DE102014013039A1 - Device for a motor vehicle for the galvanically decoupled transmission of an electrical voltage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug zum galvanisch entkoppelten Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen einem Hochvoltkreis (12) und einem Niedervoltkreis (14) mit einem galvanisch getrennten Gleichspannungswandler (16) mit einer Primärseite (24) und einer Sekundärseite (26) und einem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler (32) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei die Sekundärseite (26) des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers (16) mit dem Eingang des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers (32) elektrisch verbunden ist und die Primärseite (24) des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers (16) mit dem Hochvoltkreis (12) elektrisch verbindbar ist und der Ausgang des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers (32) mit dem Niedervoltkreis (14) verbindbar ist, und wobei der galvanisch getrennte Gleichspannungswandler (16) eine von dem Hochvoltkreis (12) bereitgestellte Hochvoltgleichspannung (UH) in eine erste Gleichspannung (U1) wandelt und der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler (32) die erste Gleichspannung (U1) in eine zweite Gleichspannung (U2) wandelt, wobei der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler (32) eine Energiespeichereinrichtung (34) aufweist, welche eine Glättungseinrichtung zum Glätten der zweiten Gleichspannung (U2) bildet.The invention relates to a device (10) for a motor vehicle for galvanically decoupled transmission of an electrical voltage between a high-voltage circuit (12) and a low-voltage circuit (14) with a galvanically isolated DC-DC converter (16) having a primary side (24) and a secondary side (26). and a galvanically coupled DC-DC converter (32) having an input and an output, the secondary side (26) of the galvanically isolated DC-DC converter (16) being electrically connected to the input of the galvanically coupled DC-DC converter (32) and the primary side (24) of the galvanically isolated DC converter DC voltage converter (16) to the high-voltage circuit (12) is electrically connectable and the output of the DC-coupled DC-DC converter (32) to the low-voltage circuit (14) is connectable, and wherein the galvanically isolated DC-DC converter (16) provided by the high-voltage circuit (12) high-voltage DC voltage (UH) in a ers te DC voltage (U1) converts and the DC-DC converter (32) converts the first DC voltage (U1) into a second DC voltage (U2), wherein the DC-DC converter (32) comprises an energy storage device (34), which comprises a smoothing device for smoothing second DC voltage (U2) forms.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum galvanisch entkoppelten Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen einem Hochvoltkreis und einem Niedervoltkreis mit einem galvanisch getrennten Gleichspannungswandler mit einer Primärseite und einer Sekundärseite und einem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei die Sekundärseite des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers mit dem Eingang des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers elektrisch verbunden ist und die Primärseite des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers mit dem Hochvoltkreis elektrisch verbindbar ist und der Ausgang des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers mit dem Niedervoltkreis verbindbar ist, und wobei der galvanisch getrennte Gleichspannungswandler eine von dem Hochvoltkreis bereitgestellte Hochvoltgleichspannung in eine erste Gleichspannung wandelt und der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler die erste Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung wandelt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum galvanisch entkoppelten Übertragen einer elektrischen Spannung.The invention relates to a device for a motor vehicle for galvanically decoupled transmission of an electrical voltage between a high-voltage circuit and a low-voltage circuit with a galvanically isolated DC-DC converter having a primary side and a secondary side and a DC-coupled DC-DC converter having an input and an output, wherein the secondary side of the galvanically isolated DC converter is electrically connected to the input of the galvanically coupled DC-DC converter and the primary side of the galvanically isolated DC-DC converter is electrically connected to the high-voltage circuit and the output of the DC-coupled DC-DC converter is connected to the low-voltage circuit, and wherein the galvanically isolated DC-DC converter provided by the high-voltage circuit high-voltage DC in a first DC voltage is converted and the DC coupled DC converter converts the first G Light voltage converts to a second DC voltage. The invention also relates to a motor vehicle and a method for galvanically decoupled transmission of an electrical voltage.

Niedervoltkreise in Kraftfahrzeugen verfügen üblicherweise über eine Niedervoltbatterie, welche eine Niedervoltspannung zur Versorgung von Niedervoltkomponenten des Niedervoltkreises bereitstellt. Unter Niedervoltspannung ist hier eine elektrische Spannung kleiner als 60 Volt zu verstehen. Zum Laden der Niedervoltbatterie kann es vorgesehen sein, dass elektrische Energie beispielsweise von einem ebenfalls in dem Kraftfahrzeug angeordneten Hochvoltkreis an den Niedervoltkreis übertragen wird. Hochvoltkreise verfügen üblicherweise über eine Hochvoltbatterie, welche eine Hochvoltspannung bereitstellt. Unter Hochvoltspannung ist hier eine elektrische Spannung größer als 60 Volt zu verstehen. Um dabei eine Gefährdung, beispielsweise von Personen, oder eine Beschädigung der Niedervoltkomponenten vermeiden, wird die Hochvoltspannung in der Regel galvanisch entkoppelt zu dem Niedervoltkreis übertragen und in eine geeignete Spannung zum Laden der Niedervoltbatterie umgewandelt. Diese Übertragung und Anpassung erfordert üblicherweise einen hohen Bauteilbedarf und hat somit einen hohen Kostenaufwand zur Folge.Low-voltage circuits in motor vehicles usually have a low-voltage battery which provides a low-voltage voltage for supplying low-voltage components of the low-voltage circuit. Under low voltage is here to understand an electrical voltage less than 60 volts. For charging the low-voltage battery, provision may be made for electrical energy to be transmitted to the low-voltage circuit, for example, by a high-voltage circuit likewise arranged in the motor vehicle. High-voltage circuits usually have a high-voltage battery, which provides a high-voltage. Under high voltage is here to understand an electrical voltage greater than 60 volts. In order to avoid a risk, for example, of persons, or damage to the low-voltage components, the high-voltage is usually galvanically decoupled transmitted to the low-voltage circuit and converted into a suitable voltage for charging the low-voltage battery. This transfer and adaptation usually requires a high component requirements and thus has a high cost.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstigere und platzsparendere Vorrichtung mit einem reduzierten Bauteilbedarf zu realisieren.It is an object of the present invention to realize a less expensive and more space-saving device with a reduced component requirement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a device, a motor vehicle and a method having the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug dient zum galvanisch entkoppelten Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen einem Hochvoltkreis und einem Niedervoltkreis. Die Vorrichtung umfasst einen galvanisch getrennten Gleichspannungswandler mit einer Primärseite und einer Sekundärseite und einen galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler mit einem Eingang und einem Ausgang wobei die Sekundärseite des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers mit dem Eingang des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers elektrisch verbunden ist und die Primärseite des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers mit dem Hochvoltkreis elektrisch verbindbar ist und der Ausgang des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers mit dem Niedervoltkreis verbindbar ist, und wobei der galvanisch getrennte Gleichspannungswandler eine von dem Hochvoltkreis bereitgestellte Hochvoltgleichspannung in eine erste Gleichspannung wandelt und der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler die erste Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung wandelt. Erfindungsgemäß weist der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler eine Energiespeichereinrichtung auf, welche eine Glättungseinrichtung zum Glätten der zweiten Gleichspannung bildet.An inventive device for a motor vehicle is used for galvanically decoupled transmission of an electrical voltage between a high-voltage circuit and a low-voltage circuit. The device comprises a galvanically isolated DC-DC converter having a primary side and a secondary side and a galvanically coupled DC-DC converter having an input and an output wherein the secondary side of the galvanically isolated DC-DC converter is electrically connected to the input of the DC-coupled DC-DC converter and the primary side of the galvanically isolated DC-DC converter with the High-voltage circuit is electrically connected and the output of the galvanically coupled DC-DC converter is connectable to the low-voltage circuit, and wherein the galvanically isolated DC converter converts a provided by the high-voltage DC high-voltage direct voltage into a first DC voltage and the DC-DC converter converts the first DC voltage into a second DC voltage. According to the invention, the galvanically coupled DC-DC converter has an energy storage device, which forms a smoothing device for smoothing the second DC voltage.

Galvanisch getrennte Gleichspannungswandler, welche auch als galvanisch entkoppelte Gleichspannungswandler bzw. galvanisch entkoppelte DC/DC-Wandler bezeichnet werden, können eine elektrische Spannung zwischen zwei Spannungskreisen potentialfrei übertragen. Der galvanisch getrennte Gleichspannungswandler kann die von dem Hochvoltkreis, insbesondere von einer Hochvoltbatterie des Hochvoltkreises, bereitgestellte Hochvoltspannung galvanisch getrennt übertragen und in eine erste Gleichspannung umwandeln. Diese erste Gleichspannung wird einem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler zugeführt, welcher seriell mit dem galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandler verschaltet ist. Dieser galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler ist dazu ausgelegt, die erste Gleichspannung in eine für den Niedervoltkreis geeignete zweite Gleichspannung umzuwandeln. Durch diesen galvanisch gekoppelten, insbesondere steuerbaren, Gleichspannungswandler kann verhindert werden, dass die Niedervoltkomponenten durch eine erhöhte Hochvoltgleichspannung beschädigt werden, welche beispielsweise zeitweise im Hochvoltkreis auftreten kann. Ein an sich aus dem Stand der Technik bekannter galvanisch getrennter Gleichspannungswandler weist am Ausgang der Sekundärseite in der Regel ein Filter, welcher beispielsweise eine Induktivität und einer Kapazität umfasst, auf. Dieses Filter dient zum Glätten der übertragenden Spannung, also hier der ersten Gleichspannung. Der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler weist zum Umsetzen zwischen zwei Gleichspannungen, also hier zwischen der ersten Gleichspannung in der zweiten Gleichspannung, beispielsweise eine steuerbare Schalteinrichtung und die Energiespeichereinrichtung auf. Die Energiespeichereinrichtung kann ebenfalls eine Induktivität und einen Kondensator umfassen und somit baugleich zu dem Filter des galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandlers ausgeführt sein. Die Energiespeichereinrichtung stellt also gleichzeitig eine Glättungseinrichtung zum Glätten der zweiten Gleichspannung dar.Galvanically isolated DC-DC converters, which are also referred to as galvanically decoupled DC-DC converter or galvanically decoupled DC / DC converter, can transmit an electrical voltage between two voltage circuits floating. The galvanically isolated DC-DC converter can galvanically separate the high-voltage voltage provided by the high-voltage circuit, in particular from a high-voltage battery of the high-voltage circuit, and convert it into a first DC voltage. This first DC voltage is supplied to a galvanically coupled DC-DC converter, which is connected in series with the galvanically decoupled DC-DC converter. This galvanically coupled DC-DC converter is designed to convert the first DC voltage into a second DC voltage suitable for the low-voltage circuit. By means of this galvanically coupled, in particular controllable, DC-DC converter can be prevented that the low-voltage components are damaged by an increased high-voltage DC voltage, which may occur, for example, temporarily in the high-voltage circuit. A known from the prior art galvanically isolated DC-DC converter has at the output of the secondary side usually a filter, which for example, an inductance and a capacitance, on. This filter is used to smooth the transmitted voltage, so here the first DC voltage. The galvanically coupled DC-DC converter has for converting between two DC voltages, that is, here between the first DC voltage in the second DC voltage, for example, a controllable switching device and the energy storage device. The energy storage device may also comprise an inductor and a capacitor and thus be designed identical to the filter of the DC decoupled DC-DC converter. The energy storage device thus also represents a smoothing device for smoothing the second DC voltage.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, das Filter des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers zu entfernen und die erste Gleichspannung ungeglättet dem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler zuzuführen. Die erste Gleichspannung wird also zuerst in die zweite Gleichspannung umgewandelt und durch die Energiespeichereinrichtung des galvanisch gekoppelten geglättet. Die vom Hochvoltkreis zum Niedervoltkreis übertragende Gleichspannung wird also nur einmal geglättet, und zwar mittels der Energiespeichereinrichtung des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers. Durch das Entfernen des Filters wird somit nur eine einzige Induktivität, nämlich die des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers, benötigt anstelle von bisher zwei Induktivitäten. Somit werden in vorteilhafter Weise der Bauteilbedarf bei der Reihenschaltung von dem galvanisch isolierenden bzw. galvanisch getrennten und dem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlern minimiert und Kosten gespart. Dadurch werden zusätzlich das Bauvolumen und damit das Gewicht der Vorrichtung reduziert.According to the invention, it is now provided to remove the filter of the galvanically isolated DC-DC converter and supply the first DC voltage unsmoothed to the DC-coupled DC-DC converter. The first DC voltage is thus first converted into the second DC voltage and smoothed by the energy storage device of the galvanically coupled. The DC voltage transmitted from the high-voltage circuit to the low-voltage circuit is thus smoothed only once, by means of the energy storage device of the galvanically coupled DC-DC converter. By removing the filter thus only a single inductance, namely that of the galvanically coupled DC-DC converter, required instead of two inductors so far. Thus, the component requirement in the series connection of the galvanically isolated or galvanically isolated and the DC-coupled DC-DC converters are advantageously minimized and costs are saved. As a result, the construction volume and thus the weight of the device are additionally reduced.

Besonders bevorzugt weist der galvanisch getrennte Gleichspannungswandler zum galvanisch entkoppelten Übertragen einer Wechselspannung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite einen Transformator mit einer ersten Wicklung, welche elektrisch mit der Primärseite verbunden ist, und einer zweiten Wicklung, welche elektrisch mit der Sekundärseite verbunden ist, auf, wobei die Primärseite einen Wechselrichter zum Wandeln der Hochvoltgleichspannung in die Wechselspannung und die Sekundärseite einen Gleichrichter zum Wandeln der Wechselspannung in die erste Gleichspannung aufweist. Gemäß dem Stand der Technik sind als Beispiele für galvanisch getrennte Gleichspannungswandler Eintaktflusswandler oder Gegentaktflusswandler bekannt. Solche Eintaktflusswandler oder Gegentaktflusswandler gemäß dem Stand der Technik weisen in der Regel auf der Sekundärseite am Ausgang des Gleichrichters ein LC-Filter, bestehend aus einer Induktivität und einem Kondensator, zum Glätten der Gleichspannung auf. Ein solches LC-Filter dient in der Regel dazu, einen sogenannten Rippelstrom oder eine sogenannte Rippelspannung am Ausgang des Gleichspannungswandlers zu verhindern. Erfindungsgemäß kann dieses LC-Glied nun entfallen, da das Glätten von der Energiespeichereinrichtung des seriell nachgeschalteten galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers übernommen wird.Particularly preferably, the galvanically isolated DC-DC converter for galvanically decoupled transmitting an AC voltage between the primary side and the secondary side of a transformer having a first winding which is electrically connected to the primary side, and a second winding which is electrically connected to the secondary side, wherein the primary side has an inverter for converting the high-voltage direct voltage into the alternating voltage, and the secondary side has a rectifier for converting the alternating voltage into the first direct voltage. According to the prior art, single-ended flux transducers or push-pull type flux transducers are known as examples of galvanically isolated DC-DC converters. Such Eintaktflusswandler or Gegentaktflusswandler according to the prior art generally have on the secondary side at the output of the rectifier, an LC filter, consisting of an inductor and a capacitor, for smoothing the DC voltage. As a rule, such an LC filter serves to prevent a so-called ripple current or a so-called ripple voltage at the output of the DC-DC converter. According to the invention, this LC element can now be dispensed with, since the smoothing is taken over by the energy storage device of the series-connected, galvanically coupled DC-DC converter.

Es kann vorgesehen sein, dass der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler als Hochsetzsteller und/oder als Tiefsetzsteller ausgebildet ist. Ein Tiefsetzsteller, welcher auch als Abwärtswandler bezeichnet wird, wandelt eine Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung um, deren Betrag kleiner ist als der Betrag der Eingangsspannung. Ein Hochsetzsteller, welcher auch als Aufwärtswandler bezeichnet wird, wandelt eine Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung um, deren Betrag größer ist als der Betrag der Eingangsspannung. Gleichspannungswandler, die sowohl als Hochsetzsteller als auch als Tiefsetzsteller verwendet werden können, werden als Synchronwandler bezeichnet. Die Umsetzung der Eingangsspannung in die Ausgangsspannung erfolgt in der Regel mit Hilfe eine periodisch arbeitenden elektronischen Schalteinrichtung und einer Energiespeichereinrichtung. Diese Energiespeichereinrichtung kann beispielsweise eine Induktivität und einen Kondensator umfassen. Die aus einer Induktivität und einem Kompensator bestehende Energiespeichereinrichtung kann gleichermaßen als Glättungseinrichtung fungieren und am Ausgang des Gleichspannungswandlers eine geglättete Ausgangsspannung bereitstellen.It can be provided that the galvanically coupled DC-DC converter is designed as a step-up converter and / or as a step-down converter. A buck converter, also referred to as a buck converter, converts an input voltage to an output voltage whose magnitude is less than the magnitude of the input voltage. A boost converter, also referred to as a boost converter, converts an input voltage to an output voltage whose magnitude is greater than the magnitude of the input voltage. DC-DC converters, which can be used both as a step-up converter and as a step-down converter, are referred to as synchronous converters. The conversion of the input voltage into the output voltage is generally carried out with the aid of a periodically operating electronic switching device and an energy storage device. This energy storage device may comprise, for example, an inductor and a capacitor. The energy storage device consisting of an inductance and a compensator can equally function as a smoothing device and provide a smoothed output voltage at the output of the DC-DC converter.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Transformator eine dritte Wicklung auf, welche mit einer Ladevorrichtung zum Bereitstellen einer Ladespannung elektrisch verbindbar ist, wobei die Ladespannung über den Transformator an den Hochvoltkreis und/oder den Niedervoltkreis übertragen wird. Die Ladespannung dient beispielsweise dazu, die Hochvoltbatterie des Hochvoltkreises zu laden. In dieser Ausführungsform wird also der Transformator des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers mehrfach genutzt, nämlich einerseits zum Übertragen der Hochvoltspannung des Hochvoltkreises an den Niedervoltkreis und andererseits zum Übertragen der Ladespannung an den Hochvoltkreis und/oder an den Niedervoltkreis. Vor allem diese Mehrfachnutzung des Transformators macht eine Kombination aus einem galvanisch isolierendem Gleichspannungswandler und einem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers notwendig, um eine regelbare Spannungsanpassung am Niedervoltkreiseingang zu ermöglichen, falls während des Ladevorgangs der Hochvoltbatterie bedingt durch die Ladezustandserhöhung in der Hochvoltbatterie die Hochvoltgleichspannung im Hochvoltkreis ansteigt. Durch die Steuerbarkeit des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler, welcher die von dem galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandler bereitgestellte Gleichspannung in eine für den Niedervoltkreis geeignete Ausgangsspannung umwandelt, kann der Transformator des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers mehrfach genutzt werden, ohne dass eine eventuell auftretende erhöhte Hochvoltgleichspannung im Hochvoltkreis einen Schaden im Niedervoltkreis verursacht.In a preferred embodiment, the transformer has a third winding, which is electrically connectable to a charging device for providing a charging voltage, wherein the charging voltage is transmitted via the transformer to the high-voltage circuit and / or the low-voltage circuit. The charging voltage serves, for example, to charge the high-voltage battery of the high-voltage circuit. In this embodiment, therefore, the transformer of the galvanically isolated DC-DC converter is used repeatedly, namely on the one hand for transmitting the high-voltage of the high-voltage circuit to the low-voltage circuit and on the other hand for transmitting the charging voltage to the high-voltage circuit and / or to the low-voltage circuit. Above all, this multiple use of the transformer makes a combination of a galvanically insulating DC-DC converter and a DC-DC converter required to allow a variable voltage adjustment at low-voltage circuit input, if during the charging of the high-voltage battery due to the increase in state of charge in the high-voltage battery, the high-voltage DC voltage in the high-voltage circuit increases. Due to the controllability of the galvanically coupled DC-DC converter, which converts the DC voltage provided by the galvanically decoupled DC-DC converter into an output voltage suitable for the low-voltage circuit, the transformer of the galvanically isolated DC-DC converter can be used multiple times, without any increased high-voltage DC voltage in the high-voltage circuit causing damage in the low-voltage circuit.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, einem Hochvoltkreis, einem Niedervoltkreis und einer Ladevorrichtung. Die Ladevorrichtung kann als ein sogenannter Bordlader des Kraftfahrzeugs ausgeführt sein. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Elektrofahrzeug oder als Hybridfahrzeug ausgestaltet.The invention also relates to a motor vehicle having a device according to the invention, a high-voltage circuit, a low-voltage circuit and a charging device. The charging device can be designed as a so-called on-board loader of the motor vehicle. The motor vehicle is configured in particular as an electric vehicle or as a hybrid vehicle.

Zur Erfindung gehört außerdem ein Verfahren zum Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen einem Hochvoltkreis und einem Niedervoltkreis. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer Hochvoltspannung, das Wandeln der Hochvoltspannung in eine Wechselspannung mittels eines Wechselrichters, das galvanisch entkoppelte bertragen der Wechselspannung mittels eines Transformators, das Wandeln der galvanisch entkoppelt übertragenen Wechselspannung in eine erste Gleichspannung mittels eines Gleichrichters und das Wandeln der ersten Gleichspannung in eine zweite Gleichspannung mittels eines galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren das Glätten der zweiten Gleichspannung mittels einer Energiespeichereinrichtung des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers.The invention also includes a method for transmitting an electrical voltage between a high-voltage circuit and a low-voltage circuit. The method comprises providing a high voltage voltage, converting the high voltage voltage into an alternating voltage by means of an inverter, galvanically decoupling the AC voltage by means of a transformer, converting the galvanically decoupled transmitted AC voltage into a first DC voltage by means of a rectifier and converting the first DC voltage into a second DC voltage by means of a galvanically coupled DC-DC converter. According to the invention, the method comprises smoothing the second DC voltage by means of an energy storage device of the galvanically coupled DC-DC converter.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie das erfindungsgemäße Verfahren. Im Folgenden wird die Erfindung nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen naher erläutert.The preferred embodiments presented with reference to the device according to the invention and their advantages apply correspondingly to the motor vehicle according to the invention and to the method according to the invention. In the following the invention will now be explained in more detail with reference to a preferred embodiment and with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Darstellung einer Schaltungstopologie mit einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik; 1 a schematic representation of a circuit topology with a device according to the prior art;

2 eine schematische Darstellung einer Schaltungstopologie mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und 2 a schematic representation of a circuit topology with an embodiment of a device according to the invention; and

3 Beispiele für galvanisch getrennte Gleichspannungswandler und galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler gemäß dem Stand der Technik. 3 Examples of galvanically isolated DC-DC converter and galvanically coupled DC-DC converter according to the prior art.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, however, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of each other, which also develop the invention independently of each other and thus also individually or in a combination that is to be regarded as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

1 zeigt eine Schaltungstopologie 1 mit einer Vorrichtung 10 zum galvanisch entkoppelten Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen einem Hochvoltkreis 12 und einem Niedervoltkreis 14 gemäß dem Stand der Technik. Die Schaltungstopologie 1 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug (hier nicht dargestellt) angeordnet sein. Der Hochvoltkreis 12 kann beispielsweise eine Hochvoltbatterie (hier nicht dargestellt) umfassen, welche eine Hochvoltgleichspannung UH bereitstellt. Der Niedervoltkreis 14 kann eine Niedervoltbatterie 15 aufweisen. 1 shows a circuit topology 1 with a device 10 for the galvanically decoupled transmission of an electrical voltage between a high-voltage circuit 12 and a low-voltage circuit 14 according to the prior art. The circuit topology 1 can be arranged for example in a motor vehicle (not shown here). The high-voltage circuit 12 may for example comprise a high-voltage battery (not shown here), which provides a high-voltage DC voltage U H. The low-voltage circuit 14 can be a low voltage battery 15 exhibit.

Die Vorrichtung 10 ist dazu ausgelegt, die Hochvoltgleichspannung UH galvanisch entkoppelt zu dem Niedervoltkreis 14 zu übertragen und sie dabei in eine Gleichspannung U2 umzuwandeln, welche insbesondere kleiner ist als die Hochvoltspannung UH. Die zweite Gleichspannung U2 kann beispielweise zum Laden der Niedervoltbatterie 15 dienen.The device 10 is designed to galvanically decouple the high-voltage DC voltage U H to the low-voltage circuit 14 to transfer and thereby convert them into a DC voltage U 2 , which is in particular smaller than the high-voltage U H. The second DC voltage U 2 can, for example, for charging the low-voltage battery 15 serve.

Die Vorrichtung 10 weist eine Reihenschaltung aus einem galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandler 16 und einem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler 32 auf. Der galvanisch entkoppelte Gleichspannungswandler 16 dient zum potentialfreien bertragen der Hochvoltgleichspannung UH. Der galvanisch entkoppelte Gleichspannungswandler 16 ist hier als ein Gegentaktflusswandler gemäß dem Stand der Technik ausgeführt. Der galvanisch entkoppelte Gleichspannungswandler 16 kann einen Transformator 18 mit einer ersten Wicklung 20 und einer zweiten Wicklung 22 umfassen. Die erste Wicklung 20 ist mit einer Primärseite 24 des galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandlers 16 elektrisch verbunden. Die Primärseite 24 ist hier als ein Wechselrichter ausgeführt und mit dem Hochvoltkreis 12 elektrisch verbunden. Der Wechselrichter weist vier steuerbare Schaltelemente T auf, mittels welchen die Hochvoltgleichspannung UH in eine Wechselspannung umgewandelt werden kann. Die Wechselspannung wird über den Transformator 18 zu der zweite Wicklung 22 übertragen, welche mit einer Sekundärseite 26 des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers 16 verbunden ist. Der galvanisch getrennte Gleichspannungswandlers 16 ist hier mit dem Niedervoltkreis 14 elektrisch verbunden.The device 10 has a series circuit of a galvanically decoupled DC-DC converter 16 and a DC coupled DC-DC converter 32 on. The galvanically decoupled DC-DC converter 16 serves for the potential-free transmission of the high-voltage direct voltage U H. The galvanically decoupled DC-DC converter 16 is here embodied as a push-pull type flux converter according to the prior art. The galvanically decoupled DC-DC converter 16 can be a transformer 18 with a first winding 20 and a second winding 22 include. The first winding 20 is with a primary page 24 the galvanically decoupled DC-DC converter 16 electrically connected. The primary side 24 is here designed as an inverter and with the high-voltage circuit 12 electrically connected. The inverter has four controllable switching elements T, by means of which the high-voltage DC voltage U H can be converted into an AC voltage. The AC voltage is through the transformer 18 to the second winding 22 transferred, which with a secondary side 26 the galvanically isolated DC-DC converter 16 connected is. Of the galvanically isolated DC-DC converter 16 is here with the low-voltage circuit 14 electrically connected.

Die Sekundärseite 26 umfasst hier einen Gleichrichter 28 und ein LC-Filter 30. Der Gleichrichter 28 dient zum Gleichrichten der Wechselspannung. Die gleichgerichtete Spannung wird dem LC-Filter 30 zugeführt, welcher eine Induktivität L und einen Kondensator C umfasst. Das LC-Filter 30 glättet die gleichgerichtete Spannung und stellt am Ausgang eine geglättete erste Gleichspannung U1' bereit. Die geglättete erste Gleichspannung U1' wird dem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler 32 zugeführt, welcher in Reihe mit dem galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandler 16 geschaltet ist. Der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler 32 weist eine steuerbare Schaltereinrichtung S und eine Energiespeichereinrichtung 34, welche eine Induktivität L und einen Kondensator C umfasst, auf. Der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler 32 ist hier als Tiefsetzsteller ausgeführt. Der Tiefsetzsteller setzt durch eine PWM(Pulsweitenmodulation)-Taktung die Ausgangsspannung des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers 16 herab und stellt somit am Ausgang eine zweite Gleichspannung U2 bereit, deren Betrag kleiner ist als der Betrag der geglätteten ersten Gleichspannung U1'. Der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler 32 ist dazu ausgelegt, die Ausgangsspannung U2 bei einer sich ändernden Eingangsspannung U1' zu steuern.The secondary side 26 here includes a rectifier 28 and an LC filter 30 , The rectifier 28 serves to rectify the AC voltage. The rectified voltage becomes the LC filter 30 supplied, which comprises an inductance L and a capacitor C. The LC filter 30 smoothes the rectified voltage and provides a smoothed first DC voltage U 1 'at the output. The smoothed first DC voltage U 1 'is the galvanically coupled DC-DC converter 32 fed, which in series with the galvanically decoupled DC-DC converter 16 is switched. The galvanically coupled DC-DC converter 32 has a controllable switch device S and an energy storage device 34 , which comprises an inductance L and a capacitor C, on. The galvanically coupled DC-DC converter 32 is executed here as a buck converter. The buck converter uses a PWM (Pulse Width Modulation) clocking the output voltage of the galvanically isolated DC-DC converter 16 down and thus provides at the output a second DC voltage U 2 , the amount of which is smaller than the amount of the smoothed first DC voltage U 1 '. The galvanically coupled DC-DC converter 32 is designed to control the output voltage U 2 with a changing input voltage U 1 '.

Der Transformator 18 weist hier eine dritte Wicklung 36 auf, welche mit einer Ladevorrichtung 38 verbunden ist. Die Ladevorrichtung 28 kann als ein sogenannter Bordlader ausgeführt sein und in dem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Über die Ladevorrichtung 38 kann eine Ladespannung bereitgestellt werden, welche insbesondere dem Hochvoltkreis 12 zum Laden der Hochvoltbatterie bereitgestellt werden kann. Der Transformator 18 wird also einerseits zum potentialfreien Übertragen der Hochvoltgleichspannung UH zwischen dem Hochvoltkreis 12 und dem Niedervoltkreis 14 als auch zum potentialfreien Übertragen der Ladespannung zwischen der Ladevorrichtung 38 und dem Hochvoltkreis 12 genutzt. Diese Mehrfachnutzung des Transformators 18 macht den galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler 32 notwendig, da mittels des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers 32 eine regelbare Spannungsanpassung durchgeführt werden kann, also eine definierte zweite Gleichspannung U2 bereitgestellt werden kann, auch wenn die Hochvoltspannung UH im Hochvoltkreis 12, beispielsweise während des Ladevorgangs durch die Ladevorrichtung 38, erhöht wird.The transformer 18 here has a third winding 36 on top of that with a loader 38 connected is. The loading device 28 can be designed as a so-called on-board loader and be arranged in the motor vehicle. About the charger 38 can be provided a charging voltage, which in particular the high-voltage circuit 12 can be provided for charging the high-voltage battery. The transformer 18 So is on the one hand for floating transfer of the high-voltage DC voltage U H between the high-voltage circuit 12 and the low-voltage circuit 14 as well as for the potential-free transfer of the charging voltage between the charging device 38 and the high-voltage circuit 12 used. This multiple use of the transformer 18 makes the galvanically coupled DC-DC converter 32 necessary, because by means of the galvanically coupled DC-DC converter 32 a controllable voltage adjustment can be performed, so a defined second DC voltage U 2 can be provided, even if the high-voltage U H in the high-voltage circuit 12 For example, during charging by the charging device 38 , is increased.

Aus der Schaltungstopologie 1 gemäß dem Stand der Technik ist erkennbar, dass sowohl der galvanisch entkoppelte Gleichspannungswandler 16 als auch der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler 32 eine Induktivität L und einen Kondensator C, also ein LC-Glied, aufweisen. Vor allem die Induktivitäten L sind teure Bauelemente. Daher ist es wünschenswert, eine Schaltungstopologie 1 zu verwirklichen, welche insbesondere nur eine Induktivität L benötigt.From the circuit topology 1 According to the prior art, it can be seen that both the galvanically decoupled DC-DC converter 16 as well as the galvanically coupled DC-DC converter 32 an inductance L and a capacitor C, that is, an LC element. Especially the inductors L are expensive components. Therefore, it is desirable to have a circuit topology 1 to realize which in particular requires only one inductance L.

2 zeigt eine Schaltungstopologie 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Hier weist die Sekundärseite 26 des galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandlers 16 lediglich einen Gleichrichter 28 auf, welcher am Ausgang eine ungeglättete erste Gleichspannung U1 bereitstellt. Diese ungeglättete erste Gleichspannung U1 wird dem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler 32 zugeführt und mittels der steuerbaren Schalteinrichtung S und der Energiespeichereinrichtung 34 in eine geglättete zweite Gleichspannung U2 umgewandelt. Diese geglättete zweite Gleichspannung U2 wird dem Niedervoltkreis 14 am Eingang bereitgestellt und kann zum Laden der Niedervoltbatterie 15 verwendet werden. Im Vergleich zu 1 ist erkennbar, dass die Sekundärseite 26 des galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandlers 16 kein LC-Filter 30 aufweist. Um dennoch einen Stromrippel bzw. einen Spannungsrippel am Ausgang der Vorrichtung 10 bzw. am Eingang des Niedervoltkreises 14 zu vermeiden, werden Glättungseigenschaften der Energiespeichereinrichtung 34 des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers 32 genutzt. Somit kann das LC-Filter 30 des galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandlers 16 entfallen, wobei die Steuerung der Ausgangsspannung des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers 32 bei einer sich ändernden Eingangsspannung nach wie vor gegeben ist. 2 shows a circuit topology 1 with a device according to the invention 10 , Here is the secondary page 26 the galvanically decoupled DC-DC converter 16 only a rectifier 28 on, which provides an unsmoothed first DC voltage U 1 at the output. This unsmoothed first DC voltage U 1 is the galvanically coupled DC-DC converter 32 supplied and by means of the controllable switching device S and the energy storage device 34 converted into a smoothed second DC voltage U 2 . This smoothed second DC voltage U 2 is the low-voltage circuit 14 provided at the entrance and can be used to charge the low-voltage battery 15 be used. Compared to 1 is recognizable that the secondary side 26 the galvanically decoupled DC-DC converter 16 no LC filter 30 having. Nevertheless, a current ripple or a voltage ripple at the output of the device 10 or at the entrance of the low-voltage circuit 14 To avoid being smoothing properties of the energy storage device 34 of the galvanically coupled DC-DC converter 32 used. Thus, the LC filter 30 the galvanically decoupled DC-DC converter 16 omitted, wherein the control of the output voltage of the DC-coupled DC-DC converter 32 is still given at a changing input voltage.

3 zeigt Beispiele für galvanisch entkoppelte Gleichspannungswandler 40, 42 und galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler 44, 46 gemäß dem Stand der Technik. Ein Eintaktflusswandler 40 und ein Gegentaktflusswandler 42 sind Beispiele für galvanisch entkoppelte Gleichspannungswandler 16. Im Bereich B1 wird sowohl beim Eintaktflusswandler 40 als auch beim Gegentaktflusswandler 42 eine Eingangsgleichspannung UE in eine Wechselspannung umgewandelt, mittels des Transformators 18 galvanisch entkoppelt übertragen und gleichgerichtet. Im Bereich B2 weisen der Eintaktflusswandler 40 und der Gegentaktflusswandler 42 jeweils ein LC-Filter 30 zum Glätten der gleichgerichteten Spannung auf. Sowohl der Eintaktflusswandler 40 als auch der Gegentaktflusswandler 42 gemäß dem Stand der Technik stellen ausgangsseitig eine geglättete Ausgangsgleichspannung UA bereit. 3 shows examples of DC decoupled DC-DC converters 40 . 42 and galvanically coupled DC-DC converters 44 . 46 according to the prior art. A single-ended flux converter 40 and a push-pull flux converter 42 are examples of DC decoupled DC-DC converters 16 , In area B1, both the single-ended flux converter 40 as well as the push-pull flow converter 42 an input DC voltage U E converted into an AC voltage, by means of the transformer 18 galvanically decoupled transmitted and rectified. In area B2, the single-ended flux converter 40 and the push-pull flow converter 42 one LC filter each 30 for smoothing the rectified voltage. Both the single-ended flux converter 40 as well as the push-pull flow converter 42 According to the state of the art, the output side provides a smoothed DC output voltage U A.

Ein Tiefsetzsteller 44 sowie ein Synchronwandler 46 sind Beispiele für galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler 32. Der Tiefsetzstellter 44 ist ein unidirektionales Bauelement, welches die Eingangsgleichspannung UE in eine kleinere Ausgangsgleichspannung UA umwandelt. Ein hier nicht dargestellter Hochsetzsteller, welcher ein weiteres Beispiel für einen galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler ist, ist ein unidirektionales Bauelement, welche die Eingangsgleichspannung UE in eine größere Ausgangsgleichspannung UA umwandelt. Der Synchronwandler 46 ist ein bidirektionales Bauelement, welches die Eingangsgleichspannung UE in eine kleinere oder größere Ausgangsgleichspannung UA umwandeln kann. Der Tiefsetzsteller 44 und der Synchronwandler 46 weisen eine steuerbare Schalteinrichtung S und eine Energiespeichereinrichtung 34 auf, welche auch zum Glätten der Spannung benutzt werden kann. Hier nicht dargestellt ist ein Hochsatzsteller, welcher ebenfalls ein Beispiel für einen galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler darstellt.A buck converter 44 as well as a synchronous converter 46 are examples of galvanically coupled DC-DC converters 32 , The Tiefsetzstellter 44 is a unidirectional device which converts the DC input voltage U E into a smaller DC output voltage U A. A step-up converter, not shown here, which is another example of a galvanically coupled DC-DC converter, is a unidirectional component which converts the DC input voltage U E into a larger DC output voltage U A. The synchronous converter 46 is a bidirectional component, which can convert the input DC voltage U E into a smaller or larger DC output voltage U A. The buck converter 44 and the synchronous converter 46 have a controllable switching device S and an energy storage device 34 which can also be used to smooth out the tension. Not shown here is a high-level converter, which also represents an example of a galvanically coupled DC-DC converter.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann realisiert werden, indem einer der galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandler 40, 42 mit einem der galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler 44, 46 oder dem Hochsetzsteller in Serie geschaltet wird. Dabei kann erfindungsgemäß das LC-Filter 30 der jeweils galvanisch entkoppelten Gleichspannungswandler 40, 42 entfallen.The device according to the invention 10 can be realized by one of the galvanically decoupled DC-DC converter 40 . 42 with one of the galvanically coupled DC-DC converter 44 . 46 or the boost converter is connected in series. In this case, the LC filter according to the invention 30 each galvanically decoupled DC-DC converter 40 . 42 omitted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schaltungstopologiecircuit topology
1010
Vorrichtungcontraption
1212
HochvoltkreisHigh-voltage circuit
1414
NiedervoltkreisLow-voltage circuit
1515
NiedervoltbatterieLow-voltage battery
1616
Galvanisch getrennter GleichspannungswandlerGalvanically isolated DC-DC converter
1818
Transformatortransformer
2020
erste Wicklungfirst winding
2222
zweite Wicklungsecond winding
2424
Primärseiteprimary
2626
Sekundärseitesecondary side
2828
Gleichrichterrectifier
3030
LC-FilterLC filter
3232
Galvanisch gekoppelter WandlerGalvanically coupled converter
3434
EnergiespeichereinrichtungEnergy storage device
3636
dritte Wicklungthird winding
3838
Ladevorrichtungloader
4040
Eintaktflusswandlerforward converter
4242
GegentaktflusswandlerPush-pull converter
4444
TiefsetzstellerBuck converter
4646
Synchronwandlersynchronous converter
UH U H
HochvoltgleichspannungHigh-voltage direct current
U1 U 1
erste Gleichspannungfirst DC voltage
U1'U 1 '
geglättete erste Gleichspannungsmoothed first DC voltage
U2 U 2
zweite Gleichspannungsecond DC voltage
UE U E
Eingangsspannunginput voltage
UA U A
Ausgangsspannungoutput voltage
II
Induktivitätinductance
CC
Kondensatorcapacitor
TT
Steuerbares SchaltelementControllable switching element
SS
Schalteinrichtungswitching device
B1, B2B1, B2
Bereicheareas

Claims (6)

Vorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug zum galvanisch entkoppelten Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen einem Hochvoltkreis (12) und einem Niedervoltkreis (14) mit einem galvanisch getrennten Gleichspannungswandler (16) mit einer Primärseite (24) und einer Sekundärseite (26) und einem galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandler (32) mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei die Sekundärseite (26) des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers (16) mit dem Eingang des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers (32) elektrisch verbunden ist und die Primärseite (24) des galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers (16) mit dem Hochvoltkreis (12) elektrisch verbindbar ist und der Ausgang des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers (32) mit dem Niedervoltkreis (14) verbindbar ist, und wobei der galvanisch getrennte Gleichspannungswandler (16) eine von dem Hochvoltkreis (12) bereitgestellte Hochvoltgleichspannung (UH) in eine erste Gleichspannung (U1) wandelt und der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler (32) die erste Gleichspannung (U1) in eine zweite Gleichspannung (U2) wandelt, dadurch gekennzeichnet, dass der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler (32) eine Energiespeichereinrichtung (34) aufweist, welche eine Glättungseinrichtung zum Glätten der zweiten Gleichspannung (U2) bildet.Contraption ( 10 ) for a motor vehicle for galvanically decoupled transmission of an electrical voltage between a high-voltage circuit ( 12 ) and a low-voltage circuit ( 14 ) with a galvanically isolated DC-DC converter ( 16 ) with a primary page ( 24 ) and a secondary side ( 26 ) and a galvanically coupled DC-DC converter ( 32 ) having an input and an output, the secondary side ( 26 ) of the galvanically isolated DC-DC converter ( 16 ) with the input of the galvanically coupled DC-DC converter ( 32 ) is electrically connected and the primary side ( 24 ) of the galvanically isolated DC-DC converter ( 16 ) with the high-voltage circuit ( 12 ) is electrically connectable and the output of the galvanically coupled DC-DC converter ( 32 ) with the low-voltage circuit ( 14 ) is connectable, and wherein the galvanically isolated DC-DC converter ( 16 ) one of the high-voltage circuit ( 12 ) provided high-voltage DC voltage (U H ) in a first DC voltage (U 1 ) converts and the DC-coupled DC-DC converter ( 32 ) converts the first DC voltage (U 1 ) into a second DC voltage (U 2 ), characterized in that the galvanically coupled DC-DC converter ( 32 ) an energy storage device ( 34 ), which forms a smoothing device for smoothing the second DC voltage (U 2 ). Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der galvanisch getrennte Gleichspannungswandler (16) zum galvanisch entkoppelten Übertragen einer Wechselspannung zwischen der Primärseite (24) und der Sekundärseite (26) einen Transformator (18) mit einer ersten Wicklung (20), welche elektrisch mit der Primärseite (24) verbunden ist, und einer zweiten Wicklung (22), welche elektrisch mit der Sekundärseite (26) verbunden ist, aufweist, wobei die Primärseite (24) einen Wechselrichter zum Wandeln der Hochvoltgleichspannung (UH) in die Wechselspannung und die Sekundärseite (26) einen Gleichrichter (28) zum Wandeln der Wechselspannung in die erste Gleichspannung (U1) aufweist.Contraption ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the galvanically isolated DC-DC converter ( 16 ) for the galvanically decoupled transmission of an AC voltage between the primary side ( 24 ) and the secondary side ( 26 ) a transformer ( 18 ) with a first winding ( 20 ) which is electrically connected to the primary side ( 24 ), and a second winding ( 22 ) electrically connected to the secondary side ( 26 ), wherein the primary side ( 24 ) an inverter for converting the high-voltage direct voltage (U H ) into the AC voltage and the secondary side ( 26 ) a rectifier ( 28 ) for converting the AC voltage into the first DC voltage (U 1 ). Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der galvanisch gekoppelte Gleichspannungswandler (32) als Hochsetzsteller und/oder als Tiefsetzsteller (44) ausgebildet ist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the galvanically coupled DC-DC converter ( 32 ) as a boost converter and / or as a buck converter ( 44 ) is trained. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (18) der Vorrichtung (10) eine dritte Wicklung (36) aufweist, welche mit einer Ladevorrichtung (38) zum Bereitstellen einer Ladespannung elektrisch verbindbar ist, wobei die Ladespannung über den Transformator (18) an den Hochvoltkreis (12) und/oder den Niedervoltkreis (14) übertragen wird.Contraption ( 10 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the Transformer ( 18 ) of the device ( 10 ) a third winding ( 36 ), which with a loading device ( 38 ) is electrically connectable for providing a charging voltage, wherein the charging voltage across the transformer ( 18 ) to the high-voltage circuit ( 12 ) and / or the low-voltage circuit ( 14 ) is transmitted. Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, einem Hochvoltkreis (12), einem Niedervoltkreis (14) und einer Ladevorrichtung (38).Motor vehicle with a device ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, a high-voltage circuit ( 12 ), a low-voltage circuit ( 14 ) and a loading device ( 38 ). Verfahren zum Übertragen einer elektrischen Spannung zwischen einem Hochvoltkreis (12) und einem Niedervoltkreis (14) mit den Schritten: – Bereitstellen einer Hochvoltspannung (UH), – Wandeln der Hochvoltspannung (UH) in eine Wechselspannung mittels eines Wechselrichters, – galvanisch entkoppelte Übertragung der Wechselspannung mittels eines Transformators (18), – Wandeln der galvanisch entkoppelt übertragenen Wechselspannung in eine erste Gleichspannung (U1) mittels eines Gleichrichters (28) und – Wandeln der ersten Gleichspannung (U1) in eine zweite Gleichspannung (U2) mittels eines galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers (32), gekennzeichnet durch – Glätten der zweiten Gleichspannung (U2) mittels einer Energiespeichereinrichtung (34) des galvanisch gekoppelten Gleichspannungswandlers (32).Method for transmitting an electrical voltage between a high-voltage circuit ( 12 ) and a low-voltage circuit ( 14 ) comprising the steps: - providing a high-voltage voltage (U H ), - converting the high-voltage voltage (U H ) into an AC voltage by means of an inverter, - galvanically decoupled transmission of the AC voltage by means of a transformer ( 18 ), - converting the galvanically decoupled transmitted AC voltage into a first DC voltage (U 1 ) by means of a rectifier ( 28 ) and - converting the first DC voltage (U 1 ) into a second DC voltage (U 2 ) by means of a galvanically coupled DC-DC converter ( 32 ), characterized by - smoothing the second DC voltage (U 2 ) by means of an energy storage device ( 34 ) of the galvanically coupled DC-DC converter ( 32 ).
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