen ähnlichen Weise (zum Beispiel Schritte 214, 216). Das Steuerungsverfahren 300 fährt fort durch Ändern oder sonstwie Aktualisieren des Zustandes der Zustandsmaschine in einem fünften Zustand (zum Beispiel dem AUS-Zustand oder Zustand 5) (Schritt 340). Während nachfolgender Zyklen, wenn der momentane Zustand der Zustandsmaschine dem fünften Zustand (zum Beispiel dem AUS-Zustand) entspricht, erhält das Steuerungsverfahren 300 die Schalteinrichtungen des Matrix-Umwandlers 108 in dem geöffneten oder AUS-Zustand (Schritte 342, 344).
  • Ein Vorteil der oben beschriebenen Systeme und/oder Verfahren ist, dass jegliche potentielle Energie von reaktiven Komponenten zwischen dem Matrix-Umwandler und der AC-Energiequelle entladen wird, bevor der Matrix-Umwandler deaktiviert oder sonstwie abgeschaltet wird. Dies vermeidet, dass reaktive Komponenten große Spannungsstützen erzeugen, wenn der Stromfluss zu dem Matrix-Umwandler durch Schalten in den Zustand AUS oder Öffnen der Schalteinrichtungen unterbrochen würde. Dies reduziert die Spannungs- und/oder Leistungs-Handhabungs-Anforderungen für Komponenten des Matrix-Umwandlers, was wiederum die Größe und/oder Kosten für die Komponenten des Matrix-Umwandlers reduziert. Zusätzlich kann der Matrix-Umwandler mit kleineren Schaltungen bzw. Beschaltungen an den Schalteinrichtungen, oder in einigen Ausführungsformen ohne jeglicher Schaltungen bzw. Beschaltungen, ausgelegt werden.
  • Aus Gründen der Kürze sollen herkömmliche Techniken, welche sich auf Umwandlung elektrischer Energie und/oder Leistung, elektrische Ladesysteme, Leistungs-Umwandler, Pulsbreitenmodulation (PWM) und andere funktionale Aspekte der Systeme (und der individuellen Betriebskomponenten der Systeme) beziehen, hier nicht im Detail erläutert werden. Weiterhin sollen die in den verschiedenen hierin enthaltenen Figuren gezeigten Verbindungslinien beispielhafte funktionale Beziehungen und/oder physische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es wird bevorzugt, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physische Verbindungen in einer Ausführungsform des Gegenstandes vorhanden sein können.
  • Techniken und Technologien sollen hierin in Bezug auf funktionale und/oder logische Blockkomponenten und mit Bezug auf symbolische Darstellungen von Operationen, Verarbeitungsschritten und Funktionen beschrieben werden, welche durch verschiedene Computer-Komponenten oder -Einrichtungen ausgeführt werden können. Es wird bevorzugt, dass die verschiedenen in den Figuren gezeigten Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software-, und/oder Firmware-Komponenten ausgeführt sein können, welche eingerichtet sind, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Beispielsweise kann eine Ausführungsform eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltkreiskomponenten, zum Beispiel Speicherelemente, Digital-Signal-Bearbeitungselemente, Logik-Elemente, Look-up-Tabellen oder dergleichen umfassen, welche eine Vielzahl von Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuerungseinrichtungen ausführen können.
  • Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung dargestellt wurde, wird darauf hingewiesen, dass eine große Anzahl von Variationen besteht. Es wird außerdem bevorzugt, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen lediglich Beispiele sind, und nicht den Umfang, Anwendbarkeit oder Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise beschränken sollen. Vielmehr gibt die vorangegangene detaillierte Beschreibung dem Fachmann eine praktische Anleitung zur Ausführung der beispielhaften Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen an die Hand. Es wird davon ausgegangen, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente gemacht werden können, ohne den Umfang der Erfindung wie in den beigefügten Ansprüchen und der rechtlichen Äquivalente davon definiert zu verlassen.
  • Weitere Ausführungsformen
    • 1. Elektrisches System, umfassend: eine Wechselstrom(AC)-Schnittstelle; ein erstes mit der AC-Schnittstelle gekoppeltes Umwandlungsmodul; ein induktives Element, welches zwischen die AC-Schnittstelle und das erste Umwandlungsmodul geschaltet ist; und ein mit dem ersten Umwandlungsmodul gekoppeltes Steuerungsmodul, wobei das Steuerungsmodul in Antwort auf einen Shutdown-Zustand eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul zu deaktivieren, wenn eine Größe eines Stromes durch das induktive Element kleiner ist als ein Schwellenwert.
    • 2. Elektrisches System nach Ausführungsform 1, wobei, wenn die Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als der Schwellenwert, das Steuerungsmodul eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul derart zu betreiben, um das induktive Element vor dem Deaktivieren des ersten Umwandlungsmoduls zu entladen.
    • 3. Elektrisches System nach Ausführungsform 2, wobei in Antwort auf den Shutdown-Zustand das Steuerungsmodul eingerichtet ist, um das erste Umwandlungsmodul mit einem Shutdown-Betriebszyklus zu betreiben.
    • 4. Elektrisches System nach Ausführungsform 3, wobei das erste Umwandlungsmodul eine Mehrzahl von Schaltelementen umfasst, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul mit dem Shutdown-Betriebszyklus zu betreiben durch: Erzeugen von Pulsbreitenmodulations(PWM)-Befehlssignalen mit einem reduzierten Betriebszyklus; und Betreiben der Mehrzahl von Schaltelementen gemäß den PWM-Befehlssignalen.
    • 5. Elektrisches System nach Ausführungsform 3, weiterhin umfassend: eine Gleichstrom(DC)-Schnittstelle; ein zweites Umwandlungsmodul; und ein Isolationsmodul, welches zwischen das erste Umwandlungsmodul und das zweite Umwandlungsmodul geschaltet ist, wobei das Isolationsmodul eine galvanische Isolierung zwischen dem ersten Umwandlungsmodul und dem zweiten Umwandlungsmodul bereitstellt.
    • 6. Elektrisches System nach Ausführungsform 5, wobei der Shutdown-Betriebszyklus gleich 1-U ist, wobei U durch die Gleichung
      Figure 00340001
      bestimmt ist, wobei VAC eine Spannung an der AC-Schnittstelle, RL einen effektiven Widerstand an der DC-Schnittstelle darstellt, und POUT einer Ausgabeleistung an der DC-Schnittstelle entspricht.
    • 7. Elektrisches System nach Ausführungsform 1, wobei das erste Umwandlungsmodul umfasst: einen ersten mit dem induktiven Element gekoppelten Knoten; einen zweiten mit der AC-Schnittstelle gekoppelten Knoten; einen dritten Knoten; einen vierten Knoten; eine erste Schalteinrichtung, welche zwischen dem ersten Knoten und dem dritten Knoten geschaltet ist, wobei die erste Schalteinrichtung eingerichtet ist, um Strom von dem dritten Knoten zu dem ersten Knoten fließen zu lassen, wenn die erste Schalteinrichtung geschlossen ist; eine zweite Schalteinrichtung, welche zwischen die erste Schalteinrichtung und den dritten Knoten geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem ersten Knoten zu dem dritten Knoten fließen zu lassen, wenn die zweite Schalteinrichtung geschlossen ist; eine dritte Schalteinrichtung, welche zwischen dem ersten Knoten und dem vierten Knoten geschaltet ist, wobei die dritte Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem vierten Knoten zu dem ersten Knoten fließen zu lassen, wenn die dritte Schalteinrichtung geschlossen ist; eine vierte Schalteinrichtung, welche zwischen die dritte Schalteinrichtung und den vierten Knoten geschaltet ist, wobei die vierte Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem ersten Knoten zu dem vierten Knoten fließen zu lassen, wenn die vierte Schalteinrichtung geschlossen ist; eine fünfte Schalteinrichtung, welche zwischen dem zweiten Knoten und dem vierten Knoten geschaltet ist, wobei die fünfte Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem zweiten Knoten zu dem vierten Knoten fließen zu lassen, wenn die fünfte Schalteinrichtung geschlossen ist; eine sechste Schalteinrichtung, welche zwischen die fünfte Schalteinrichtung und dem zweiten Knoten geschaltet ist, wobei die sechste Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem vierten Knoten zu dem zweiten Knoten fließen zu lassen, wenn die sechste Schalteinrichtung geschlossen ist; eine siebente Schalteinrichtung, welche zwischen dem zweiten Knoten und dem dritten Knoten geschaltet ist, wobei die siebente Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem zweiten Knoten zu dem dritten Knoten fließen zu lassen, wenn die siebente Schalteinrichtung geschlossen ist; und eine achte Schalteinrichtung, welche zwischen die siebente Schalteinrichtung und den zweiten Knoten geschaltet ist, wobei die achte Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem dritten Knoten zu dem zweiten Knoten fließen zu lassen, wenn die achte Schalteinrichtung geschlossen ist.
    • 8. Elektrisches System nach Ausführungsform 7, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul zu betreiben, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten bereitzustellen, um das induktive Element zu entladen, wenn ein Strom durch das induktive Element kleiner ist als der Schwellenwert vor Deaktivieren des ersten Umwandlungsmoduls.
    • 9. Elektrisches System nach Ausführungsform 8, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul zu betreiben, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten bereitzustellen, und zwar durch gemeinsames Schließen der ersten Schalteinrichtung, der zweiten Schalteinrichtung, der siebenten Schalteinrichtung und der achten Schalteinrichtung.
    • 10. Elektrisches System nach Ausführungsform 8, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul zu betreiben, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten bereitzustellen, und zwar durch gemeinsames Schließen der dritten Schalteinrichtung, der vierten Schalteinrichtung, der fünften Schalteinrichtung und der sechsten Schalteinrichtung.
    • 11. Elektrisches System nach Ausführungsform 8, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul zu deaktivieren, und zwar durch Öffnen der ersten Schalteinrichtung, der zweiten Schalteinrichtung, dritten Schalteinrichtung, der vierten Schalteinrichtung, der fünften Schalteinrichtung, der sechsten Schalteinrichtung, der siebenten Schalteinrichtung und der achten Schalteinrichtung, und zwar nach Bereitstellen der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten.
    • 12. Verfahren zum Steuern eines elektrischen Systems mit einem ersten Umwandlungsmodul und einem induktiven Element, welches elektrisch in Reihe zwischen dem ersten Umwandlungsmodul und einer AC-Schnittstelle angeordnet ist, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben des ersten Umwandlungsmoduls, um einen gewünschten Energiefluss von der AC-Schnittstelle zu erzielen; Identifizieren eines Shutdown-Zustandes; und In Antwort auf das Identifizieren des Shutdown-Zustandes: Überwachen von Strom durch das induktive Element; und wenn eine Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als ein Schwellenwert, Deaktivieren des ersten Umwandlungsmoduls.
    • 13. Verfahren nach Ausführungsform 12, weiterhin umfassend ein Betreiben des ersten Umwandlungsmoduls, um das induktive Element zu entladen, wenn die Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als der Schwellenwert vor Deaktivieren des ersten Umwandlungsmoduls.
    • 14. Verfahren nach Ausführungsform 13, weiterhin umfassend ein Überwachen einer Spannung an der AC-Schnittstelle, wobei das erste Umwandlungsmodul betrieben wird, um das induktive Element zu entladen, wenn die Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als der Schwellenwert und eine Größe der Spannung an der AC-Schnittstelle geringer ist als ein zweiter Schwellenwert.
    • 15. Verfahren nach Ausführungsform 12, weiterhin umfassend eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen des ersten Umwandlungsmoduls in Übereinstimmung mit pulsbreitenmodulierten (PWM)-Befehlssignalen mit einem Shutdown-Betriebszyklus in Antwort auf den Shutdown-Zustand.
    • 16. Verfahren nach Ausführungsform 15, wobei das elektrische System eine Gleichstrom(DC)-Schnittstelle umfasst, ein zweites Umwandlungsmodul und ein Isolationsmodul, welches zwischen das erste Umwandlungsmodul und das zweite Umwandlungsmodul gekoppelt ist, wobei das Isolationsmodul eine galvanische Isolierung zwischen dem ersten Umwandlungsmodul und dem zweiten Umwandlungsmodul bereitstellt, wobei ein Betreiben des ersten Umwandlungsmoduls unter Verwendung des Shutdown-Betriebszyklusses weiterhin ein Berechnen des Shutdown-Betriebszyklusses auf Grundlage wenigstens teilweise auf einer Spannung an der AC-Schnittstelle und eines effektiven Widerstands an der DC-Schnittstelle umfasst.
    • 17. Elektrisches System für ein Fahrzeug, umfassend: eine DC-Schnittstelle, welche für eine Kopplung mit einer DC-Energiequelle eingerichtet ist; eine AC-Schnittstelle, welche für eine Kopplung mit einer AC-Energiequelle eingerichtet ist; ein mit der DC-Schnittstelle gekoppeltes Energieumwandlungsmodul; einen mit der AC-Schnittstelle gekoppelten Matrix-Umwandler; ein induktives Element, welches elektrisch in Reihe zwischen einem ersten Knoten der AC-Schnittstelle und dem Matrix-Umwandler geschaltet ist; ein Isolations-Modul, welches zwischen das Energieumwandlungsmodul und den Matrix-Umwandler geschaltet ist, wobei das Isolationsmodul eine galvanische Isolierung zwischen dem Energieumwandlungsmodul und dem Matrix-Umwandler bereitstellt; und ein mit dem Matrix-Umwandler gekoppeltes Steuerungsmodul, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist: den Matrix-Umwandler derart zu betreiben, um Energie von der AC-Schnittstelle an die DC-Schnittstelle zu liefern; einen Shutdown-Zustand zu identifizieren; und in Antwort auf das Identifizieren des Shutdown-Zustandes: den Matrix-Umwandler gemäß eines Shutdown-Betriebszyklusses zu betreiben; den Matrix-Umwandler zu betreiben, um das induktive Element zu entladen, wenn eine Größe eines Stromes durch das induktive Element geringer ist als ein Schwellenwert; und den Matrix-Umwandler nach Entladen des induktiven Elementes zu deaktivieren.
    • 18. Elektrisches System für ein Fahrzeug nach Ausführungsform 17, wobei der Shutdown-Betriebszyklus gleich 1-U ist, wobei U durch die Gleichung
      Figure 00410001
      bestimmt ist, wobei VAC eine Spannung an der AC-Schnittstelle, RL einen effektiven Widerstand an der DC-Schnittstelle darstellt, und POUT einer Ausgabeleistung an der DC-Schnittstelle entspricht.
    • 19. Elektrisches System für ein Fahrzeug nach Ausführungsform 17, wobei die AC-Schnittstelle einen mit dem Matrix-Umwandler gekoppelten zweiten Knoten aufweist und der Matrix-Umwandler eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen umfasst, welche zwischen einem mit dem induktiven Element gekoppelten dritten Knoten und dem zweiten Knoten angeordnet sind, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist, den Matrix-Umwandler derart zu betreiben, das induktive Element durch Betreiben der Mehrzahl von Schalteinrichtungen zu entladen, um eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Knoten und dem dritten Knoten bereitzustellen.
    • 20. Elektrisches System für ein Fahrzeug nach Ausführungsform 17, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist, den Matrix-Umwandler in Übereinstimmung mit dem Shutdown-Zyklus durch Betreiben der Mehrzahl von Schalteinrichtungen gemäß pulsbreitenmodulierter (PWM)-Befehlssignale mit dem Shutdown-Zyklus zu betreiben.

Claims (10)

  1. Elektrisches System, umfassend: eine Wechselstrom(AC)-Schnittstelle; ein erstes mit der AC-Schnittstelle gekoppeltes Umwandlungsmodul; ein induktives Element, welches zwischen die AC-Schnittstelle und das erste Umwandlungsmodul geschaltet ist; und ein mit dem ersten Umwandlungsmodul gekoppeltes Steuerungsmodul, wobei das Steuerungsmodul in Antwort auf einen Shutdown-Zustand eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul zu deaktivieren, wenn eine Größe eines Stromes durch das induktive Element kleiner ist als ein Schwellenwert.
  2. Elektrisches System nach Anspruch 1, wobei, wenn die Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als der Schwellenwert, das Steuerungsmodul eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul derart zu betreiben, um das induktive Element vor dem Deaktivieren des ersten Umwandlungsmoduls zu entladen.
  3. Elektrisches System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei in Antwort auf den Shutdown-Zustand das Steuerungsmodul eingerichtet ist, um das erste Umwandlungsmodul mit einem Shutdown-Betriebszyklus zu betreiben.
  4. Elektrisches System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Umwandlungsmodul eine Mehrzahl von Schaltelementen umfasst, wobei das Steuerungsmodul eingerichtet ist, das erste Umwandlungsmodul mit dem Shutdown-Betriebszyklus zu betreiben durch: Erzeugen von Pulsbreitenmodulations(PWM)-Befehlssignalen mit einem reduzierten Betriebszyklus; und Betreiben der Mehrzahl von Schaltelementen gemäß den PWM-Befehlssignalen.
  5. Elektrisches System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiterhin umfassend: eine Gleichstrom(DC)-Schnittstelle; ein zweites Umwandlungsmodul; und ein Isolationsmodul, welches zwischen das erste Umwandlungsmodul und das zweite Umwandlungsmodul geschaltet ist, wobei das Isolationsmodul eine galvanische Isolierung zwischen dem ersten Umwandlungsmodul und dem zweiten Umwandlungsmodul bereitstellt.
  6. Elektrisches System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Shutdown-Betriebszyklus gleich 1-U ist, wobei U durch die Gleichung
    Figure 00430001
    bestimmt ist, wobei VAC eine Spannung an der AC-Schnittstelle, RL einen effektiven Widerstand an der DC-Schnittstelle darstellt, und POUT einer Ausgabeleistung an der DC-Schnittstelle entspricht.
  7. Elektrisches System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Umwandlungsmodul umfasst: einen ersten mit dem induktiven Element gekoppelten Knoten; einen zweiten mit der AC-Schnittstelle gekoppelten Knoten; einen dritten Knoten; einen vierten Knoten; eine erste Schalteinrichtung, welche zwischen dem ersten Knoten und dem dritten Knoten geschaltet ist, wobei die erste Schalteinrichtung eingerichtet ist, um Strom von dem dritten Knoten zu dem ersten Knoten fließen zu lassen, wenn die erste Schalteinrichtung geschlossen ist; eine zweite Schalteinrichtung, welche zwischen die erste Schalteinrichtung und den dritten Knoten geschaltet ist, wobei die zweite Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem ersten Knoten zu dem dritten Knoten fließen zu lassen, wenn die zweite Schalteinrichtung geschlossen ist; eine dritte Schalteinrichtung, welche zwischen dem ersten Knoten und dem vierten Knoten geschaltet ist, wobei die dritte Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem vierten Knoten zu dem ersten Knoten fließen zu lassen, wenn die dritte Schalteinrichtung geschlossen ist; eine vierte Schalteinrichtung, welche zwischen die dritte Schalteinrichtung und den vierten Knoten geschaltet ist, wobei die vierte Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem ersten Knoten zu dem vierten Knoten fließen zu lassen, wenn die vierte Schalteinrichtung geschlossen ist; eine fünfte Schalteinrichtung, welche zwischen dem zweiten Knoten und dem vierten Knoten geschaltet ist, wobei die fünfte Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem zweiten Knoten zu dem vierten Knoten fließen zu lassen, wenn die fünfte Schalteinrichtung geschlossen ist; eine sechste Schalteinrichtung, welche zwischen die fünfte Schalteinrichtung und dem zweiten Knoten geschaltet ist, wobei die sechste Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem vierten Knoten zu dem zweiten Knoten fließen zu lassen, wenn die sechste Schalteinrichtung geschlossen ist; eine siebente Schalteinrichtung, welche zwischen dem zweiten Knoten und dem dritten Knoten geschaltet ist, wobei die siebente Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem zweiten Knoten zu dem dritten Knoten fließen zu lassen, wenn die siebente Schalteinrichtung geschlossen ist; und eine achte Schalteinrichtung, welche zwischen die siebente Schalteinrichtung und den zweiten Knoten geschaltet ist, wobei die achte Schalteinrichtung eingerichtet ist, um einen Strom von dem dritten Knoten zu dem zweiten Knoten fließen zu lassen, wenn die achte Schalteinrichtung geschlossen ist.
  8. Verfahren zum Steuern eines elektrischen Systems mit einem ersten Umwandlungsmodul und einem induktiven Element, welches elektrisch in Reihe zwischen dem ersten Umwandlungsmodul und einer AC-Schnittstelle angeordnet ist, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben des ersten Umwandlungsmoduls, um einen gewünschten Energiefluss von der AC-Schnittstelle zu erzielen; Identifizieren eines Shutdown-Zustandes; und In Antwort auf das Identifizieren des Shutdown-Zustandes: Überwachen von Strom durch das induktive Element; und wenn eine Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als ein Schwellenwert, Deaktivieren des ersten Umwandlungsmoduls.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin umfassend ein Betreiben des ersten Umwandlungsmoduls, um das induktive Element zu entladen, wenn die Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als der Schwellenwert vor Deaktivieren des ersten Umwandlungsmoduls.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin umfassend ein Überwachen einer Spannung an der AC-Schnittstelle, wobei das erste Umwandlungsmodul betrieben wird, um das induktive Element zu entladen, wenn die Größe des Stromes durch das induktive Element geringer ist als der Schwellenwert und eine Größe der Spannung an der AC-Schnittstelle geringer ist als ein zweiter Schwellenwert.
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100244773A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Unity power factor isolated single phase matrix converter battery charger
US8462528B2 (en) 2010-07-19 2013-06-11 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for reducing transient voltage spikes in matrix converters
US8587962B2 (en) 2010-11-08 2013-11-19 GM Global Technology Operations LLC Compensation for electrical converter nonlinearities
US8467197B2 (en) 2010-11-08 2013-06-18 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for compensating for electrical converter nonlinearities
US8599577B2 (en) * 2010-11-08 2013-12-03 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for reducing harmonic distortion in electrical converters
US8614564B2 (en) 2010-11-18 2013-12-24 GM Global Technology Operations LLS Systems and methods for providing power to a load based upon a control strategy
US8860379B2 (en) * 2011-04-20 2014-10-14 GM Global Technology Operations LLC Discharging a DC bus capacitor of an electrical converter system
US8829858B2 (en) 2011-05-31 2014-09-09 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for initializing a charging system
US8780592B1 (en) 2011-07-11 2014-07-15 Chilicon Power, LLC Systems and methods for increasing output current quality, output power, and reliability of grid-interactive inverters
US8878495B2 (en) 2011-08-31 2014-11-04 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for providing power to a load based upon a control strategy
US8466656B2 (en) * 2011-09-09 2013-06-18 General Electric Company Charging devices and methods for charging electrically powered vehicles
CN102594314B (zh) * 2012-01-29 2014-01-15 黄勇 感应式大功率电器提醒关机装置
US9770991B2 (en) * 2013-05-31 2017-09-26 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for initializing a charging system
CN104426402B (zh) * 2013-09-09 2018-04-20 南京博兰得电子科技有限公司 一种逆变器及其直流母线电压调节方法
EP3180849B1 (de) * 2014-08-13 2021-11-10 INESC TEC - Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores, Tecnologia e Ciência Ac/dc umrichter mit 3 zu einer phase matrix umrichter, vollbrücken ac/dc umrichter und hf trafo
US11251618B2 (en) * 2015-01-21 2022-02-15 Enphase Energy, Inc. Apparatus and method for reactive power control
US9931956B2 (en) * 2015-12-30 2018-04-03 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery management system
US9979319B1 (en) * 2016-11-22 2018-05-22 Toshiba International Corporation Three-phase three-level inverter with active voltage balance
US10452102B2 (en) 2017-06-23 2019-10-22 Dell Products L.P. Power delivery contract establishment in a power storage adapter
US10978896B2 (en) 2017-06-23 2021-04-13 Dell Products L.P. High efficiency power storage adapter
US20180375361A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Dell Products L.P. Low standby power in a power storage adapter enabled by an associated battery
US10476288B2 (en) 2017-06-23 2019-11-12 Dell Products L.P. Power storage adapter for peak shift operation with a portable information handling system
US10928880B2 (en) 2017-06-23 2021-02-23 Dell Products L.P. Power storage adapter for communicating battery data with a portable information handling system
US10608443B2 (en) 2017-08-15 2020-03-31 Dell Products L.P. Battery management using battery temperature distribution
US10642333B2 (en) 2017-08-24 2020-05-05 Dell Products L.P. Power storage adapter for efficient supply of power of multiple portable information handling systems
US10673271B2 (en) 2017-09-01 2020-06-02 Dell Products L.P. Efficient charging of multiple portable information handling systems based on learned charging characteristics
US10620679B2 (en) 2017-09-01 2020-04-14 Dell Products L.P. Prioritizing supplying electrical power by a power storage adapter to connected devices
US10404105B2 (en) 2017-09-14 2019-09-03 Dell Products L.P. Power storage adapter for wireless power transmission
US11513928B2 (en) 2017-09-18 2022-11-29 Dell Products L.P. Power storage adapter with power cable validation
US10714797B2 (en) 2017-09-18 2020-07-14 Dell Products L.P. Multilayer thermal laminate with aerogel for battery cell enclosures
US10488906B2 (en) 2017-09-26 2019-11-26 Dell Products L.P. Power delivery based on temperature and other factors in a power storage adapter
EP3915179B1 (de) 2019-05-24 2023-07-26 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Integriertes ladegerät und motorsteuerungssystem mit einem transformator und mehrstufigen stromrichtern
WO2020149944A1 (en) 2019-11-22 2020-07-23 Futurewei Technologies, Inc. Integrated charger and motor control system isolated by motor
CN113271029A (zh) * 2021-05-28 2021-08-17 青岛大学 一种低电压应力宽输出范围dab型单级双向ac/dc变换器

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4669036A (en) * 1986-06-13 1987-05-26 Allied Corporation d.c. to d.c. converter power supply with dual regulated outputs
JP2539538B2 (ja) * 1990-09-10 1996-10-02 三菱電機株式会社 直流交流電力変換装置
US5461297A (en) * 1993-05-24 1995-10-24 Analog Modules, Inc. Series-parallel switchable capacitor charging system
DE19520940C2 (de) * 1995-06-02 1997-07-17 Siemens Ag Anordnung zur galvanisch getrennten Übertragung von Hilfsenergie (Gleichspannung) und Informationen zu einer elektronischen Einheit
US5545971A (en) * 1995-06-01 1996-08-13 Gomez; Zaitter AC voltage regulator
US6034513A (en) * 1997-04-02 2000-03-07 Lucent Technologies Inc. System and method for controlling power factor and power converter employing the same
JP3361047B2 (ja) * 1998-01-30 2003-01-07 株式会社東芝 車両用電源装置
JP3864327B2 (ja) * 1998-10-30 2006-12-27 株式会社安川電機 Ｐｗｍサイクロコンバータ
US6147886A (en) * 1999-05-15 2000-11-14 Technical Witts, Inc. Dual opposed interleaved coupled inductor soft switching converters
US6424548B2 (en) * 1999-12-02 2002-07-23 Kepco Company Power converter
DE10005449B4 (de) * 2000-02-08 2008-06-12 Siemens Ag Überspannungsschutzvorrichtung für einen Matrixumrichter
AU2001274396A1 (en) * 2000-05-23 2001-12-03 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a matrix converter
DE10102243A1 (de) * 2001-01-19 2002-10-17 Xcellsis Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung und Verteilung von elektrischer Energie an Verbraucher in einem Fahrzeug
SE523457C2 (sv) * 2001-05-17 2004-04-20 Abb Ab VSC-strömriktare flrsedd med resonanskrets för kommuntering, jämte tillhörande förfarande, datorprogramprodukt och datorläsbart medium
US6614132B2 (en) * 2001-11-30 2003-09-02 Beacon Power Corporation Multiple flywheel energy storage system
US6538909B2 (en) * 2001-12-13 2003-03-25 Enova Systems Universal high efficiency power converter
US6965219B2 (en) * 2002-06-28 2005-11-15 Microsemi Corporation Method and apparatus for auto-interleaving synchronization in a multiphase switching power converter
US6998732B2 (en) * 2002-07-23 2006-02-14 Lite-On Technology Corporation Power system for supplying stable power
US6838856B2 (en) * 2002-10-04 2005-01-04 Spx Corporation Apparatus and method for high-frequency operation in a battery charger
US20040119449A1 (en) * 2002-12-19 2004-06-24 Matley J. Brian High power factor inverter for electronic loads & other DC sources
US6826028B2 (en) * 2003-01-28 2004-11-30 International Rectifier Corporation Multi-phase buck converter with programmable phase selection
US6856283B2 (en) * 2003-02-28 2005-02-15 Raytheon Company Method and apparatus for a power system for phased-array radar
US6989613B2 (en) * 2003-11-03 2006-01-24 Andrews George R Line voltage variation compensation apparatus
EP1544992A1 (de) * 2003-12-16 2005-06-22 ABB Schweiz AG Umrichterschaltung mit zwei Teilumrichtern
JP4140552B2 (ja) * 2004-04-28 2008-08-27 トヨタ自動車株式会社 自動車用電源装置およびそれを備える自動車
US7479770B2 (en) * 2005-04-28 2009-01-20 Texas Instruments Incorporated System and method for driving a power field-effect transistor (FET)
US7187149B1 (en) * 2005-08-11 2007-03-06 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Commutation technique for an AC-to-AC converter based on state machine control
JP2009519693A (ja) * 2005-11-07 2009-05-14 ローソン ラブス，インコーポレーテッド 予測エネルギー平衡を用いた電力変換レギュレータ
JP4719567B2 (ja) * 2005-12-21 2011-07-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 双方向ｄｃ−ｄｃコンバータおよびその制御方法
DE102006025975B4 (de) * 2006-06-02 2008-08-28 Siemens Ag Österreich Wechselrichterschaltung und Verfahren zum Betreiben der Wechselrichterschaltung
US7599196B2 (en) * 2006-06-06 2009-10-06 Ideal Power Converters, Inc. Universal power converter
US7525296B2 (en) * 2006-08-18 2009-04-28 Bayview Ventures, Inc. Spread spectrum power converter with duty-cycle error compensation
US7599204B2 (en) 2006-08-29 2009-10-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Control scheme providing a freewheeling period in a cyclo-converter and a high frequency inverter
US7483282B2 (en) * 2006-08-29 2009-01-27 Gm Global Technology Operations, Inc. PWM method for cycloconverter
US7903442B2 (en) * 2006-11-30 2011-03-08 Dell Products L.P. Apparatus and methods for power conversion
JP4400632B2 (ja) * 2007-02-20 2010-01-20 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
US8008903B2 (en) * 2007-03-23 2011-08-30 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for regulating a diode conduction duty cycle
US8063606B2 (en) * 2007-05-11 2011-11-22 Research In Motion Limited Battery charger for a handheld computing device and an external battery
US7679941B2 (en) * 2007-06-06 2010-03-16 General Electric Company Power conversion system with galvanically isolated high frequency link
JP2008306855A (ja) 2007-06-08 2008-12-18 Yamaha Motor Electronics Co Ltd 電動ゴルフカー用充電器
JP4947147B2 (ja) * 2007-07-18 2012-06-06 株式会社村田製作所 絶縁型ｄｃ−ｄｃコンバータ
GB2459542B (en) 2008-05-03 2010-05-26 David John Powell Electrical power supply arrangement
JP4855444B2 (ja) * 2008-06-25 2012-01-18 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 充電制御システムおよび制御方法
US8199545B2 (en) * 2009-05-05 2012-06-12 Hamilton Sundstrand Corporation Power-conversion control system including sliding mode controller and cycloconverter
US8310847B2 (en) * 2009-08-04 2012-11-13 Niko Semiconductor Co., Ltd. Secondary side post regulator of flyback power converter with multiple outputs
US8930723B2 (en) * 2009-10-07 2015-01-06 Dell Products L.P. System and method for multi-phase voltage regulation
US8624570B2 (en) * 2009-10-15 2014-01-07 Continental Automotive Systems, Inc. Digitally controlling a power converter

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