-
Technisches Gebiet:
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen bidirektionalen Mehrphasengleichspannungswandler und ein Verfahren zur Funktionsüberwachung bei einem bidirektionalen Mehrphasengleichspannungswandler.
-
Stand der Technik und Aufgabe der Erfindung:
-
Bidirektionale Mehrphasengleichspannungswandler mit mehreren Gleichspannungswandlerphasen, die zueinander parallel angeschlossen sind und voneinander unabhängig Spannungen umwandeln, sind bekannt und werden unter anderem im Automobilbereich zur Gleichspannungsumwandlung zwischen Bordnetzzweigen eines Fahrzeugbordnetzes mit unterschiedlichen Bordnetzspannungeneingesetzt.
-
Die Patentoffenlegungsschrift
US 2017 / 0 063 239 A1 beschreibt einen Mehrphasenregler mit mehreren Stromphasen und einem Funktionstest.
-
Die Patentoffenlegungsschrift
DE 10 2014 109 009 A1 beschreibt ebenfalls einen Mehrphasenregler mit mehreren Stromphasen und einem Funktionstest. Ferner beschreibt diese Schrift, dass mit dem Funktionstest sichergestellt wird, dass ein Strommessnetzwerk, das zum Überwachen der einzelnen Phasenströme der Ausgangsphasen des Mehrphasenreglers vorgesehen ist, ordnungsgemäß arbeitet.
-
Zur Regelung der Mehrphasengleichspannungswandler sind unter anderem Strommesser zum Messen von Phasenströmen vorgesehen, die während der Spannungsumwandlung durch die jeweiligen Gleichspannungswandlerphasen fließen. Neben der Regelung dienen die Strommesser auch zum Schutz der Mehrphasengleichspannungswandler bzw. der jeweiligen Gleichspannungswandlerphasen vor Überlastung.
-
Dabei sind die Strommesser wie viele andere technische Komponenten auch störanfällig. Eine störungsfreie Funktionalität der Strommesser ist jedoch hochrelevant für eine fehlerfreie Funktion der Mehrphasengleichspannungswandler.
-
Damit besteht die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung darin, einen zuverlässigen Mehrphasengleichspannungswandler bereitzustellen.
-
Beschreibung der Erfindung:
-
Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein bidirektionaler Mehrphasengleichspannungswandler bereitgestellt.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler umfasst einen ersten Stromanschluss zum Anschließen des Mehrphasengleichspannungswandlers an eine erste Spannung, und einen zweiten Stromanschluss zum Anschließen des Mehrphasengleichspannungswandlers an eine zweite Spannung.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler umfasst ferner mindestens zwei steuer- bzw. regelbare, bidirektionale Gleichspannungswandlerphasen zur bidirektionalen Gleichspannungsumwandlung zwischen der ersten und der zweiten Spannung. Dabei sind die Gleichspannungswandlerphasen zueinander parallel zwischen dem ersten und dem zweiten Stromanschluss elektrisch angeschlossen.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler umfasst ferner mindestens zwei erste Strommesser, die in unterschiedlichen Gleichspannungswandlerphasen elektrisch angeschlossen sind. Die ersten Strommesser sind eingerichtet, Ströme zu messen, die während der Spannungsumwandlung durch die jeweiligen Gleichspannungswandlerphasen fließen.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler umfasst ferner eine (Strommesser-)Funktionsüberwachungseinheit, die über ihre Steuersignalausgänge mit Steuersignaleingängen der Gleichspannungswandlerphasen, bzw. Gatetreiber der Halbleiterschalter der Gleichspannungswandlerphasen, signaltechnisch verbunden ist. Die Funktionsüberwachungseinheit ist eingerichtet, zur Funktionsüberwachung der ersten Strommesser die Gleichspannungswandlerphasen derart zu betreiben bzw. zu steuern oder zu regeln, dass mindestens eine erste der Gleichspannungswandlerphasen die erste Spannung in die zweite Spannung (bspw. in einem Abwärtswandlungsmodus) umwandelt und mindestens eine zweite der Gleichspannungswandlerphasen die zweite Spannung in die erste Spannung (bspw. in einem Aufwärtswandlungsmodus) umwandelt, insb. zur gleichen Zeit. Die Funktionsüberwachungseinheit ist ferner eingerichtet, während der Spannungsumwandlung der Gleichspannungswandlerphasen mittels den ersten Strommessern Strommessungen an den jeweiligen Gleichspannungswandlerphasen durchzuführen.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler umfasst ferner eine Auswerteeinheit zum Auswerten der Messwerte der ersten Strommesser, die über Datensignaleingänge mit Datensignalausgängen der Strommesser datensignaltechnisch verbunden ist. Die Auswerteeinheit ist ferner eingerichtet, die Summe aller von den ersten Strommessern erhaltenen Messwerte mit einem vorgegebenen Referenzstromwert oder einem vorgegebenen Referenzstromwertebereich zu vergleichen und bei einer Abweichung der Summe von dem Referenzstromwert bzw. dem Referenzstromwertebereich einen Fehlerfall bei einem oder mehreren der ersten Strommessern zu erkennen.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler umfasst ferner einen zweiten Strommesser, der in einem Strompfad zwischen dem ersten Stromanschluss einerseits und den (allen) Gleichspannungswandlerphasen andererseits elektrisch angeschlossen ist und eingerichtet ist, einen (während der Spannungsumwandlung) durch den Strompfad fließenden Strom zu messen. Dabei ist die Funktionsüberwachungseinheit bspw. ferner zur Funktionsüberwachung des zweiten Strommessers eingerichtet.
-
Dabei ist die Funktionsüberwachungseinheit ferner eingerichtet, zur Funktionsüberwachung des zweiten Strommessers die (alle) Gleichspannungswandlerphasen derart zu betreiben, dass die zweite Spannung um einen vorgegebenen Spannungssollwert erhöht wird.
-
Entsprechend ist die Auswerteeinheit ferner eingerichtet, Messwert des zweiten Strommessers mit einem weiteren vorgegebenen Referenzstromwert oder einem weiteren vorgegebenen Referenzstromwertebereich zu vergleichen und bei einer Abweichung dieses Messwertes von dem weiteren Referenzstromwert bzw. dem weiteren Referenzstromwertebereich einen Fehlerfall bei dem zweiten Strommesser zu erkennen.
-
Die Funktionsüberwachungseinheit ist ferner eingerichtet, die Funktionsfähigkeit der Strommesser in regelmäßigen Zeitabständen zu überprüfen.
-
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass eine fehlerfreie Funktion der phasenspezifischen Strommesser eine der Grundvoraussetzungen für einen zuverlässig funktionierenden Mehrphasengleichspannungswandler ist.
-
Zum Erkennen, ob die Strommesser fehlerfrei funktionieren, wird deren Messwerte auf Plausibilität hin überprüft. Hierzu wird die Fähigkeit der Gleichspannungswandlerphasen zunutze gemacht, voneinander unabhängig zwischen der Eingangs- und Ausgangsspannung bidirektional und ab- bzw. aufwärts umwandeln zu können. Darüber hinaus lassen sich die Gleichspannungswandlerphasen jeweils mit einer vorbestimmbaren und zugleich regelbaren Leistung bzw. mit einem vorbestimmbaren und zugleich regelbaren Phasenstrom betreiben.
-
Ferner wird das 1. Kirchhoffsche Gesetz angewendet, wonach die Summe aller zu einem Referenzstrompunkt im bzw. am Mehrphasengleichspannungswandler zufließenden Ströme gleich der Summe aller von diesem Referenzstrompunkt abfließenden Ströme ist, insb. wenn insgesamt keine Leistung vom Mehrphasengleichspannungswandler abgeführt oder dem Mehrphasengleichspannungswandler zugeführt wird, wie z. B. durch eine Erhöhung oder Reduzierung der Spannung am ersten und/oder am zweiten Stromanschluss des Mehrphasengleichspannungswandlers.
-
Durch gezieltes Betreiben der Gleichspannungswandlerphasen, wobei einige der Gleichspannungswandlerphasen die erste Spannung in die zweite Spannung (und somit vorwärts) umwandeln und die restlichen der Gleichspannungswandlerphasen die zweite Spannung in die erste Spannung (und somit rückwärts) umwandeln, können die am ersten Stromanschluss anliegende erste Spannung oder die am zweiten Stromanschluss anliegende zweite Spannung unverändert auf einen vorgegebenen Spannungspegel gehalten werden (sofern kein externer Strom- bzw. Energiezufluss erfolgt, der Leistungsverluste in den Gleichspannungswandlerphasen kompensiert. Mit einer entsprechenden Kompensation der Leistungsverluste in den Gleichspannungswandlerphasen durch einen externen Strom- bzw. Energiezufluss können die beiden Spannungen unter Umständen unverändert auf jeweiligen Spannungspegel gehalten werden). Dadurch kann sichergestellt werden, dass keine Leistung dem Mehrphasengleichspannungswandler zu- bzw. abgeführt wird.
-
Durch Ermitteln einer Summe aller Phasenströme, die während des oben beschriebenen Betriebs des Mehrphasengleichspannungswandlers durch die jeweiligen Gleichspannungswandlerphasen fließen, und durch Vergleichen dieser Summe mit einem vorgegebenen Referenzstromwert (von bspw. 0 Ampere) oder einem vorgegebenen Referenzstromwertebereich (um bspw. 0 Ampere) kann zuverlässig festgestellt werden, ob Messfehler bei einem oder mehreren der Strommesser vorliegen und somit ob einer oder mehrere der Strommesser Störungen aufweisen bzw. defekt sind.
-
Damit ist ein zuverlässiger Mehrphasengleichspannungswandler bereitgestellt.
-
Die beschriebene Lösung weist einen entscheidenden Vorteil auf, da diese keine zusätzlichen Entlastungsnetzwerke mit Messwiderständen braucht, die bei jeder Strommessung entsprechende Verlustleistungen verursachen.
-
Bspw. ist die Funktionsüberwachungseinheit ferner eingerichtet, die Gleichspannungswandlerphasen zur Funktionsüberwachung der ersten Strommesser derart zu betreiben, dass die zweite Spannung bei einem vorgegebenen Referenzspannungswert oder in einem vorgegebenen Referenzspannungswertbereich gehalten wird.
-
Bspw. umfasst der Mehrphasengleichspannungswandler einen Spannungsmesser zum Messen der zweiten Spannung. Die Auswerteeinheit ist bspw. ferner eingerichtet, einen von dem Spannungsmesser gemessenen Spannungsmesswert mit dem Referenzspannungswert oder dem Referenzspannungswertbereich zu vergleichen und im Falle, dass der Spannungsmesswert gleich groß wie der Referenzspannungswert ist oder im Referenzspannungswertbereich liegt, die Summe aller Messwerte der ersten Strommesser mit dem vorgegebenen Referenzstromwert oder dem vorgegebenen Referenzstromwertebereich zu vergleichen.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Funktionsüberwachung bei einem oben beschriebenen Mehrphasengleichspannungswandler bereitgestellt.
-
Gemäß dem Verfahren werden die Gleichspannungswandlerphasen des Mehrphasengleichspannungswandlers zur Funktionsüberwachung derart betrieben, dass mindestens eine erste der Gleichspannungswandlerphasen die erste Spannung in die zweite Spannung umwandelt und mindestens eine zweite der Gleichspannungswandlerphasen die zweite Spannung in die erste Spannung umwandelt.
-
Dabei werden mit den ersten Strommessern des Mehrphasengleichspannungswandlers Ströme gemessen, die während der Spannungsumwandlung der Gleichspannungswandlerphasen durch die jeweiligen Gleichspannungswandlerphasen fließen.
-
Anschließend werden die Messwerte der ersten Strommesser ausgewertet, wobei die Summe aller Messwerte der ersten Strommesser mit einem vorgegebenen Referenzstromwert oder einem vorgegebenen Referenzstromwertebereich verglichen wird.
-
Ein Fehlerfall bei einem oder mehreren der ersten Strommesser wird erkannt, wenn die Summe aller Messwerte vom Referenzstromwert bzw. vom Referenzstromwertebereich abweicht.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben beschriebenen Mehrphasengleichspannungswandlers sind, soweit möglich, auf das oben genannte Verfahren übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens anzusehen.
-
Beschreibung der Zeichnung:
-
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur in einer schematischen Schaltungstopologie einen bidirektionalen Mehrphasengleichspannungswandler GW gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler GW ist bspw. in einem Mehrspannungsbordnetz eines Hybridelektro-/Elektrofahrzeugs angeordnet und dient zur Umwandlung zwischen unterschiedlichen Bordnetzspannungen. Bspw. umfasst das Mehrspannungsbordnetz einen ersten Bordnetzzweig mit einer ersten Bordnetzspannung U1 von 48 Volt und einen zweiten Bordnetzzweig mit einer zweiten Bordnetzspannung U2 von 12 Volt.
-
Der Gleichspannungswandler GW umfasst einen ersten Stromanschluss SA1 zum Anschließen des Gleichspannungswandlers GW an den ersten Bordnetzzweig bzw. an die erste Bordnetzspannung U1, und einen zweiten Stromanschluss SA2 zum Anschließen des Gleichspannungswandlers GW an den zweiten Bordnetzzweig bzw. an die zweite Bordnetzspannung U2. Dabei können die beiden Stromanschlüsse je nach Stromflussrichtung in einem Wandlungsvorgang jeweils ein Ein- bzw. Ausgangsstromanschluss sein.
-
Zwischen dem ersten Stromanschluss SA1 und einem Massestromanschluss MA bzw. zwischen dem zweiten Stromanschluss SA2 und dem Massestromanschluss MA sind jeweils ein Zwischenkreiskondensator C1, C2 angeschlossen.
-
Der Gleichspannungswandler GW umfasst ferner vier steuer- bzw. regelbare, bidirektionale Gleichspannungswandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 zur bidirektionalen Gleichspannungsumwandlung zwischen den beiden Bordnetzspannungen U1, U2. Dabei sind die vier Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 zueinander parallel zwischen den beiden Stromanschlüssen SA1, SA2 elektrisch angeschlossen.
-
Ferner sind die vier Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 zueinander weitgehend identisch ausgebaut. Dabei weisen die Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 jeweils einen ersten Stromverbindungspunkt auf und sind über diesen ersten Stromverbindungspunkt jeweils am ersten Stromanschluss SA1 elektrisch angeschlossen. Ferner weisen die Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 jeweils einen zweiten Stromverbindungspunkt auf und sind über diesen zweiten Stromverbindungspunkt jeweils am zweiten Stromanschluss SA2 elektrisch angeschlossen. Außerdem weisen die Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 jeweils einen Massestromanschluss auf und sind über diesen Anschluss jeweils an elektrischer Masse angeschlossen.
-
Die Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 umfassen ferner jeweils eine Halbrücke zwischen dem jeweiligen ersten Stromverbindungspunkt und dem jeweiligen Massestromanschluss (in der Figur sind beispielhaft nur zwei der vier Halbrücken dargestellt). Die Halbrücken umfassen jeweils einen positivspannungsseitigen Transistorschalter („High-Side“- Transistorschalter) K11, K31 und einen negativspannungsseitigen Transistorschalter („Low-Side“- Transistorschalter) K12, K32, die zueinander in Serie zwischen dem jeweiligen ersten Stromverbindungspunkt und dem jeweiligen Massestromanschluss elektrisch angeschlossen sind (in der Figur sind beispielhaft nur Transistorschalter von zwei der vier Halbrücken dargestellt). Dabei sind die Transistorschalter als Leistungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor mit jeweils einer Freilaufdiode ausgebildet.
-
In jeweiligem Strompfad zwischen dem Mittelabgriff der jeweiligen Halbbrücke und dem jeweiligen zweiten Stromverbindungspunkt weisen die Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 jeweils eine Spule L1, L3 (in der Figur sind beispielhaft nur zwei der vier Spulen dargestellt) und jeweils einen ersten Strommesser SM1, SM3 (in der Figur sind beispielhaft nur zwei der vier Strommesser dargestellt) auf, die zueinander in Serie angeschlossen sind.
-
Dabei sind die ersten Strommesser SM1, SM3 aller vier Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 zueinander weitgehend identisch ausgebaut und eingerichtet, Phasenströme 11, I3 (in der Figur sind beispielhaft nur zwei der vier Phasenströme dargestellt) zu messen, die (während der Spannungsumwandlung) durch die jeweiligen Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 fließen.
-
Der Gleichspannungswandler GW umfasst ferner einen zweiten Strommesser SM5, der in einem Strompfad SP elektrisch angeschlossen ist, der den ersten Stromanschluss SA1 mit den ersten Stromverbindungspunkten aller vier Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 elektrisch verbindet. Der zweite Strommesser SM5 ist eingerichtet, einen (während der Spannungsumwandlung) durch den Strompfad SP fließenden Eingangsstrom I5 des Gleichspannungswandlers GW zu messen.
-
Die Messwerte der Strommesser SM1, SM3, SM5 dienen einerseits zur Regelung der jeweiligen Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 und somit des Gleichspannungswandlers GW und andererseits zum Erkennen von Überströmen an den jeweiligen Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 und am Strompfad SP.
-
Darüber hinaus umfasst der Gleichspannungswandler GW einen Spannungsmesser VM, der am zweiten Stromanschluss SA2 angeschlossen ist und eingerichtet ist, (während der Spannungsumwandlung) eine zweite, am ausgangsseitigen Zwischenkreiskondensator C2 abfallende Spannung U2a bzw. die zweite Bordnetzspannung U2 zu messen.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler GW umfasst außerdem eine (Strommesser-)Funktionsüberwachungseinheit UE, die unter anderem zum Überwachen der Funktionen aller Strommesser SM1, SM3, SM5 eingerichtet ist. Hierzu weist die Überwachungseinheit UE Steuersignalausgänge auf und ist über diese Ausgänge mit Steuersignaleingängen der vier Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 bzw. der Transistorschalter K11, K12, K31, K32 oder deren Gatetreiber signaltechnisch verbunden.
-
Der Mehrphasengleichspannungswandler GW umfasst zudem eine Auswerteeinheit AE, die unter anderem zum Auswerten der Messwerte aller fünf Strommesser SM1, SM3, SM5 und des Spannungsmessers VM eingerichtet ist. Hierzu weist die Auswerteeinheit AE Datensignaleingänge auf und ist über diese Eingänge mit Datensignalausgängen der Strommesser SM1, SM3, SM5 und des Spannungsmessers VM signaltechnisch verbunden.
-
Nachdem die Schaltungstopologie des Mehrphasengleichspannungswandlers GW anhand der Figur beschrieben wurde, wird nachfolgend dessen Funktionsweise, insb. die Funktionsweise der Überwachungseinheit UE und der Auswerteeinheit AE, näher beschrieben:
- Aus Sicherheitsgründen sollte die Funktionsfähigkeit der Strommesser SM1, SM3, SM5 in regelmäßigen Zeitabständen bzw. mindestens einmal pro Zündzyklus des Kraftfahrzeugs überprüft werden.
-
Hierzu wird die Fähigkeit der vier Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 zunutze gemacht, zwischen den beiden Stromanschlüssen SA1, SA2 bidirektional und zudem in beiden Stromflussrichtungen sowohl abwärts- als auch aufwärtswandeln zu können.
-
Zur Funktionsüberprüfung bei den Strommessern SM1, SM3, SM5 wird zunächst der zweite Stromanschluss SA2 (bspw. mittels eines zwischen dem zweien Stromanschluss SA2 und dem zweiten Bordnetzzweig angeordneten Trennschalters) vom zweiten Bordnetzzweig und somit von der zweiten Bordnetzspannung U2 elektrisch getrennt.
-
Anschließend betreibt die Funktionsüberwachungseinheit UE eine erste und eine zweite der Wandlerphasen WP1, WP2 in einem Abwärtsmodus, in dem die beiden Wandlerphasen WP1, WP2 mit einer vorgegebenen Wandlungsleistung die am ersten Stromanschluss SA1 anliegende, erste Bordnetzspannung U1 in die zweite Spannung U2a umwandeln, die dann am zweiten Kondensator C2 anliegt. Ferner betreibt die Funktionsüberwachungseinheit UE eine dritte und eine vierte der Wandlerphasen WP3, WP4 in einem Aufwärtsmodus, in dem die beiden Wandlerphasen WP3, WP4 mit der gleichen vorgegebenen Wandlungsleistung die zweite, am zweiten Stromanschluss SA2 bzw. am zweiten Kondensator C2 anliegende Spannung U2a in die erste Bordnetzspannung U1 umwandeln. Dadurch fließen Ströme 11, I3 durch die jeweiligen Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 in entgegengesetzten Richtungen, deren Summe unter Berücksichtigung deren jeweiligen Flussrichtungen (und mit Berücksichtigung von zulässigen Messtoleranzen sowie Leistungsverlusten in den Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4) in einem Referenzstromwertebereich um 0 Ampere (oder um einen Sollstromwert, der unter Berücksichtigung von der Gesamtverlustleistung in den Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 vorab definierbar ist) liegt, wenn die zweite Spannung U2a am zweiten Stromanschluss SA2 auf einem gleichbleibenden Spannungspegel (Referenzspannungswert) gehalten wird.
-
Die Funktionsüberwachungseinheit UE veranlasst ferner die fünf Strommesser SM1, SM3, SM5 dazu, die jeweiligen durch die jeweiligen Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 fließenden Phasenströme II, I3 und den durch den Strompfad SP fließenden Strom I5 zu messen, während die vier Wandlerphasen WP1, WP2, WP3, WP4 wie oben beschrieben zwischen den Spannungen U1 und U2a umwandeln. Ferner veranlasst die Funktionsüberwachungseinheit UE den Spannungsmesser VM zur Messung der zweiten Spannung U2a.
-
Die Auswerteeinheit AE erhält von den Strommessern SM1, SM3, SM5 und dem Spannungsmesser VM entsprechende Messwerte und wertet diese aus. Liegt die Summe der Strommesswerte aller Strommesser SM1, SM3, SM5 unter Berücksichtigung deren jeweiligen Flussrichtungen, Verlustleistungen und Messtoleranzen sowie beim gleichbleichbleibenden Spannungsmesswert in dem vorgegebenen Referenzstromwertebereich um 0 Ampere (oder um den genannten Sollstromwert), so wird davon ausgegangen, dass alle Strommesser SM1, SM3, SM5 fehlerfrei funktionieren. Liegt die Summe aber außerhalb des vorgegebenen Referenzstromwertebereichs, so wird davon ausgegangen, dass ein oder andere Strommesser SM1, SM3, SM5 Störungen aufweisen bzw. defekt sind.
-
Alternativ betreibt die Funktionsüberwachungseinheit UE die erste Wandlerphase WP1 in einem Abwärtsmodus, in dem diese mit einem dreifachen Strom bzw. einer dreifachen Leistung als die restlichen drei Wandlerphasen WP2, WP3, WP4 die am ersten Stromanschluss SA1 anliegende, erste Bordnetzspannung U1 in die zweite Spannung U2a umwandelt. Die restlichen drei Wandlerphasen WP2, WP3, WP4 betreibt die Funktionsüberwachungseinheit UE in einem Aufwärtsmodus, in dem diese die zweite, am zweiten Stromanschluss SA2 bzw. am zweiten Kondensator C2 anliegende Spannung U2a in die erste Bordnetzspannung U1 zurück umwandeln.
-
In diesem Fall kann die Auswerteeinheit AE durch Vergleichen der Summe der Strommesswerte aller Strommesser SM1, SM3, SM5 mit dem Referenzstromwertebereich auch ermitteln, ob der Strommesser SM1 in der ersten Wandlerphase WP1 oder einer der restlichen Strommesser SM3, SM5 eine Störung aufweist. Zur Überprüfung, ob der zweite Strommesser SM5 im Strompfad SP eine Störung aufweist, kann mit der ersten und der zweiten Wandlerphase WP1, WP2 die zweite Spannung U2a um einen vorgegebenen Spannungssollwert angehoben werden und mit der dritten und der vierten Wandlerphase WP3, WP4 wieder von der zweiten Spannung U2a mit dem erhöhten Spannungswert in die erste Bordnetzspannung U1 zurück umgewandelt werden.
-
Durch Auswerten der Messwerte der Strommesser SM1, SM3, SM5 und des Spannungsmessers VM kann die Auswerteeinheit AE eindeutig ermitteln, ob der zweite Strommesser SM5 eine Störung aufweist.
-
Mit der Funktionsüberwachungseinheit UE und der Auswerteeinheit AE kann somit der Funktionszustand aller Strommesser SM1, SM3, SM5 ohne zusätzliche passive Entlastungsnetzwerke mit Messwiderständen überprüft werden, die entsprechende Verlustleistungen verursachen.
