DE102016214292A1 - Steuern einer intelligenten Glasscheibe mit Cycloinverter - Google Patents

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Abstract

Es soll eine einfache und bauraumoptimierte Ansteuerung einer so genannten „intelligenten Glasscheibe“ bereitgestellt werden. Dazu wird ein Verfahren zum Ansteuern der intelligenten Glasscheibe (2) durch Ansteuern dieser intelligenten Glasscheibe (2) mit einer Ausgangsspannung (SG_Out_1, SG_Out_2) vorgeschlagen, wobei die Ausgangsspannung mit einem Cycloinverter (1‘) erzeugt wird. Dieser wandelt eine Eingangsspannung (AC_In_1, AC_In_2) mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in die Ausgangsspannung (SG_Out_1, SG_Out_2) mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz. Ein derartiger Cycloinverter kann in der Regel in die intelligente Glasscheibe integriert werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer intelligenten Glasscheibe mittels einer Ausgangsspannung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Glasscheibenvorrichtung mit einer intelligenten Glasscheibe und einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der intelligenten Glasscheibe mit einer Ausgangsspannung.
  • Sogenanntes „intelligentes Glas“ auch „Smart Glass“ genannt, kann beispielsweise durch Anlegen einer elektrischen Spannung in seiner Lichtdurchlässigkeit verändert werden. So lassen sich beispielsweise intelligente Glasscheiben aus einem solchen intelligenten Glas zum variablen Sonnenschutz oder variablen Sichtschutz nutzen. Intelligente Glasscheiben können für Hausfassaden, Autofenster, Brillen etc. genutzt werden.
  • Elektrisch schaltbares Smart Glass wie z. B. SPD (Suspended Particle Device), PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal Device) werden in der Regel durch Ein- und Ausschalten einer Wechselspannung zwischen den Zuständen „transparent“ und „abgedunkelt“ umgeschaltet. Bei den aktuell verfügbaren, mit Wechselspannungen anzusteuernden Smart Gläsern existieren folgende Zustände:
    • a) „abgedunkelt“ bei Ansteuerspannung 0 V
    • b) „transmissiv“ bei Ansteuerspannung positiv oder negativ.
  • Die Ansteuerwechselspannungen für aktuelle Smart Gläser liegen z. B. in folgenden Bereichen:
    PDLC: 60 V bis 100 V bei 50 Hz bis 100 Hz
    SPD: 110 V bei 50 Hz bis 100 Hz.
  • Aktuelle Smart Glass-Paneele stellen eine kapazitive Last mit einer Kapazität von ca. 500 nF/m2 dar. Aus Sicherheitsgründen ist für die Ansteuerung von Smart Glass-Paneelen eine Potenzialtrennung (erdfrei) für die Ansteuerung gefordert (Berührspannung).
  • Idealerweise handelt es sich bei der Wechselspannung um eine Rechteckspannung, weil sich dabei die transmissivitätsbestimmenden Dipole während der On-Periode der Ansteuerspannung aufgrund des konstanten Feldes nicht mehr bewegen. Außerdem ist gefordert, dass die Wechselspannung gleichspannungsfrei ist, um eine elektrochemische Zersetzung der aktiven Materialien und Elektroden zu verhindern. Zusätzlich ist in der Regel eine Dimmung eines Smart-Glases gefordert, d.h. ein analoger Übergang zwischen dem Zustand „abgedunkelt“ und dem Zustand „transmissiv“. Die Steuerung der Dimmung kann über eine PWM-Modulation der Ansteuerspannung erreicht werden, d.h. die Transmissivität des Glases wird über das Tastverhältnis der Smart-Glas Ansteuerspannung eingestellt. Dabei ist insbesondere zu beachten, dass die PWM-modulierte Ansteuerspannung gleichspannungsfrei ist.
  • Einfache Systeme verwenden für die Versorgung von Smart Glasses bzw. intelligenten Glasscheiben einen 50 Hz bis 60 Hz-Transformator mit geblechtem Transformatorkern (Eisenkern). Die Funktion „dimmen“ kann hier über eine Phasenanschnittsteuerung erreicht werden. Nachteilig sind hier das große Bauvolumen und das hohe Gewicht des Transformators. Die Smart Glas Versorgung kann z. B. nicht einfach in ein Smart Glas Paneel integriert werden. Ferner erzeugt eine Dimmung mittels Phasenanschnittsteuerung unerwünschte, relativ tieffrequente Oberwellen, die mit großen Filterbauteilen eliminiert werden müssen, um ein normgerechtes EMV-Verhalten zu gewährleisten. Außerdem ist aufgrund einer Phasenverschiebung auf der Versorgungsleitung zusätzlicher Kompensationsaufwand erforderlich.
  • Darüber hinaus ist für Smart Glas bzw. intelligente Glasscheiben auch eine Ansteuerung aus einer Gleichspannungsquelle mittels bipolarem Verstärker bekannt. Hier wird einfach z. B. aus einer bipolaren Gleichspannungsversorgung mit z. B. +/–120 V über einen bipolaren Hochspannungs-Operationsverstärker eine beliebig modulierte, gleichstromfreie Ansteuerspannung für das Smart Glas Paneel generiert. Die Vorgabe der Spannungsform kann hier z. B. einfach über einen Mikrocontroller oder eine analoge Generatorschaltung erfolgen. Dieses Verfahren kann z. B. einfach mit der integrierten Schaltung „DRV2700 High Voltage Driver with Integrated Boost Converter“ des Herstellers „Texas Instruments“ dargestellt werden. Nachteilig sind bei diesem Verfahren die hohen Verluste eines analogen Verstärkers, sodass dieses Verfahren nur für kleine Smart Glas Paneele geeignet ist.
  • Zudem ist auch bekannt, intelligente Glasscheiben mittels AC-AC- oder DC-AC-Konverter anzusteuern. Hierbei wird das Smart Glas Ansteuersignal direkt mittels eines Standard AC-AC-Konverter für Netzspannungsapplikationen bzw. mit einem DC-AC-Konverter bei KFZ-Applikationen generiert. Diese Konverter werden mit höheren Schaltfrequenzen betrieben, z. B. einige 100 kHz. Vorteilhaft ist hier eine mögliche Reduktion des Bauvolumens und des Gewichts. Diese Konverter benötigen aus EMV-Gründen ebenfalls aufwendige Ausgangsfilter, um die höheren Harmonischen der Ansteuerspannung herauszufiltern. Nachteilig ist allerdings ein hoher Bauteilaufwand zur Implementierung des AC-AC- bzw. AC-DC-Konverters bei Ansteuerung von mehreren Smart Glas Paneelen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine intelligente Glasscheibe möglichst einfach und bauraumsparend betrieben werden kann. Darüber hinaus soll eine entsprechende Glasscheibenvorrichtung angegeben werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Glasscheibenvorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Es wird demnach ein Verfahren zum Ansteuern einer intelligenten Glasscheibe bereitgestellt, bei dem das Ansteuern mit einer Ausgangsspannung erfolgt. Die Ausgangsspannung wird von einem speziellen Frequenzumrichter, nämlich einem Cycloinverter erzeugt. Ein Cycloinverter, auch Cyclokonverter oder Direct Frequency Converter genannt, ist ein Frequenzumrichter, der eine Eingangsspannung mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in eine Ausgangsspannung mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz wandelt. Dabei synthetisiert er die Ausgangswellenform aus Segmenten der Eingangswellenform ohne eine Gleichspannung zu erzeugen. Insbesondere verwendet der Cycloinverter einen synchronen, bipolaren Schalter mit ON/OFF-Phasen mit einer Phasendifferenz von 180°, wobei die Phase zum Einschalten der Schalter bezogen auf die Eingangsspannung zwischen –90° und +90° variieren kann (Modulation des Cycloinverters). Beispielsweise wird auf diese Weise eine Ansteuerspannung bzw. eine Ausgangsspannung mit einer niedrigeren zweiten Frequenz, z. B. 25 Hz bis 200 Hz, für ein Smart Glas aus einem Wechselspannungssystem mit der höheren ersten Frequenz von z. B. 100 kHz mittels des Cycloinverters erzeugt.
  • Die bipolaren Schalter des Cycloinverters können z. B. als Halbleiterschalter (MOSFET, Bipolartransistor, IGBT, Thyristor, etc.) ausgeführt werden.
  • Für die Ansteuerung der intelligenten Glasscheibe können in Abhängigkeit von der Phasenmodulation des Cycloinverters verschiedene Ausgangsspannungen, Ausgangsspannungsänderungsraten (slew rates), Signalformen und Frequenzen verwendet werden. Der Cycloinverter kann eine Ausgangsspannung mit einstellbarer Slew Rate und verrundeten Ecken erzeugen. Dadurch ist der Oberwellengehalt der Ausgangsspannung gering und das Signal kann mit weniger aufwendigen Filterbauteilen geglättet werden.
  • Der Cycloinverter ist von seinem Prinzip her ohne zusätzliche Bauelemente in der Lage, die beim Entladen von kapazitiven Lasten freiwerdende Energie in das Versorgungsnetz zurückzuspeisen. Die implizite Rückspeisefähigkeit von Cycloinvertern ist eine für Smart Glas Paneele besonders vorteilhafte Eigenschaft, weil z. B. aktuelle Smart Glas Paneele eine Kapazität von ca. 500 nF/m2 aufweisen. Bei großen Smart Glas Fassaden, z. B. an Hochhäusern kann durch die Rückspeisung erheblich Energie gespart werden.
  • Der Cycloinverter ist aufgrund seines hohen Wirkungsgrades besonders auch für größere Leistungen geeignet, d.h. zur Ansteuerung größerer bzw. mehrerer Smart Glass Paneele. Deshalb ist der Cycloinverter gut zur Integration in Smart Glas Paneele geeignet, da ein Kühlkörper entfallen kann. Diese Integration in Smart Glas Paneele ist auch deshalb leicht möglich, da der Cycloinverter nur eine geringe Anzahl an kleinvolumigen Bauteilen benötigt.
  • Vorzugsweise wird die Ausgangsspannung des Cycloinverters, d.h. die Ansteuerspannung für die intelligente Glasscheibe bzw. das Smart Glas gleichspannungsfrei erzeugt. Dies ist mit dem Cycloinverter aus beliebigen Wechselspannungssystemen einfach möglich.
  • Des Weiteren können die intelligente Glasscheibe oder mehrere derartige intelligente Glasscheiben von dem Cycloinverter oder von mehreren derartigen Cycloinvertern angesteuert werden, wobei die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter aus einem 1-Phasen-Wechselspannungssystem bereitgestellt wird. In vorteilhafter Weise kann nämlich mittels des Cycloinverters auch aus einem 1-Phasen-Wechselspannungssystem einfach durch eine Vollbrückenschaltung ein gleichspannungsfreies Ansteuersignal für Smart Glas Paneele erzeugt werden. Die Versorgung des Cycloinverters erfolgt hier nur aus zwei Leitungen. Es sind aber vier Schalter im Cycloinverter erforderlich.
  • Alternativ kann die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter auch aus einem 2-Phasen-Wechselspannungssystem bereitgestellt werden. Dabei kann die Ausgangsspannung für das bzw. die Smart Glas Paneele mittels Halbbrückenschaltung gleichspannungsfrei gewonnen werden. In diesem Fall benötigt der Cycloinverter nur zwei Schalter. Es sind aber drei Versorgungsleitungen erforderlich.
  • Weiter alternativ kann die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter aus einem Wechselspannungssystem mit mehr als zwei Phasen bereitgestellt werden. Auch hier kann mit dem Cycloinverter auf einfache Weise ein gleichspannungsfreies Ansteuersignal für Smart Glas Paneele erzeugt werden. Bei Verwendung von Wechselspannungssystemen mit höherer Phasenzahl erhöht sich zwar die Anzahl der Schalter, vorteilhaft ist hier aber die Reduktion der Leistung pro Schalter und der verringerte Filteraufwand.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in dem oder in jedem Cycloinverter eine Potenzialtrennung für die intelligente Glasscheibe erfolgen. Die Integration der Potenzialtrennung in den Cycloinverter bzw. in das Cycloinverter-Modul ist insbesondere bei einer All-In-One-Gerätelösung vorteilhaft. Diese besonders für die Ansteuerung von einzelnen Smart Glas Paneelen geeignete Ausführungsform beinhaltet einen Wandler zur Generierung der höherfrequenten Wechselspannung aus dem Versorgungsnetz (DC-AC bzw. AC-AC-Wandler), den Cycloinverter sowie ein Potenzialtrennelement (z. B. einen Transformator).
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung kann eine Potenzialtrennung für die intelligente Glasscheibe in einer Wechselspannungsquelle erfolgen, die die Eingangsspannung bereitstellt. Vorteilhaft dabei ist, dass nur ein Potenzialtrennelement wie z. B. ein Transformator in der zentralen Spannungsquelle zur Erzeugung der höherfrequenten Wechselspannung erforderlich ist. Vorteilhaft ist außerdem, dass das bzw. die Potenzialtrennelemente wie z. B. Transformator nicht in oder am Smart Glas Paneel verbaut werden müssen. Das ermöglicht eine einfachere bauraumoptimierte Integration in das Smart Glas Paneel. Diese Ausführung ist besonders bei Anlagen mit einer größeren Anzahl von Cycloinvertern bzw. Smart Glas Paneelen vorteilhaft.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass von dem Cycloinverter mindestens eine zu der intelligenten Glasscheibe in Reihe oder parallel geschaltete, weitere intelligente Glasscheibe versorgt wird. In vorteilhafter Weise ergibt sich bei dieser Anordnung eine Reduktion des Materialaufwands für die Cycloinverter. Nachteilig gegenüber der 1-zu-1-Zuordnung zwischen Cycloinverter und Smart Glas Paneel ist hier natürlich, dass die Transmissivität der Smart Glas Paneele nur in Gruppen gesteuert bzw. geregelt werden kann. Diese Lösung kann aber z. B. bei Smart Glas Fassaden von Bürogebäuden sinnvoll sein. Es könnten hier z. B. alle einem Büroraum zugeordneten Smart Glas Paneele gesteuert bzw. geregelt werden.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass von der intelligenten Glasscheibe bzw. dem Smart Glas Paneel über den Cycloinverter Energie in ein Versorgungsnetz, das die Eingangsspannung bereitstellt, rückgespeist wird. Der Cycloinverter eignet sich also für bidirektionalen Betrieb und bringt für die Energieeinsparung einen Zusatznutzen.
  • Die oben angeführte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Glasscheibenvorrichtung mit
    • – einer intelligenten Glasscheibe und
    • – einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der intelligenten Glasscheibe mit einer Ausgangsspannung,
    wobei
    • – die Ansteuereinrichtung einen Cycloinverter aufweist, der eine Eingangsspannung mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in die Ausgangsspannung mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz wandelt.
  • Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Verfahrensmerkmale können auch als funktionelle Merkmale einer entsprechenden Einheit der Glasscheibenvorrichtung gesehen werden. Damit ergeben sich für die erfindungsgemäße Glasscheibenvorrichtung die gleichen Variationsmöglichkeiten und Vorteile wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
  • 1 einen Blockschaltplan eines Cycloinverters für ein 2-Phasen-Wechselspannungssystem;
  • 2 eine Ausgangsspannung eines Cycloinverters zur Ansteuerung eines Smart Glas Paneels bzw. einer intelligenten Glasscheibe;
  • 3 eine Spannung im Cycloinverter vor dem Ausgangsfilter;
  • 4 eine Modulation der Phase zwischen –90° und +90°;
  • 5 eine Eingangsspannung des Cycloinverters;
  • 6 ein Beispiel für einen Systemschaltplan eines mit einem 1-Phasen-Wechselstromsystem versorgten Cycloinverters einschließlich Smart Glas Last, wobei die Potenzialtrennung in der Hochfrequenz-Stromversorgung liegt;
  • 7 ein Beispiel für einen Systemschaltplan eines mit einem 2-Phasen-Wechselstromsystem versorgten Cycloinverters einschließlich Smart Glas Last, wobei die Potenzialtrennung in der Hochfrequenz-Stromversorgung implementiert ist;
  • 8 eine Ausführungsform eines Cycloinverters für ein 3-Phasen-Wechselstromsystem mit Neutralleiter; und
  • 9 ein Beispiel eines Cycloinverters mit 2-Phasen-Wechselstromversorgung und eine in den Cycloinverter implementierte Potenzialtrennung.
  • Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Merkmale nicht nur in den geschilderten Merkmalskombinationen, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Merkmalskombinationen realisiert werden können.
  • Zur Ansteuerung einer intelligenten Glasscheibe bzw. eines Smart Glas Paneels (hier auch kurz Smart Glas genannt) kann der in 1 dargestellte Cycloinverter 1 verwendet werden. Er besitzt einen ersten Wechselstromeingang AC_In_1 und einen zweiten Wechselstromeingang AC_In_2. Zwischen diese beiden Wechselstromeingänge sind in Serie ein High-Side-Schalter SW_HS und ein Low-Side-Schalter SW_LS geschaltet. Beide Schalter werden von einem Phasenmodulator PM gesteuert. Dieser wiederum erhält ein Phasenverschiebungssignal Vv von einem Phasenverschiebungsgenerator PVG. Der Phasenverschiebungsgenerator PVG wird von einem von außerhalb des Cycloinverters 1 stammenden Dimmsignal DIM_CTRL_In gesteuert. Außerdem erhält der Cycloinverter 1 über einen Masseanschluss ein Neutralsignal N.
  • An einem Knoten zwischen dem High-Side-Schalter SW_HS und dem Low-Side-Schalter SW_LS kann ein Schaltsignal Vs abgegriffen werden. Dieses Signal wird einem Ausgangsfilter LPF zugeführt, welcher Tiefpasscharakteristik besitzt. Das Ausgangssignal des Ausgangsfilters LPF stellt gleichzeitig das Ausgangssignal SG_Out des Cycloinverters 1 dar. Mit ihm wird die intelligente Glasscheibe bzw. das Smart Glas versorgt. Das Ausgangs- bzw. Ansteuersignal SG_Out wird hier von einem 2-Phasen-Wechselspannungssystem erzeugt. Die bipolaren Schalter SW_HS und SW_LS können z. B. als Halbleiterschalter (MOSFET, Bipolartransistor, IGBT etc.) ausgeführt werden.
  • Die 2 bis 5 zeigen Signalverläufe der einzelnen Spannungen im oder am Cycloinverter 1. Insbesondere zeigt 5 die sinusförmige Eingangsspannung am Signaleingang AC_IN_1 oder AC_IN_2. 4 zeigt das Phasenverschiebungssignal Vv, das von dem Phasenverschiebungsgenerator PVG zu dem Phasenmodulator PM geliefert wird. Im vorliegenden Beispiel steigt dieses Signal bei 19,00 ms von –90° linear auf +90° bei etwa 19,12 ms an.
  • 3 gibt die Schaltspannung Vs nach den bipolaren Schaltern SW_HS und SW_LS wieder. Während die Halbzyklen der Eingangsspannung in dem Schaltersignal Vs bis 19,00 ms nach unten geklappt sind, sind sie ab etwa 19,12 ms nach oben geklappt. Dazwischen liegt eine Übergangsphase. Die Spannung am Ausgangsanschluss SG_Out des Cycloinverters 1 ist in 2 dargestellt. Sie wechselt kontinuierlich von –90V bei 19,00 ms auf +90V bei etwa 19,12 ms. Mit dem Cycloinverter 1 kann also aus der hochfrequenten Eingangsspannung eine niedrigere frequente Ausgangsspannung erzeugt werden.
  • 6 zeigt eine intelligente Glasscheibe 2, die von einem etwas veränderten Cycloinverter 1‘ angesteuert wird, wobei die Versorgung über eine Hochfrequenz-Spannungsversorgungseinrichtung 3 erfolgt, die einen 1-phasigen Wechselstrom erzeugt und selbst von einem AC- oder DC-Strom versorgt wird. Diese Versorgungsspannung wird durch einen Converter CV in der Hochfrequenzversorgungseinrichtung 3 in eine hochfrequente Wechselspannung gewandelt. Die Spannung wird über einen Transformator Tr übertragen und als Eingangsspannung für den Cycloinverter 1‘ an den Eingangsklemmen AC_In_1 und AC_In_2 bereitgestellt. Der Transformator Tr sorgt für die entsprechende Potentialtrennung.
  • Der Cycloinverter 1‘ ähnelt demjenigen Cycloinverter 1 von 1. Der Cycloinverter 1‘ besitzt jedoch vier Schalter, nämlich zwei High-Side-Schalter SW_HS und zwei Low-Side-Schalter SW_LS. Jeweils ein Paar von High-Side-Schalter SW_HS und Low-Side-Schalter SW_LS sind in Reihe zwischen den Eingangsquellen AC_In_1 und AC_In_2 geschaltet. Parallel zu diesen Serienschaltungen ist eine Reihe von zwei Kapazitäten des Ausgangsfilters LPF‘ geschaltet. Während der Mittenabgriff direkt zu einem ersten Ausgang SG_Out_1 geführt ist, ist der Mittenabgriff zwischen den beiden anderen Schaltern über eine Induktivität des Ausgangsfilters LPF‘ an den Knoten zwischen den beiden Kondensatoren und einen zweiten Ausgangsanschluss SG_Out_2 des Cycloinverters 1‘ gelegt. An die beiden Ausgangsanschlüsse SG_Out_1 und SG_Out_2 des Cycloinverters 1 ist die intelligente Glasscheibe 2 angeschlossen, die in ihrem Ersatzschaltbild eine charakteristische Kapazität besitzt.
  • Während also die 6 eine Versorgung der intelligenten Glasscheibe 2 mit einem Ein-Phasen-Wechselspannungssystem zeigt, ist in 7 ein Beispiel mit der Versorgung durch ein 2-Phasen-Wechselstromsystem dargestellt. Hier besitzt die Hochfrequenz-Spannungsversorgungseinrichtung 3‘ im Gegensatz zu der Variante 3 von 6 einen Transformator Tr, bei dem ein Mittenabgriff der Sekundärseite auf Masse gelegt ist. Dementsprechend werden an den Ausgängen der Hochfrequenz-Spannungsversorgungseinrichtung 3‘ zwei Phasen für die Eingangsanschlüsse AC_In_1 und AC_In_2 des Cycloinverters 1 bereitgestellt. Dieser Cycloinverter 1 entspricht demjenigen von 1. Die Ausgangsklemme SG_Out des Cycloinverters 1 ist an eine Eingangsklemme der intelligenten Glasscheibe 2 angeschlossen. Die andere Klemme der intelligenten Glasscheibe ist an Masse gelegt. Der Cycloinverter benötigt hier also drei Versorgungsleitungen aber nur zwei Schalter.
  • In 8 ist nun ein Cycloinverter 1‘‘ dargestellt, der für ein 3-Phasen-Wechselstromsystem mit Neutralleiter ausgelegt ist. Dementsprechend besitzt der Cycloinverter 1‘‘ drei Phaseneingänge AC_In_1, AC_In_2 und AC_In 3 sowie einen Neutralleitereingang N. Ferner besitzt er natürlich auch einen Dimmsteuereingang DIM_CTRL_In für den Phasenverschiebungsgenerator PVG.
  • Der Cycloinverter 1‘‘ weist ferner sechs Schalter auf, wovon ein erstes Paar SW_HS und SW_LS zwischen die Eingangsklemmen AC_In_1 und AC_In_2, ein zweites Paar SW_HS und SW_LS zwischen die Eingangsklemmen AC_In_2 und AC_In_3 sowie ein drittes Paar SW_HS und SW_LS zwischen die Eingangsklemmen AC_In_3 und AC_In_1 geschaltet ist. Alle sechs Schalter werden von dem Phasenmodulator PM gesteuert, der sein Phasenverschiebungssignal Vv von dem Phasenverschiebungsgenerator PVG erhält. Die Mittenabgriffe der Schalterpaare sind gemeinsam als Schaltsignal Vs zum Ausgangsfilter LPF geführt, dieser ist mit seinem Kondensator an den Neutralleiter N gelegt. Das Ausgangssignal des Ausgangsfilters LPF ist an die Ausgangsklemme SG_Out des Cycloinverters 1‘‘ gelegt.
  • Der Cycloinverter 1‘‘ benötigt im vorliegenden Fall zwar vier Versorgungsleitungen und sechs Schalter, aber die umzusetzende Leistung wird auf diese vielen Schalter verteilt, sodass jeder Schalter letztlich für eine geringere Leistung ausgelegt werden kann.
  • In dem Beispiel von 9 ist ein Cycloinverter 1‘‘‘ dargestellt, der im Wesentlichen den Cycloinverter 1 von 1 entspricht. Er besitzt lediglich nach dem Ausgangsfilter LPF einen Transformator Tr2, der für eine Potentialtrennung sorgt. Auch ein anderes Potentialtrennelement beispielsweise auf optischer Basis wäre hier geeignet. Dies gilt auch für die Potentialtrennungen in den Beispielen der 6 und 7.
  • Der Transformator Tr2 vom Beispiel von 9 besitzt eine primärseitige Wicklung, die zwischen die Eingangsanschlüsse AC_In_1 und AC_In_2 geschaltet ist. Ein Mittenabgriff der Primärseite ist an den Ausgang des Ausgangsfilters LPF angeschlossen. Die Wicklung der Sekundärseite des Transformators Tr2 liegt zwischen zwei Ausgangsanschlüssen SG_Out_1 und SG_Out_2. An diese beiden Anschlüsse ist die intelligente Glasscheibe 2 angeschlossen. Der Cycloinverter 1‘‘‘ stellt hier also eine vorteilhafte All-In-One-Lösung dar.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Ansteuern einer intelligenten Glasscheibe (2) durch – Ansteuern der intelligenten Glasscheibe (2) mit einer Ausgangsspannung, gekennzeichnet durch – Erzeugen der Ausgangsspannung mit einem Cycloinverter (1), der eine Eingangsspannung mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in die Ausgangsspannung mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz wandelt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsspannung des Cycloinverters (1) gleichspannungsfrei erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die intelligente Glasscheibe (2) oder mehrere derartige intelligente Glasscheiben von dem Cycloinverter (1) oder von mehreren derartigen Cycloinvertern (1) angesteuert werden und die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter aus einem 1-Phasen-Wechselspannungssystem bereitgestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die intelligente Glasscheibe (2) oder mehrere derartige intelligente Glasscheiben (2) von dem Cycloinverter (1) oder von mehreren derartigen Cycloinvertern (1) angesteuert werden und die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter aus einem 2-Phasen-Wechselspannungssystem bereitgestellt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die intelligente Glasscheibe (2) oder mehrere derartige intelligente Glasscheiben (2) von dem Cycloinverter (1) oder von mehreren derartigen Cycloinvertern (1) angesteuert werden und die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter (1) aus einem Wechselspannungssystem mit mehr als zwei Phasen bereitgestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem oder in jedem Cycloinverter (1) eine Potentialtrennung (Tr) für die intelligente Glasscheibe (2) erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Potentialtrennung (Tr) für die intelligente Glasscheibe (2) in einer Wechselspannungsquelle (3) erfolgt, die die Eingangsspannung bereitstellt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von dem Cycloinverter (1) mindestens eine zu der intelligenten Glasscheibe (2) in Reihe oder parallel geschaltete, weitere intelligente Glasscheibe (2) versorgt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von der intelligenten Glasscheibe (2) über den Cycloinverter (1) Energie in ein Versorgungsnetz rückgespeist wird, das die Eingangsspannung bereitstellt.
  10. Glasscheibenvorrichtung mit – einer intelligenten Glasscheibe (2) und – einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der intelligenten Glasscheibe mit einer Ausgangsspannung, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ansteuereinrichtung einen Cycloinverter (1) aufweist, der eine Eingangsspannung mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in die Ausgangsspannung mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz wandelt.
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