DE102017218429A1 - Sicherheitsentladung eines Zwischenkreiskondensators - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung (115) zur Entladung eines Zwischenkreiskondensators (105), wobei die Vorrichtung (115) folgendes umfasst: eine Stromsenke (120); und eine Steuervorrichtung (140), die dazu eingerichtet ist, eine Entladeanforderung zu erfassen und in Abhängigkeit der Entladeanforderung den Zwischenkreiskondensator (105) mittels der Stromsenke (120) zu entladen. Dabei ist die Stromsenke eine Konstantstromsenke (120), die dazu eingerichtet ist, einen durch sie fließenden Strom auf einem vorbestimmten Wert zu halten.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Sicherheit eines Zwischenkreiskondensators. Insbesondere betrifft die Erfindung das Entladen des Zwischenkreiskondensators.
  • Ein Stromrichter, beispielsweise an Bord eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, umfasst einen Zwischenkreiskondensator, der die Aufgabe hat, eine Gleichspannung zu glätten, die beispielsweise mittels eines Wechselrichters in eine Dreiphasen-Wechselspannung umgerichtet wird. Je größer eine durch den Wechselrichter bereitstellbare elektrische Leistung ist, desto größer kann eine elektrische Energiemenge sein, die im Zwischenkreiskondensator gespeichert ist. Wird ein umgebendes System abgeschaltet, beispielsweise zu Wartungszwecken, so kann von dem noch ganz oder teilweise geladenen Zwischenkreiskondensator die Gefahr eines elektrischen Schocks oder einer ungeplanten elektrischen Entladung ausgehen.
  • Der Zwischenkreiskondensator wird daher üblicherweise nach dem Abschalten des Systems kontrolliert entladen, um die Gefahr zu minimieren. Dabei wird angestrebt, dass der Entladevorgang innerhalb einer vorbestimmten Zeit, beispielsweise ca. 2 Sekunden, vollständig abgeschlossen ist. In einem einfachen Ansatz wird zum Entladen ein ohmscher Widerstand verwendet, der die elektrische Leistung in Wärme umsetzt. Eine thermische Überlastung des Widerstands muss dann auf andere Weise verhindert werden. Alternativ kann auch ein Kaltleiter (PTC: Positive Temperature Coefficient) verwendet werden, dessen Widerstand mit steigender Temperatur ansteigt. In diesem Fall kann es schwierig sein, die vorbestimmte Entladezeit unter allen Betriebszuständen garantieren zu können. An Bord eines Kraftfahrzeugs kann ein Kaltleiter wegen zu erwartenden Vibrationen und Temperaturschwankungen im Betrieb üblicherweise nicht verwendet werden.
  • Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik anzugeben, um einen Zwischenkreiskondensator kontrolliert zu entladen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Nach einem ersten Aspekt umfasst eine Vorrichtung zur Entladung eines Zwischenkreiskondensators eine Stromsenke und eine Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung, ist dazu eingerichtet, eine Entladeanforderung zu erfassen und in Abhängigkeit der Entladeanforderung den Zwischenkreiskondensator mittels der Stromsenke zu entladen. Dabei ist die Stromsenke eine Konstantstromsenke, die dazu eingerichtet ist, einen durch sie fließenden Strom auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Die Steuervorrichtung kann auch Teil der Konstantstromsenke sein. Die Konstantstromsenke kann im Wesentlichen analog zu einer Konstantstromquelle gebildet sein.
  • Eine durch die Konstantstromsenke umgesetzte elektrische Leistung kann dadurch in verringertem Maß von der Spannung des Zwischenkreiskondensators abhängen. Eine Überlastung der Konstantstromsenke kann dadurch vermieden werden. Die Konstantstromsenke kann einfach aufgebaut werden und sowohl unter Vibrationen als auch unter unterschiedlichen Temperaturen verbessert einsatzfähig sein.
  • Gelegentlich kann es vorkommen, dass eine Entladeanforderung bereitgestellt wird, ohne dass ein umgebendes System, welches den Zwischenkreiskondensator speist, tatsächlich abgeschaltet wird. Um zu vermeiden, dass der Zwischenkreiskondensator in dieser Situation über die Stromsenke entladen wird, kann die Steuervorrichtung dazu eingerichtet sein, die Stromsenke vom Zwischenkreiskondensator zu trennen, falls eine Spannung des mit der Stromsenke verbundenen Zwischenkreiskondensators weniger als vorbestimmt über die Zeit abfällt. Fällt die Spannung des Zwischenkreiskondensators über die Zeit ab, so kann davon ausgegangen werden, dass der Zwischenkreiskondensator nicht gleichzeitig nachgeladen wird und das weitere Entladen ungefährlich ist. Sinkt die Spannung des Zwischenkreiskondensators jedoch über die Zeit langsamer als ein vorbestimmtes Maß oder gar nicht ab oder steigt sie an, so kann der Entladevorgang unterbrochen bzw. abgebrochen werden.
  • Durch das Entladen mittels konstantem Strom sinkt die Spannung des Zwischenkreiskondensators üblicherweise nicht nach einer e-Funktion, sondern näherungsweise nach einer linearen Funktion. Ist die Spannung des Zwischenkreiskondensators groß, so ist die durch die Konstantstromsenke umgesetzte Leistung deutlich kleiner als die eines ohmschen Widerstands, der auf eine entsprechende Gesamtentladezeit hin dimensioniert ist. Gegen Ende der Entladung, wenn sich die Spannung des Zwischenkreiskondensators null annähert, ist der Spannungsverlust über die Zeit noch annähernd so groß wie am Anfang. Ob der Zwischenkreiskondensator entladen wird oder nicht, kann somit unter Betrachtung eines verkleinerten Zeitraums bestimmt werden. Während des verkleinerten Zeitraums kann weniger elektrische Energie durch die Konstantstromsenke in Wärme umgesetzt werden. Sowohl der Zwischenkreiskondensator als auch die Konstantstromsenke können dadurch verringert belastet werden.
  • Bevorzugt ist der vorbestimmte Wert für den durch die Konstantstromsenke fließenden Strom derart gewählt, dass eine vorbestimmte Maximalladung des Zwischenkreiskondensators innerhalb einer vorbestimmten Maximalzeit durch die Stromsenke entladen werden kann. Die Maximalladung ist üblicherweise durch die Kapazität und die maximale Spannung des Zwischenkreiskondensators vorbestimmt. Die Maximalzeit kann beispielsweise ca. 2 Sekunden betragen. Damit können einschlägige Vorschriften zum Unfallschutz verbessert erfüllt werden.
  • Die Stromsenke kann auf unterschiedliche Arten aufgebaut werden. In einer Ausführungsform umfasst die Stromsenke einen gegengekoppelten Bipolartransistor. Der Bipolartransistor umfasst bevorzugt einen NPN-Transistor, der negativ rückgekoppelt ist, sodass der auf der Kollektor-Emitter-Strecke durch ihn fließende Strom im Wesentlichen von der Spannung unabhängig ist.
  • In anderen Ausführungsformen können auch beliebige andere Konstantstromsenken verwendet werden, beispielsweise auf Basis eines J-FET, mittels eines Operationsverstärkers, eines Stromspiegels, eines Linearreglers, eines Schaltreglers oder eines Komparators. Durch die Verwendung des Bipolartransistors kann ein einfacher, robuster und kostensparender Aufbau erzielt werden.
  • Bevorzugt ist zusätzlich ein Stromventil vorgesehen, um die Stromsenke mit dem Zwischenkreiskondensator zu verbinden oder von ihm zu trennen. Das Stromventil kann beispielsweise einen Feldeffekttransistor (FET), ein Relais, ein Schütz, einen Bipolartransistor oder ein anderes Element umfassen.
  • In einer Ausführungsform ist eine weitere Stromsenke vorgesehen, die durch ein passives Bauelement wie einen ohmschen Widerstand, einen Kaltleiter oder eine Kombination daraus gebildet ist. Dabei ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die Stromsenke und die weitere Stromsenke mit dem Zwischenkreiskondensator zu verbinden, um den Zwischenkreiskondensator zu entladen. Anders ausgedrückt können eine schnelle und eine langsame Entladung für den Zwischenkreiskondensator vorgesehen sein, wobei die langsame Entladung beispielsweise ca. 120 Sekunden zum vollständigen Entladen der vorbestimmten Maximalladung des Zwischenkreiskondensators benötigen kann. Die schnelle Entladung wird bevorzugt mittels der Konstantstromsenke und die langsame Entladung mittels eines passiven Elements realisiert. Dadurch kann eine redundante Entladung vorgesehen sein, wodurch die Betriebssicherheit der Vorrichtung gesteigert werden kann.
  • Nach einem zweiten Aspekt umfasst ein Stromrichter einen Zwischenkreiskondensator und die oben beschriebene Vorrichtung. Der Stromrichter kann insbesondere einen Wechselrichter umfassen, der dazu eingerichtet ist, auf Basis einer Gleichspannung eine Wechselspannung bereitzustellen. Der Stromrichter kann insbesondere in einem Traktionsantrieb eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Ein Antriebsmotor des Traktionsantriebs kann insbesondere eine Asynchronmaschine oder eine permanenterregte Synchronmaschine umfassen. Der Stromrichter kann mittels Brückenschaltungen aufgebaut sein. Die Gleichspannung kann beispielsweise durch einen elektrischen Energiespeicher, etwa einer Batterie oder einer Hochvolt-Batterie, bereitgestellt werden.
  • Ein Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators umfasst Schritte des Erfassens einer Entladeanforderung; und des Entladens des Zwischenkreiskondensators mittels einer Stromsenke. Dabei wird der während des Entladens durch die Stromsenke fließenden Strom auf einem vorbestimmten Wert gehalten.
  • Das Verfahren kann insbesondere in Zusammenhang mit der oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. Insbesondere kann das Verfahren ganz oder teilweise auf der oben beschriebenen Steuervorrichtung ausgeführt werden. Die Steuervorrichtung kann einen programmierbaren Mikrocomputer umfassen und das Verfahren kann zumindest teilweise als Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln vorliegen. Merkmale und Vorteile der Vorrichtung, des Stromrichters und des Verfahrens können untereinander jeweils übertragen werden.
  • Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Trennens der Stromsenke vom Zwischenkreiskondensator, falls eine am Zwischenkreiskondensator anliegende Spannung weniger als vorbestimmt über die Zeit abfällt. Während der Bestimmung der Abfallgeschwindigkeit der Spannung ist die Konstantstromsenke mit dem Zwischenkreiskondensator verbunden. Beispielsweise kann überprüft werden, ob eine erste Spannung und eine zweite Spannung des Zwischenkreiskondensators, die in einem vorbestimmten Zeitabstand voneinander abgetastet wurden, sich um mehr als ein vorbestimmtes Maß voneinander unterscheiden. Durch die Entladecharakteristik des Zwischenkreiskondensators durch die Konstantstromsenke kann ein Zeitintervall zwischen den Abtastungen klein gewählt werden, beispielsweise kleiner als 200 Millisekunden, bevorzugt kleiner als 100 Millisekunden, weiter bevorzugt kleiner als 50 Millisekunden und insbesondere kleiner als ca. 10 Millisekunden. Eine sichere Bestimmung der Abfallgeschwindigkeit kann trotzdem gewährleistet sein.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen
    • 1 einen Stromrichter;
    • 2 ein Schaltbild einer exemplarischen Konstantstromsenke;
    • 3 zeitliche Verläufe von Größen an einem Zwischenkreiskondensator; und
    • 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Entladevorgangs eines Zwischenkreiskondensators
    darstellt.
  • 1 zeigt einen beispielhaften Stromrichter 100, insbesondere für den Einsatz an Bord eines Kraftfahrzeugs. In der vorliegenden Darstellung handelt es sich rein beispielhaft um einen Umrichter mit einem Gleichspannungszwischenkreis, andere Stromrichter 100 können jedoch auch verwendet werden. Der Stromrichter 100 umfasst einen Zwischenkreiskondensator 105 (auch: ZK-Kondensator oder ZKK) und rein beispielhaft in der vorliegenden Ausführungsform einen Wechselrichter 110, der beispielsweise zur Bereitstellung einer Wechselspannung für eine elektrische Maschine eingerichtet sein kann. Dazu formt der Wechselrichter 110 die am Zwischenkreiskondensator 105 anliegende Spannung beispielsweise mittels einer Brückenschaltung in bevorzugt mehrere Phasen einer Wechselspannung um.
  • Um den Zwischenkreiskondensator 105 zu entladen, ist eine Vorrichtung 115 vorgesehen. Diese umfasst eine erste Stromsenke 120, die bevorzugt mittels eines ersten Stromventils 125 mit dem Zwischenkreiskondensator 105 verbunden oder von ihm getrennt werden kann, sowie in der dargestellten Ausführungsform eine zweite Stromsenke 130, die bevorzugt mittels eines zweiten Stromventils 135 mit dem Zwischenkreiskondensator 105 verbunden oder von ihm getrennt werden kann. Ferner ist eine Steuervorrichtung 140 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, ein Entladen des Zwischenkreiskondensators 105 mittels wenigstens einer der Stromsenken 120, 130 zu steuern. Bevorzugt ist die Steuervorrichtung 140 mit einer Schnittstelle 145 verbunden, über die eine Entladeaufforderung oder ein Abschaltsignal entgegengenommen werden kann. Außerdem ist bevorzugt, dass die Steuervorrichtung 140 mit einer Abtasteinrichtung 150 zur Bestimmung einer Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 verbunden ist.
  • Die erste Stromsenke 120 ist bevorzugt dazu eingerichtet, den Zwischenkreiskondensator 105 schnell und die zweite Stromsenke 130, falls sie vorgesehen ist, um den Zwischenkreiskondensator 105 langsam zu entladen. Eine schnelle Entladung kann in beispielsweise maximal ca. 2 Sekunden und eine langsame innerhalb von maximal ca. 120 Sekunden durchgeführt werden. Geringere Zeiten können sich ergeben, wenn zu Beginn der Entladung der Zwischenkreiskondensator 105 nicht vollständig gefüllt ist, also eine an ihm anliegende Spannung unterhalb einer maximal möglichen Spannung liegt. Während die zweite Stromsenke 130 bevorzugt als ohmscher Widerstand oder Kaltleiter ausgeführt ist, wird vorgeschlagen, die erste Stromsenke 120 als Konstantstromsenke auszuführen. Wird die erste Stromsenke 120 mit dem Zwischenkreiskondensator 105 verbunden, so bleibt der durch die Stromsenke 120 fließende Strom bis zum Ende der Entladung auf einem vorbestimmten Wert. Dabei kann die Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 im Wesentlichen linear über die Zeit abfallen.
  • Soll der Zwischenkreiskondensator 105 entladen werden, so kann eine entsprechende Anforderung über die Schnittstelle 145 an die Steuervorrichtung 140 bereitgestellt werden. Die Steuervorrichtung 140 verbindet dann wenigstens eine der Stromsenken 120, 130 mit dem Zwischenkreiskondensator 105. In einem Fall, in welchem die Aufforderung zum Entladen ausgegeben wurde, der Zwischenkreiskondensator 105 jedoch noch weiter geladen wird oder mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden bleibt, kann das Entladen des Zwischenkreiskondensators 105 nicht beendet werden und der Entladeversuch führt nur zu unnötig in Wärme umgesetzte elektrische Leistung. Die Vorrichtung 115 kann dies vermeiden, indem sie mittels der Abtasteinrichtung 150 zeitlich beabstandete Abtastungen der Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 durchführt. Dabei kann festgestellt werden, ob die Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 abfällt und ob die Abfallgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet. Ist dies nicht der Fall, so können die Stromsenken 120, 130 wieder vom Zwischenkreiskondensator 105 getrennt werden. Eine eingehendere Diskussion eines Steuerverfahrens zum Entladen des Zwischenkreiskondensators 105 findet sich unten mit Bezug auf 4.
  • 2 zeigt ein Schaltbild einer exemplarischen Konstantstromsenke 120. Zur Verdeutlichung des vorgeschlagenen Prinzips wird hier von einem Zwischenkreiskondensator 105 (hier als C1 bezeichnet) mit einer Kapazität von beispielsweise ca. 400 µF ausgegangen. In der gezeigten Dimensionierung kann die Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 bis zu mehrere 100 V betragen. Die maximal durch die Konstantstromsenke 120 verarbeitbare Spannung ist im Wesentlichen durch die Wahl der dargestellten Halbleiter beschränkt. Die hier angegebenen NPN-Transistoren Q1 und Q3 sind beispielsweise bis ca. 0,5 A und bis ca. 500 V belastbar.
  • In der dargestellten Ausführungsform bilden die Transistoren Q2, Q3 zusammen mit den Widerständen R4 und R5 eine Konstantstromsenke. Über eine Steuerungsspannung V2, die mittels des Widerstands R1 eingekoppelt werden kann, kann die Konstantstromsenke 120 in Betrieb genommen oder deaktiviert werden. Dies entspricht einem Verbinden bzw. Trennen der Konstantstromsenke 120 mit dem Zwischenkreiskondensator 105. Die Konstantstromsenke 120 ist aktiv, wenn an der Schnittstelle 145 eine positive Spannung von ca. 5 V anliegt. In diesem Fall fließt die Ladung des Kondensators C1 in Form eines vorbestimmten Konstantstroms durch die Transistoren Q1 und Q2 ab, bis sich dessen Spannung null annähert. Beträgt die Spannung an der Schnittstelle 145 hingegen ca. 0 V, so fließt kein oder nur ein vernachlässigbar geringer Strom durch die Transistoren Q1 und Q2, sodass die Ladung des Kondensators C1 erhalten bleiben kann. Eine zusätzliche Schalteinrichtung 125 wie in 1 gezeigt ist nicht erforderlich. Der Transistor Q1 sorgt zusammen mit den Widerständen R2 und R3 für eine weitere Stabilisierung.
  • Die in 2 im Einzelnen angegebenen Werte der elektrischen Widerstände R1 bis R5 sind jeweils beispielhaft zu verstehen. Bedarfsweise können auch Widerstände R1 bis R5 mit anderen als den jeweils angegebenen Werten verwendet werden.
  • 3 zeigt zeitliche Verläufe von Größen an einem exemplarischen Zwischenkreiskondensator 105, beispielsweise im Stromrichter 100 von 1, während des Entladens. 3A zeigt den Verlauf einer Spannung des Zwischenkreiskondensators 105, 3B den Verlauf eines aus dem Zwischenkreiskondensator 105 fließenden Stroms und 3C eine durch die verwendete Stromsenke 120, 130 umgesetzte elektrische Leistung. Dabei sind entsprechende Verläufe, die zur Konstantstromsenke 120 korrespondieren, mit unterbrochener Linie, und solche, die zur einer konventionellen ohmschen Stromsenke 130 korrespondieren, mit durchgezogener Linie dargestellt. In horizontaler Richtung ist jeweils eine Zeit angetragen. Die angegebenen Größen sind rein figurativ.
  • Die Entladekurven der Spannung, des Stroms und der Leistung bei Verwendung der Stromsenke 130 verlaufen jeweils nach einer e-Funktion. Der Spannungsabfall ist bei großer Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 groß und gegen Ende nur noch sehr klein. Dadurch kann es bei weitgehend entladenem Zwischenkreiskondensator 105 schwierig sein, anhand seiner Spannungsänderung zu entscheiden, ob eine Entladung stattfindet oder nicht. Durch die ausgeprägte Abhängigkeit der umgesetzten Leistung von der Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 kann die Stromsenke 130 zu Beginn eines Entladevorgangs leicht überlastet werden. Dies gilt insbesondere, wenn die Entladung aufgrund einer parallel stattfindenden Ladung gar nicht möglich ist.
  • Bei Verwendung der Konstantstromsenke 120 ist hingegen die Entladekurve des Stroms auf einen vorbestimmten Wert, hier beispielhaft ca. 0,5 A, festgelegt. Die Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 fällt beim Entladen annähernd linear ab und die dabei umgesetzte Leistung weist eine deutlich geringere Abhängigkeit von der Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 auf. Einerseits kann so eine thermische Überlastung der Konstantstromsenke 120 in jeder Phase des Entladens verbessert vermieden werden, andererseits kann anhand des annähernd linearen Spannungsverlaufs deutlich leichter entschieden werden, ob der Zwischenkreiskondensator 105 entladen wird oder nicht. Dies gilt auch dann, wenn die Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 klein ist.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Steuern eines Entladevorgangs eines Zwischenkreiskondensators 105. Das Verfahren 400 kann insbesondere in Verbindung mit dem Stromrichter 100 bzw. der Vorrichtung 115 von 1 durchgeführt werden.
  • In einem Schritt 405 wird eine beispielsweise mittels der Schnittstelle 145 bereitgestellte Entladeanforderung erfasst. In einem Schritt 410 wird überprüft, ob die Entladeanforderung vorliegt bzw. aktiv ist. Ist sie dies nicht, so kann das Verfahren 400 zum Schritt 405 zurückkehren. Andernfalls kann in einem Schritt 415 die Konstantstromsenke 120 mit dem Zwischenkreiskondensator 105 verbunden werden bzw. die bereits verbundene Konstantstromsenke 120 kann aktiviert werden. In einer optionalen Ausführungsform, die hier nicht näher beschrieben wird, kann zusätzlich die zweite Stromsenke 130 mit dem Zwischenkreiskondensator 105 verbunden bzw. aktiviert werden.
  • In einem Schritt 420 kann eine erste Spannung am Zwischenkreiskondensator 105 abgetastet werden. Dann kann in einem Schritt 425 eine vorbestimmte Zeit abgewartet werden, bevor in einem Schritt 430 eine zweite Spannung am Zwischenkreiskondensator 105 abgetastet werden kann. In Kenntnis der vorbestimmten Zeit kann auf der Basis einer Differenz der beiden Spannungen ein Maß für die Entladegeschwindigkeit des Zwischenkreiskondensators 105 bestimmt werden. Die Schritte 415 und 420 können auch in ihrer Reihenfolge vertauscht werden.
  • In einem Schritt 435 kann überprüft werden, ob das Maß für die Entladegeschwindigkeit des Zwischenkreiskondensators 105 einen vorbestimmten Wert übersteigt oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so wird der Zwischenkreiskondensator 105 offenbar aus einer anderen Quelle geladen. In diesem Fall kann in einem Schritt 440 die Verbindung der Konstantstromsenke 120 mit dem Zwischenkreiskondensator 105 getrennt bzw. die Konstantstromsenke 120 deaktiviert werden. Danach kann in einem Schritt 445 eine zweite vorbestimmte Zeit abgewartet werden, bevor das Verfahren 400 erneut durchlaufen kann. Anders ausgedrückt kann nach Ablaufen der zweiten vorbestimmten Zeit ein erneuter Versuch durchgeführt werden, den Zwischenkreiskondensator 105 zu entladen, falls die Entladeanforderung noch vorliegt.
  • Wurde im Schritt 435 bestimmt, dass die Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 während der ersten vorbestimmten Zeit ausreichend abgesunken ist, so kann mit dem Entladen fortgefahren werden. Bevorzugt wird dabei periodisch überprüft, ob die Entladeanforderung noch vorliegt und das Entladen wird unterbrochen, falls die Anforderung nicht mehr aktiv ist. Das Entladen kann nach einer vorbestimmten Zeit beendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird in einem optionalen Schritt 450 überprüft, ob die Spannung des Zwischenkreiskondensators 105 einen vorbestimmten Wert nahe null erreicht hat. Solange dies nicht der Fall ist, kann das Verfahren 400 wieder von vorne durchlaufen. Andernfalls kann in einem Schritt 455 die Verbindung der Konstantstromsenke 120 mit dem Zwischenkreiskondensator 105 getrennt bzw. die Konstantstromsenke 120 deaktiviert werden, bevor das Verfahren 400 in einem Schritt 460 enden kann. Alternativ zum Schritt 460 kann das Verfahren 400 auch erneut durchlaufen.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Stromrichter
    105
    Zwischenkreiskondensator
    110
    Wechselrichter
    115
    Vorrichtung
    120
    erste Stromsenke
    125
    erstes Stromventil
    130
    zweite Stromsenke
    135
    zweites Stromventil
    140
    Steuervorrichtung
    145
    Schnittstelle
    150
    Abtasteinrichtung
    400
    Verfahren
    405
    Entladeanforderung erfassen
    410
    Entladeanforderung aktiv?
    415
    Verbinden Stromsenke mit ZK-Kondensator
    420
    Abtasten erste Spannung am ZK-Kondensator
    425
    erste vorbestimmte Zeit warten
    430
    Abtasten zweite Spannung am ZK-Kondensator
    435
    Spannung gesunken?
    440
    Verbindung Stromsenke zum ZK-Kondensator trennen
    445
    zweite vorbestimmte Zeit warten
    450
    Spannung annähernd null?
    455
    Verbindung Stromsenke zum ZK-Kondensator trennen
    460
    Ende

Claims (9)

  1. Vorrichtung (115) zur Entladung eines Zwischenkreiskondensators (105), wobei die Vorrichtung (115) folgendes umfasst: • eine Stromsenke (120); • eine Steuervorrichtung (140), die dazu eingerichtet ist, eine Entladeanforderung zu erfassen und in Abhängigkeit der Entladeanforderung den Zwischenkreiskondensator (105) mittels der Stromsenke (120) zu entladen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromsenke eine Konstantstromsenke (120) ist, die dazu eingerichtet ist, einen durch sie fließenden Strom auf einem vorbestimmten Wert zu halten.
  2. Vorrichtung (115) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (140) dazu eingerichtet ist, die Stromsenke (120) vom Zwischenkreiskondensator (105) zu trennen, falls eine Spannung des mit der Stromsenke (120) verbundenen Zwischenkreiskondensators (105) weniger als vorbestimmt über die Zeit abfällt.
  3. Vorrichtung (115) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der vorbestimmte Wert derart gewählt ist, dass eine vorbestimmte Maximalladung des Zwischenkreiskondensators (105) innerhalb einer vorbestimmten Maximalzeit durch die Stromsenke (120) entladen werden kann.
  4. Vorrichtung (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stromsenke (120) einen gegengekoppelten Bipolartransistor (Q2) umfasst.
  5. Vorrichtung (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Stromventil (125), um die Stromsenke (120) mit dem Zwischenkreiskondensator (105) zu verbinden oder von ihm zu trennen.
  6. Vorrichtung (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine weitere Stromsenke (130), die durch ein passives Bauelement gebildet ist, wobei die Steuervorrichtung (140) dazu eingerichtet ist, die Stromsenke (120) und die weitere Stromsenke (130) mit dem Zwischenkreiskondensator (105) zu verbinden, um den Zwischenkreiskondensator (105) zu entladen.
  7. Stromrichter (100), umfassend einen Zwischenkreiskondensator (105) und eine Vorrichtung (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  8. Verfahren (400) zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators (105), wobei das Verfahren (400) folgende Schritte umfasst: • Erfassen (405) einer Entladeanforderung; und • Entladen (415) des Zwischenkreiskondensators (105) mittels einer Stromsenke (120); dadurch gekennzeichnet, dass der während des Entladens durch die Stromsenke (120) fließende Strom (415) auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
  9. Verfahren (400) nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Trennen (440) der Stromsenke (120) vom Zwischenkreiskondensator (105), falls eine am Zwischenkreiskondensator (105) anliegende Spannung weniger als vorbestimmt über die Zeit abfällt.
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