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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers mit einem ersten und einem zweiten Eingangsspannungsanschluss, um die Ladevorrichtung an eine Wechselspannungsquelle anzuschließen, einem ersten und einem zweiten Ausgangsspannungsanschluss, um die Ladevorrichtung an den zu ladenden Energiespeicher anzuschließen, einer Gleichrichterspannungswandlerschaltung, die eingangsseitig mit den Eingangsspannungsanschlüssen verbunden ist und ausgangsseitig mit einem ersten und einem zweiten Zwischenkreisspannungsanschluss verbunden ist und dazu ausgebildet ist, zwischen den Zwischenkreisspannungsanschlüssen eine Zwischenkreisgleichspannung bereitzustellen, einer Gleichspannungswandlerschaltung, die eingangsseitig mit den Zwischenkreisanschlüssen verbunden ist und ausgangsseitig mit den Ausgangsspannungsanschlüssen der Ladevorrichtung verbunden ist, wobei die Gleichspannungswandlerschaltung dazu ausgebildet ist, eine Ausgangsgleichspannung und einen Ausgangsgleichstrom an den Ausgangsanschlüssen bereitzustellen.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, wobei eine Gleichrichterspannungswandlerschaltung an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen wird, eine Zwischenkreisgleichspannung von der Gleichrichterspannungswandlerschaltung bereitgestellt wird und wobei aus der Zwischenkreisgleichspannung mittels einer Gleichspannungswandlerschaltung eine Ausgangsgleichspannung und ein Ausgangsgleichstrom zum Laden des elektrischen Energiespeichers bereitgestellt wird.
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Stand der Technik
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Auf dem Gebiet der elektrischen Energiespeicher ist es allgemein bekannt, Energiespeicher mittels Ladevorrichtungen aufzuladen, die mit einem öffentlichen Niederspannungsnetz als Wechselspannungsquelle verbunden sind, um aus dem Niederspannungsnetz die entsprechende Leistung zum Laden des elektrischen Energiespeichers zu beziehen. Die Ladevorrichtungen weisen üblicherweise eingangsseitig eine PFC-Stufe für die Entnahme sinusförmiger Ströme aus dem Versorgungsnetz auf. Diese PFC-Stufen stellen eine pulsierende Gleichspannung einem Zwischenkreis zur Verfügung, der mittels eines Zwischenkreiskondensators die pulsierende Wechselspannung bzw. die pulsierende elektrische Leistung glättet. Die derart geglättete elektrische Spannung wird mittels eines Gleichspannungswandlers entsprechend des Ladezustandes des Energiespeichers bzw. der Batterie auf eine optimale Ladespannung eingestellt.
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Um die Anforderung der Glättung der Zwischenkreisspannung zu erfüllen, sind Zwischenkreiskondensatoren mit einer großen Kapazität notwendig (etwa 1 µF bei einer Ladeleistung von 3,3 kW), die sich wirtschaftlich lediglich mit Elektrolytkondensatoren realisieren lassen. Elektrolytkondensatoren zeigen jedoch in Abhängigkeit von ihrer Strombelastung und ihrer Betriebstemperatur starke Alterungserscheinungen. Für den Einsatz im Automobilbereich sind derartige Elektrolytkondensatoren durch den großen spezifizierten Temperaturbereich und die dadurch reduzierte Lebensdauer eher begrenzt einsetzbar.
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Da die PFC-Stufe eine konstante Zwischenkreisspannung einstellt, wird die notwendige Spannungsspreizung beim Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers von dem Gleichspannungswandler bereitgestellt. Da der Gleichspannungswandler daher kein konstantes Spannungsübersetzungsverhältnis aufweist, können die üblicherweise verwendeten potenzialtrennenden Wandler mit einem elektromagnetischen Übertragungsglied nicht optimal ausgelegt werden. Die zur Zeit eingesetzten potenzialtrennenden weichschaltenden Gleichspannungswandler verlieren ab einer bestimmten Übertragungsleistung ihre weichschaltende Eigenschaft, so dass der Wirkungsgrad durch zusätzlich anfallende Schaltverluste reduziert ist.
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Eine derartige Ladevorrichtung mit einer PFC-Stufe und einem Gleichspannungswandler als Serienresonanzwandler ist beispielsweise bekannt aus der
US 5,581,171 .
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Nachteilig bei den bekannten Ladevorrichtungen ist daher die begrenzte Lebensdauer, der technisch hohe Aufwand, insbesondere der große Regelaufwand zum Einstellen der Ladespannung und die damit verbundenen hohen Kosten.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers der eingangs genannten Art bereit, bei der die Zwischenkreisgleichspannung über die Gleichrichterspannungswandlerschaltung einstellbar ist, um eine elektrische Leistung, die von den Eingangsspannungsanschlüssen an die Ausgangsspannungsanschlüsse bzw. den zu ladenden Energiespeicher übertragen wird, einzustellen.
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Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers der eingangs genannten Art bereit, bei der zwischen dem ersten und dem zweiten Zwischenkreisspannungsanschluss ein oder mehrere Kondensatoren geschaltet sind, deren Gesamtkapazität kleiner als 100 µF ist.
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Schließlich stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers der eingangs genannten Art bereit, wobei die Zwischenkreisgleichspannung mittels der Gleichrichterspannungswandlerschaltung eingestellt wird, um eine von der Wechselspannungsquelle auf den zu ladenden elektrischen Energiespeicher übertragene elektrische Leistung einzustellen.
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Vorteile der Erfindung
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Durch die vorliegende Erfindung kann der Regelungsaufwand zum Laden des elektrischen Energiespeichers reduziert werden und gleichzeitig kann der Gleichspannungswandler und somit die gesamte Ladevorrichtung besser angepasst und dimensioniert werden. Durch die geringe Dimensionierung der Kondensatoren zwischen der Gleichrichterstufe und dem Gleichspannungswandler können kostengünstigere und zuverlässigere Kondensatoren eingesetzt werden, wodurch die Ladevorrichtung insgesamt zuverlässiger und kostengünstiger wird. Insgesamt wird die Ladevorrichtung somit technisch weniger aufwendig und kostengünstiger.
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Mit anderen Worten wird die Spannung an den Ausgangsspannungsanschlüssen durch den angeschlossenen elektrischen Energiespeicher bestimmt, so dass die abgegebene Leistung über den Ausgangsstrom einstellbar ist. Sofern die Spannung zwischen den Zwischenkreisanschlüssen ansteigt, nimmt die Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Gleichspannungswandlerschaltung zu, so dass der Strom und somit auch die übertragene Leistung zunimmt. Dadurch kann durch Einstellen des Betrages der Zwischenkreisspannung die an den elektrischen Energiespeicher übertragene Leistung eingestellt werden. Im Ergebnis kann somit durch einfache Spannungsregelung der Zwischenkreisspannung die übertragene Ladeleistung eingestellt werden.
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Es ist von besonderem Vorzug, wenn die Gleichspannungswandlerschaltung eine galvanische Trennung zwischen den Zwischenkreisanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen bildet.
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Dadurch kann eine Rückführung von Fehlergleichströmen an die Gleichspannungsquelle vermieden werden.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn die Gleichspannungswandlerschaltung als Serienresonanzwandler ausgebildet ist.
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Dadurch können im Betrieb vorhandene Streuinduktivitäten des integrierten Transformators kompensiert werden, so dass der Strom zwischen Eingang und Ausgang nur noch durch den Ohmschen Wicklungswiderstand des Transformators begrenzt wird.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Gleichspannungswandlerschaltung dazu ausgebildet ist, einen pulsierenden Ausgangsstrom bereitzustellen, der dieselbe Frequenz wie die Zwischenkreisgleichspannung aufweist.
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Dadurch kann der Regelungsaufwand und die Schaltverluste der Gleichspannungswandlerschaltung reduziert werden.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der oder die Kondensatoren zwischen dem ersten und dem zweiten Zwischenkreisspannungsanschluss als Folienkondensatoren ausgebildet sind.
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Dadurch kann ein zuverlässiger Zwischenkreis bereitgestellt werden.
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Es ist weiterhin allgemein bevorzugt, wenn die Gleichrichterspannungswandlerschaltung eine Gleichrichterschaltung und eine Gleichspannungswandlerschaltung aufweist, die als Schaltnetzteil ausgebildet ist, wobei der Betrag der Zwischenkreisspannung mittels des Schaltnetzteils einstellbar ist.
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Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Schaltung zum Einstellen des Betrages der Zwischenkreisgleichspannung bereitgestellt, die einen geringen Regelbedarf aufweist und die entsprechende Spannung verlustarm einstellen kann.
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Es ist dabei bevorzugt, wenn die Gleichrichterspannungswandlerschaltung eine Blindleistungskompensationsspannungbildet.
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Dadurch wirkt die gesamte Ladevorrichtung wie eine Ohmsche Last, wodurch die Aufnahme von Blindleistung reduziert bzw. eliminiert ist.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Wechselspannungsquelle ein öffentliches Niederspannungsnetz ist.
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Dadurch kann die Ladevorrichtung im Wesentlichen ortsunabhängig zum Laden des elektrischen Energiespeichers verwendet werden.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Zwischenkreisgleichspannung eine pulsierende Gleichspannung ist und ein von der Gleichrichterspannungswandlerschaltung bereitgestellter Zwischenkreisstrom ein pulsierender Gleichstrom ist, der phasengleich mit der Zwischengleichspannung ausgebildet ist.
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Dadurch wirkt die gesamte Ladevorrichtung wie eine Ohmsche Last.
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Es versteht sich, dass Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung auch entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren zutreffen bzw. anwendbar sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt in schematischer Form eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers;
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2 zeigt in schematischer Form einen Gleichrichter mit nachgeschaltetem Gleichspannungswandler zur Blindleistungskompensation;
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3 zeigt einen Serienresonanzwandler; und
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4a) bis d) zeigen die zeitlichen Verläufe des Zwischenkreisstroms, der Zwischenkreisspannung, der Ladeleistung des elektrischen Energiespeichers und des Ausgangsstroms.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 ist die Schaltung einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung schematisch dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet.
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Die Ladevorrichtung 10 weist eine erste Eingangsspannungsklemme 12 und eine zweite Eingangsspannungsklemme 14 auf, die zusammen einen Spannungseingang bilden. Die Ladevorrichtung 10 weist ferner eine erste Ausgangsspannungsklemme 12 und eine zweite Ausgangsspannungsklemme 14 auf, die zusammen einen Spannungsausgang bilden. Die Eingangsspannungsklemmen 12, 14 sind dazu ausgebildet, mit einer nicht dargestellten Wechselspannungsquelle verbunden zu werden. Zwischen den Eingangsspannungsklemmen 12, 14 liegt die Eingangsspannung UN an, die vorzugsweise der öffentlichen Netzspannung entspricht. Das heißt, dass die Wechselspannungsquelle in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein öffentliches Niederspannungsnetz ist. Über die Eingangsspannungsklemmen 12, 14 wird der Ladevorrichtung 10 ein Eingangsstrom IN bereitgestellt. Die Eingangsspannung UN ist eine Wechselspannung und der Eingangsstrom IN ist ein Wechselstrom, die vorzugsweise sinusförmig ausgebildet sind.
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Die Ausgangsspannungsklemmen 16, 18 sind mit einem zu ladenden elektrischen Energiespeicher 20 bzw. einer Batterie 20 verbunden, um den elektrischen Energiespeicher 20 bzw. die Batterie 20 entsprechend zu laden.
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Die Eingangsspannungsklemmen 12, 14 sind mit einer Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 verbunden, die vorzugsweise als PFC-Stufe ausgebildet ist. Die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 ist ausgangsseitig mit einer ersten Zwischenkreisklemme 24 und einer zweiten Zwischenkreisklemme 26 verbunden. Die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 bildet aus der Eingangswechselspannung UN eine gleichgerichtete pulsierende Gleichspannung UZK zwischen den Zwischenkreisklemmen 24, 26. Die
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Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 weist einen in 1 nicht näher dargestellten Gleichrichter und einen Gleichspannungswandler zum Einstellen der mittleren Zwischenkreisspannung UZK auf und bildet eine Blindleistungskompensationsschaltung, wie es im Weiteren erläutert ist. Dadurch wirkt die Gleichspannungswandlerschaltung 22 wie eine rein Ohmsche Last, da sich keine Phasenverschiebung zwischen UN und IN ergibt. Ferner kann die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 die pulsierende Zwischenkreisspannung UZK mit einfachen Mitteln beliebig einstellen. Die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 ist mit einer Steuereinheit 28 verbunden, die über ein Steuersignal 30 die mittlere Zwischenkreisspannung UZK einstellt. Ein von der Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 an den Zwischenkreisklemmen 24, 26 bereitgestellter Zwischenkreisstrom IZK und die Zwischenkreisspannung UZK weisen durch die Blindleistungskompensationsschaltung keine Phasenverschiebung auf.
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Die Ladevorrichtung 10 weist ferner eine Gleichspannungswandlerschaltung 32 auf, die eingangsseitig mit den Zwischenkreisklemmen 24, 26 und ausgangsseitig mit den Ausgangsspannungsklemmen 16, 18 verbunden ist. Die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 32 ist vorzugsweise als Resonanzwandler ausgebildet und wandelt die Zwischenkreisspannung UZK und den Zwischenkreisstrom IZK in eine Ausgangsspannung UO und einen Ausgangsstrom IO um, die zum Laden des Energiespeichers 20 dienen. Da der Spannungsabfall an dem elektrischen Energiespeicher 20 durch den Energiespeicher 20 selbst vorgegeben ist, stellt sich eine feste Spannung UO an den Ausgangsspannungsklemmen 16, 18 ein. Dadurch wird der Ausgangsstrom IO variabel und somit auch die an den elektrischen Energiespeicher 20 abgegebene elektrische Leistung. Da der Gleichspannungswandler 32 vorzugsweise als Serienresonanzwandler mit galvanischer Trennung ausgebildet ist, wird der Ausgangsstrom IO über die Zwischenkreisspannung UZK und somit den sich einstellenden Zwischenkreisstrom IZK bestimmt. Daher kann die übertragene Ladeleistung durch Einstellen der Zwischenkreisspannung UZK variabel eingestellt werden.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei der Ladevorrichtung 10 auf den Einsatz eines großen Zwischenkreiskondensators zur Leistungsglättung verzichtet. Dadurch weist der Ausgangssstrom IO eine Frequenz auf, die doppelt so hoch ist wie die Frequenz der Wechselspannungsquelle. Dadurch kann auf aufwendige und teure Elektrolytkondensatoren mit begrenzter Lebensdauer verzichtet werden. Im Ergebnis kann somit die Ladeleistung der Ladevorrichtung 10 über die Zwischenkreisspannung UZK beliebig eingestellt werden.
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In 2 ist die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 schematisch dargestellt. Die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 weist eine Gleichrichterschaltung 34 und einen Gleichspannungswandler 36 auf.
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Der Gleichrichter 34 ist als herkömmlicher B2-Gleichrichter ausgebildet und weist zwei parallele Stromzweige mit jeweils zwei Dioden auf, zwischen denen die Eingangsspannungsanschlüsse 12, 14 angeschlossen sind. Die Gleichrichterschaltung 34 stellt dem Gleichspannungswandler 36 einen pulsierenden Gleichstrom bzw. eine pulsierende Gleichspannung bereit. Der Gleichspannungswandler 36 ist als Hochsetzsteller 36 ausgebildet und weist in dieser Ausführungsform eine Spule und eine Diode, zwischen denen eine Brücke mit einem Transistor angeschlossen ist, und eine parallel geschaltete Kapazität auf. Insgesamt stellt die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 eine blindleistungskompensierte Schaltung dar, die sich wie eine Ohmsche Last verhält.
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Dadurch wird durch die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 aus der Wechselspannung UN und dem Wechselstrom IN eine leicht pulsierende Gleichspannung UZK und ein entsprechend pulsierender Gleichstrom IZK bereitgestellt, die keine Phasenverschiebung aufweisen und wobei über den Gleichspannungswandler der Mittelwert der Zwischenkreisspannung UZK nahezu beliebig einstellbar ist. Dazu ist der Transistor S1 mit der Steuereinheit 28 verbunden. Die Elemente, die in 2 die Gleichrichterspannungswandlerschaltung bilden, sind als beispielhaft anzusehen, wobei die jeweiligen Komponenten bestehend aus dem Gleichrichter 34 und dem Gleichspannungswandler 36 durch beliebige Komponenten mit gleicher Funktion ersetzt werden können.
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In 3 ist ein Serienresonanzwandler dargestellt und allgemein mit 40 bezeichnet. Der Serienresonanzwandler 40 bildet vorzugsweise die Gleichspannungswandlerschaltung 22 der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung 10. Der Serienresonanzwandler 40 weist einen Wechselrichter 42, einen Transformator 44 und einen Gleichrichter 46 auf. Eingangsseitig ist zwischen den Zwischenkreisklemmen 24, 26 ein Zwischenkreiskondensator 48 geschaltet, der als Folienkondensator ausgebildet ist und eine Kapazität von ca. 50 µF aufweist. Ausgangsseitig ist zwischen den Ausgangsspannungsklemmen 16, 18 ein Ausgangskondensator 50 geschaltet.
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Der Wechselrichter 42 weist zwei Brückenzweige 52, 54 auf, die durch entsprechende Ansteuerung aus dem pulsierenden Zwischenkreisgleichstrom IZK einen Wechselstrom IP wandelt, der den Eingangsstrom für den Transformator 44 bildet. Die Ansteuerung des Wechselrichters 42 bzw. der Transistoren des Wechselrichters 42 erfolgt mit vollem Tastgrad, so dass während der Hälfte einer jeden Tastperiode ein positiver Strom IP dem Transformator 44 bereitgestellt wird und während der jeweiligen andere Hälfte der Taktperiode ein negativer Strom IP dem Transformator 44 bereitgestellt wird. Die Taktfrequenz und der Tastgrad sind vorzugsweise fest eingestellt, wodurch der Regelaufwand reduziert werden kann.
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Der Transformator 44 weist über ein festes Windungsverhältnis ein konstantes Übersetzungsverhältnis auf und bildet eine galvanische Trennung zwischen den Ausgangsspannungsklemmen 16, 18 und den Zwischenkreisklemmen 24, 26. Der Transformator stellt eine entsprechend übersetzte Spannung und einen entsprechenden Strom dem Gleichrichter 46 bereit. Der Gleichrichter 46 ist durch eine Zweiweg-Gleichrichtung mit den Brückenzweigen 56, 58 gebildet und wandelt die Wechselspannung bzw. den Wechselstrom, die von dem Transformator 44 bereitgestellt werden, in eine pulsierende Gleichspannung bzw. einen pulsierenden Gleichstrom um, der an den Ausgangsspannungsklemmen 16, 18 anliegt und die Ladeleistung für den Energiespeicher 20 bildet. Entsprechend stellt sich ein sinusförmiger Ausgangsstrom IO ein, der aufgrund der fehlenden Leistungsglättung ebenso wie die Zwischenkreisspannung UZK eine Frequenz aufweist, die der doppelten Frequenz der Wechselspannungsquelle entspricht.
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Die zwischen den Ausgangsspannungsquellen 16, 18 anliegende Spannung UO ist durch die Spannung des angeschlossenen Energiespeichers 20 vorgegeben bzw. eingestellt. Dadurch stellt sich ein Ausgangsstrom IO entsprechend der Zwischenkreisspannung UZK am Eingang des Wechselrichters 42 ein. Dadurch lässt sich die übertragene Leistung der gesamten Ladevorrichtung 10 über die Zwischenkreisspannung UZK einstellen. Sobald die Zwischenkreisspannung UZK ansteigt, steigt auch die Spannungsdifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Serienresonanzwandlers, so dass sich ein entsprechend erhöhter Ausgangsstrom IO und damit eine entsprechend erhöhte Übertragungsleistung einstellt. Entsprechend sinkt der Ausgangsstrom IO bzw. die übertragene Ladeleistung mit sinkender Zwischenkreisspannung UZK. Somit kann auf eine gesonderte Regelung der Gleichspannungswandlerschaltung 32 verzichtet werden.
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Daher kann mittels der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung 10 eine nahezu beliebige Ladeleistung eingestellt werden, und zwar lediglich über die Ansteuerung des Schaltnetzteils 36 und die dadurch einstellbare Zwischenkreisspannung UZK.
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Dadurch, dass sich ein konstantes Spannungsübersetzungsverhältnis für die potenzialtrennende Gleichspannungswandlerschaltung einstellt, kann ein optimaler Arbeitspunkt eingestellt werden. Aufgrund der pulsierenden Leistung ist die Gleichspannungswandlerschaltung für diesen Betrieb jedoch für die doppelte Übertragungsleistung auszulegen, wodurch das Transformatorvolumen stark zunimmt. In dem vorliegenden Fall nimmt das Transformatorvolumen um etwa 70 % gegenüber einem Aufbau mit Leistungsglättung zu. Durch eine geeignete Auswahl des Gleichspannungswandlers in Verbindung mit der verwendeten Schaltfrequenz lässt sich dieser Nachteil jedoch kompensieren.
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In 4 sind Verläufe des Zwischenkreisstroms IZK, der Zwischenkreisspannung UZK, der Batterieladeleistung P und des Batterieladestroms IO schematisch dargestellt.
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4a) zeigt den Zwischenkreisstrom IZK, der als pulsierender Gleichstrom ausgebildet ist, mit einer Frequenz von 100 Hz, was der doppelten Frequenz der Wechselspannungsquelle bzw. der doppelten Netzfrequenz entspricht. Aus 4a) ist ersichtlich, dass der Zwischenkreisstrom IZK lediglich gleichgerichtet ist, wobei keine Glättung durch einen Zwischenkreiskondensator erfolgt ist.
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In 4b) ist die Zwischenkreisspannung UZK dargestellt, die als pulsierende Gleichspannung ausgebildet ist, wobei durch die geringe Kapazität des Zwischenkreiskondensators 48 eine leichte Glättung erfolgt ist. Die Zwischenkreisspannung UZK weist eine Grundfrequenz von 100 Hz auf, was der doppelten Frequenz der Wechselspannungsquelle entspricht und ist phasengleich mit dem Zwischenkreisstrom IZK. Ferner weist die Zwischenkreisspannung ein weiteres, höherfrequentes Signal auf, was durch die Taktung des Schaltnetzteils 36 hervorgerufen wird.
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In 4c) ist die Batterieladeleistung dargestellt, die sich aus dem Produkt der Ausgangsspannung UO und des Ausgangsstroms IO ergibt. Die Ladeleistung ist ebenfalls pulsierend mit einer Frequenz von 100 Hz und phasengleich mit UZK und IZK.
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In 4d) ist der Ladestrom IO dargestellt, der ebenfalls ein pulsierender Gleichstrom mit einer Frequenz von 100 Hz ist. Es ist daher ersichtlich, dass die Batterie bzw. der Energiespeicher 20 mit pulsierendem Gleichstrom geladen wird. Die dadurch erhöhte Strombelastung für die Halbleiterdioden des Gleichrichters 46 kann durch die geringeren Schaltverluste in dem galvanisch getrennten Transformator über den gesamten Spannungs- bzw. Leistungsbereich des Energiespeichers 20 ausgeglichen werden bzw. überkompensiert werden, da die erhöhten Verluste in den Dioden geringer sind als die Reduktion der Schaltverluste.
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Durch die Ladevorrichtung können nahezu beliebige Energiespeicher 20 geladen werden, wobei allerdings die bereitgestellte Spannung des Energiespeichers 20 durch die Sperrfähigkeit der verwendeten Transistoren und Dioden begrenzt ist. Für den Fall sehr hoher Batteriespannungen müssen sowohl für die Gleichrichterspannungswandlerschaltung 22 als auch für die Gleichspannungswandlerschaltung Halbleiterbauteile (Transistoren und Dioden) verwendet werden, die eine höhere Sperrfähigkeit aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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