DE102018129315A1 - Switching arrangement with adjustable capacity - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Schaltanordnung (400) beschrieben, die eine erste Teilschaltung umfasst, mit einer ersten Kapazität (401), die einen ersten Kapazitätswert aufweist, und mit einem ersten Schaltelement (402), das eine parallel zu dem ersten Schaltelement (402) angeordnete erste Diode (403) aufweist. Außerdem umfasst die Schaltanordnung (400) eine Steuereinheit (216, 226), die eingerichtet ist, einen Ziel-Kapazitätswert zu ermitteln. Des Weiteren ist die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet, während einer Sequenz von Perioden einer Wechselspannung, das erste Schaltelement (402) jeweils für eine Off-Zeitdauer zu öffnen, wobei die Off-Zeitdauer von dem Ziel-Kapazitätswert abhängt.A switching arrangement (400) is described, which comprises a first subcircuit, with a first capacitance (401), which has a first capacitance value, and with a first switching element (402), which has a first one arranged parallel to the first switching element (402) Has diode (403). The switching arrangement (400) also comprises a control unit (216, 226) which is set up to determine a target capacitance value. Furthermore, the control unit (216, 226) is set up to open the first switching element (402) for an off time period during a sequence of periods of an alternating voltage, the off time period depending on the target capacitance value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung sowie ein Verfahren zur Einstellung des Kapazitätswertes einer Kapazität, insbesondere für ein induktives Ladesystem.The invention relates to a switching arrangement and a method for setting the capacitance value of a capacitance, in particular for an inductive charging system.

Fahrzeuge mit Elektroantrieb verfügen typischerweise über einen elektrischen Energiespeicher, in dem elektrische Energie zum Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine des Fahrzeugs gespeichert werden kann. Der Energiespeicher des Fahrzeugs kann mit elektrischer Energie aus einem Stromversorgungsnetz aufgeladen werden. Zu diesem Zweck wird der Energiespeicher mit dem Stromversorgungsnetz gekoppelt, um die elektrische Energie aus dem Stromversorgungsnetz in den Energiespeicher des Fahrzeugs zu übertragen. Die Kopplung kann drahtgebunden (über ein Ladekabel) und/oder drahtlos (anhand einer induktiven Kopplung zwischen einer Ladestation und dem Fahrzeug) erfolgen.Vehicles with an electric drive typically have an electrical energy store in which electrical energy for operating an electrical drive machine of the vehicle can be stored. The vehicle's energy storage device can be charged with electrical energy from a power supply network. For this purpose, the energy store is coupled to the power supply network in order to transfer the electrical energy from the power supply network into the energy store of the vehicle. The coupling can be wired (via a charging cable) and / or wireless (using an inductive coupling between a charging station and the vehicle).

Ein Ansatz zum automatischen, kabellosen, induktiven Laden des Energiespeichers des Fahrzeugs besteht darin, dass vom Boden zum Unterboden des Fahrzeugs über magnetische Induktion über die Unterbodenfreiheit elektrische Energie zu dem Energiespeicher übertragen wird. Dies ist beispielhaft in 1 dargestellt. Insbesondere zeigt 1 ein Fahrzeug 100 mit einem Energiespeicher 103 für elektrische Energie. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Sekundärspule 121 im Fahrzeug-Unterboden, wobei die Sekundärspule 121 über einen Gleichrichter mit dem Energiespeicher 103 verbunden ist. Der Gleichrichter ist Teil einer Sekundärelektronik 123. Die Sekundärspule 121 und die Sekundärelektronik 123 sind typischerweise über zumindest eine (Wechselstrom-) Leitung 122 elektrisch leitend miteinander verbunden und bilden zusammen eine sogenannte „Wireless Power Transfer“ (WPT) Fahrzeugeinheit 120 bzw. Sekundäreinheit 120.One approach to the automatic, wireless, inductive charging of the energy store of the vehicle is that electrical energy is transmitted to the energy store from the floor to the underbody of the vehicle via magnetic induction via the underbody clearance. This is exemplified in 1 shown. In particular shows 1 a vehicle 100 with an energy storage 103 for electrical energy. The vehicle 100 includes a secondary coil 121 in the vehicle underbody, with the secondary coil 121 via a rectifier with the energy store 103 connected is. The rectifier is part of a secondary electronics 123 . The secondary coil 121 and the secondary electronics 123 are typically via at least one (AC) line 122 electrically connected to each other and together form a so-called "Wireless Power Transfer" (WPT) vehicle unit 120 or secondary unit 120 .

Die Sekundärspule 121 der Sekundäreinheit 120 kann über einer Primärspule 111 positioniert werden, wobei die Primärspule 111 z.B. auf dem Boden einer Garage angebracht ist. Die Primärspule 111 ist typischerweise Teil einer sogenannten WPT-Bodeneinheit 110 bzw. Primäreinheit 110. Die Primärspule 111 ist über eine (Wechselstrom-) Leitung 112 mit einer Primärelektronik 113 und weiter mit einer Stromversorgung verbunden. Die Primärelektronik 113 kann einen Frequenz-Generator bzw. Wechselrichter bzw. Inverter umfassen, der einen AC (Alternating Current) Strom in der Primärspule 111 der WPT-Bodeneinheit 110 erzeugt, wodurch ein magnetisches Wechselfeld (insbesondere ein magnetisches Ladefeld) erzeugt wird. Das magnetische Wechselfeld kann eine Wechselfeld-Frequenz aus einem vordefinierten Frequenzbereich aufweisen. Die Wechselfeld-Frequenz des elektromagnetischen Wechselfelds kann im Bereich von 80-90kHz (insbesondere bei einer nominalen Betriebsfrequenz von 85kHz) liegen.The secondary coil 121 the secondary unit 120 can over a primary coil 111 be positioned with the primary coil 111 for example on the floor of a garage. The primary coil 111 is typically part of a so-called WPT floor unit 110 or primary unit 110 . The primary coil 111 is via an (AC) line 112 with primary electronics 113 and further connected to a power supply. The primary electronics 113 may include a frequency generator or inverter that has an AC (Alternating Current) current in the primary coil 111 the WPT floor unit 110 generated, whereby an alternating magnetic field (in particular a magnetic charging field) is generated. The alternating magnetic field can have an alternating field frequency from a predefined frequency range. The alternating field frequency of the alternating electromagnetic field can be in the range of 80-90 kHz (in particular at a nominal operating frequency of 85 kHz).

Bei ausreichender magnetischer Kopplung zwischen Primärspule 111 der Primäreinheit 110 und Sekundärspule 121 der Sekundäreinheit 120 (d.h. bei einem ausreichend hohen Kopplungsgrad) über die Unterbodenfreiheit 130 wird durch das magnetische Wechselfeld eine entsprechende Spannung und damit auch ein Strom in der Sekundärspule 121 induziert. Der induzierte Strom in der Sekundärspule 121 der Sekundäreinheit 120 wird durch den Gleichrichter der Sekundärelektronik 123 gleichgerichtet und im Energiespeicher 103 gespeichert. So kann elektrische Energie kabellos von einer Stromversorgung zum Energiespeicher 103 des Fahrzeugs 100 übertragen werden. Der Ladevorgang kann im Fahrzeug 100 durch ein Lade-Steuergerät der Sekundärelektronik 123 gesteuert werden. Das Lade-Steuergerät kann zu diesem Zweck eingerichtet sein, z.B. drahtlos (etwa über WLAN) mit der Primäreinheit 110 zu kommunizieren.With sufficient magnetic coupling between the primary coil 111 the primary unit 110 and secondary coil 121 the secondary unit 120 (ie with a sufficiently high degree of coupling) via the underbody clearance 130 the magnetic alternating field creates a corresponding voltage and thus also a current in the secondary coil 121 induced. The induced current in the secondary coil 121 the secondary unit 120 is by the rectifier of the secondary electronics 123 rectified and in energy storage 103 saved. This means that electrical energy can be transferred wirelessly from a power supply to an energy store 103 of the vehicle 100 be transmitted. The charging process can be done in the vehicle 100 through a charging control unit of the secondary electronics 123 to be controlled. The charging control device can be set up for this purpose, for example wirelessly (for example via WLAN) with the primary unit 110 to communicate.

Zur Überbrückung einer relativ großen Unterbodenfreiheit 130 werden typischerweise resonante induktive Koppelsysteme verwendet. Die Primäreinheit 110 weist zu diesem Zweck einen Primärschwingkreis auf, der die Primärspule 111 umfasst. Des Weiteren weist die Sekundäreinheit 120 einen Sekundärschwingkreis auf, der die Sekundärspule 121 umfasst. Die Resonanzfrequenz der Schwingkreise hängt typischerweise von den Übertragungsparametern des induktiven Koppelsystems ab, die wiederum von dem räumlichen Versatz zwischen der Primärspule 111 und der Sekundärspule 121 abhängen. Des Weiteren kann die Spannung des zu ladenden Energiespeichers 103 einen Einfluss auf die Übertragungsparameter haben. Folglich können die Resonanzfrequenzen der Schwingkreise der Primäreinheit 111 und der Sekundäreinheit 121 je nach spezifischer Ladesituation bei einem Ladevorgang substantiell voneinander und/oder von der Wechselfeld-Frequenz bzw. der nominalen Betriebsfrequenz abweichen, wodurch die Effizienz und/oder die Übertragungsleistung eines Ladevorgangs beeinträchtigt werden können.To bridge a relatively large underbody clearance 130 resonant inductive coupling systems are typically used. The primary unit 110 has a primary resonant circuit for this purpose, which is the primary coil 111 includes. Furthermore, the secondary unit points 120 a secondary resonant circuit on the secondary coil 121 includes. The resonance frequency of the resonant circuits typically depends on the transmission parameters of the inductive coupling system, which in turn depends on the spatial offset between the primary coil 111 and the secondary coil 121 depend. Furthermore, the voltage of the energy store to be charged can 103 have an influence on the transmission parameters. Consequently, the resonance frequencies of the resonant circuits of the primary unit 111 and the secondary unit 121 depending on the specific charging situation during a charging process, differ substantially from one another and / or from the alternating field frequency or the nominal operating frequency, as a result of which the efficiency and / or the transmission performance of a charging process can be impaired.

Der Primär- und/oder der Sekundärschwingkreis können jeweils eine einstellbare Kapazität aufweisen, um die Resonanzfrequenzen der beiden Schwingkreise je nach spezifischer Ladesituation aufeinander abzustimmen.The primary and / or the secondary resonant circuit can each have an adjustable capacitance in order to match the resonance frequencies of the two resonant circuits to one another depending on the specific charging situation.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in kosteneffizienter Weise eine flexibel einstellbare Kapazität bereitzustellen, insbesondere für ein induktives Ladesystem.The present document deals with the technical problem of providing a flexibly adjustable capacity in a cost-effective manner, in particular for an inductive charging system.

Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können. The task is solved in each case by the independent claims. Advantageous embodiments are described, inter alia, in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim can form a separate invention that is independent of the combination of all features of the independent claim can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a late application. This applies in the same way to the technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine Schaltanordnung bzw. eine Schaltung bzw. ein Schaltkreis bzw. eine Vorrichtung beschrieben. Die Schaltanordnung umfasst eine erste Teilschaltung mit einer ersten Kapazität (z.B. einem ersten Kondensator), die einen ersten Kapazitätswert aufweist, und mit (insbesondere genau) einem ersten Schaltelement (z.B. einem ersten Transistor), das eine parallel zu dem ersten Schaltelement angeordnete erste Diode aufweist. Die erste Teilschaltung kann insbesondere eine Reihenschaltung mit der ersten Kapazität und dem ersten Schaltelement sein. Das erste Schaltelement kann z.B. (genau) ein MOS (metaloxide semiconductor) Transistor sein. Die erste Diode kann eine Body-Diode des MOS Transistors sein. Die Reihenschaltung aus der ersten Kapazität und dem ersten Schaltelement kann parallel zu einem (relativ nieder-ohmigen) Stromumleitungspfad angeordnet sein, der eingerichtet ist, einen Strom aufnehmen, wenn das erste Schaltelement geöffnet ist (und kein Stromfluss über die erste Diode ermöglicht wird).According to one aspect, a circuit arrangement or a circuit or a circuit or a device is described. The switching arrangement comprises a first subcircuit with a first capacitance (for example a first capacitor) which has a first capacitance value and (in particular exactly) with a first switching element (for example a first transistor) which has a first diode arranged in parallel with the first switching element . The first subcircuit can in particular be a series circuit with the first capacitance and the first switching element. The first switching element can e.g. (Exactly) a MOS (metal oxide semiconductor) transistor. The first diode can be a body diode of the MOS transistor. The series connection of the first capacitance and the first switching element can be arranged in parallel to a (relatively low-ohmic) current diversion path, which is set up to receive a current when the first switching element is open (and no current flow via the first diode is permitted).

Außerdem umfasst die Schaltanordnung eine Steuereinheit (z.B. mit einem Mikroprozessor), die eingerichtet ist, einen Ziel-Kapazitätswert zu ermitteln. Insbesondere kann ein Ziel-Kapazitätswert ermittelt werden, der von der Schaltanordnung bereitgestellt werden soll. Dabei ist der Ziel-Kapazitätswert typischer kleiner als oder gleich wie der erste Kapazitätswert. Der Ziel-Kapazitätswert kann z.B. von einer Ziel-Resonanzfrequenz eines elektrischen Schwingkreises abhängen, in dem die Schaltanordnung als kapazitive Einheit verwendet wird. Mit anderen Worten, die Schaltanordnung kann dazu verwendet werden, die Resonanzfrequenz eines elektrischen Schwingkreises einzustellen. Alternativ oder ergänzend kann die Schaltanordnung für eine flexible Anhebung der Spannung verwendet werden.In addition, the switching arrangement comprises a control unit (e.g. with a microprocessor), which is set up to determine a target capacitance value. In particular, a target capacitance value can be determined that is to be provided by the switching arrangement. The target capacity value is typically less than or equal to the first capacity value. The target capacity value can e.g. depend on a target resonance frequency of an electrical resonant circuit in which the switching arrangement is used as a capacitive unit. In other words, the switching arrangement can be used to set the resonance frequency of an electrical resonant circuit. Alternatively or additionally, the switching arrangement can be used for a flexible increase in the voltage.

Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, während einer Sequenz von Perioden einer Wechselspannung, das erste Schaltelement jeweils für eine Off-Zeitdauer zu öffnen. Dabei kann das erste Schaltelemente in jeder Periode der Sequenz von Perioden jeweils für eine Off-Zeitdauer geöffnet werden. Das Öffnen des ersten Schaltelements kann dabei bei einer Halbwelle der Wechselspannung erfolgen, bei der die erste Diode zumindest zeitweise in einem sperrenden Zustand sein kann bzw. ist. Die Wechselspannung kann an der ersten Teilschaltung anliegen. Die Wechselspannung kann in einer Periode jeweils eine erste (z.B. eine positive) Halbwelle und eine zweite (z.B. eine negative) Halbwelle aufweisen. Die erste Diode kann derart angeordnet sein, dass die erste Diode in der ersten Halbwelle zumindest zeitweise in dem sperrenden Zustand und in der zweiten Halbwelle zumindest zeitweise in einem leitenden Zustand ist. Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, das erste Schaltelement bei jeder der ersten Halbwellen der Sequenz von Perioden für die Off-Zeitdauer zu öffnen. Für den Rest der Zeit einer Periode kann das erste Schaltelement dagegen geschlossen sein (und somit einen Stromfluss durch die erste Kapazität ermöglichen).The control unit is also set up to open the first switching element for an off time period during a sequence of periods of an AC voltage. The first switching element can be opened for each off-period in each period of the sequence of periods. The opening of the first switching element can take place during a half-wave of the AC voltage, in which the first diode can be or is at least temporarily in a blocking state. The AC voltage can be applied to the first subcircuit. The AC voltage can have a first (e.g. a positive) half-wave and a second (e.g. a negative) half-wave in each period. The first diode can be arranged such that the first diode is at least temporarily in the blocking state in the first half-wave and at least temporarily in a conductive state in the second half-wave. The control unit can then be set up to open the first switching element on each of the first half-waves of the sequence of periods for the off-period. In contrast, the first switching element can be closed for the rest of the time of a period (and thus allow current to flow through the first capacitance).

Die Off-Zeitdauer kann dabei flexibel eingestellt werden. Insbesondere kann die Off-Zeitdauer zwischen Null und der Periodendauer T einer Periode eingestellt werden, um den Kapazitätswert der Schaltanordnung zu verstellen. Insbesondere kann die Off-Zeitdauer in Abhängigkeit von dem Ziel-Kapazitätswert eingestellt werden.The off time can be set flexibly. In particular, the off period can be between zero and the period T a period can be set to adjust the capacitance value of the switching arrangement. In particular, the off time period can be set as a function of the target capacity value.

Durch das Schließen des ersten Schaltelements kann bewirkt werden, das Strom durch die erste Kapazität (z.B. einen ersten Kondensator) fließt, und dabei ein Spannungsabfall an der ersten Kapazität bewirkt wird. Der Spannungsabfall kann dann zu einem Offset der Spannung an dem ersten Schaltelement führen. Insbesondere kann die Spannung (z.B. die Drain-Source-Spannung) an dem ersten Schaltelement in diesem Fall der Wechselspannung entsprechen, die eine bestimmten Offset aufweist. Der Offset kann zur Folge haben, dass die erste Diode des ersten Schaltelements nur zeitweise während der zweiten Halbwelle der Wechselspannung in den leitenden Zustand ist. Insbesondere kann durch Erhöhen des Spannungsabfalls an der ersten Kapazität bewirkt werden, dass der Zeitraum der zweiten Halbwelle, in dem die erste Diode in dem leitenden Zustand ist, verkürzt werden. Der Spannungsabfall an der ersten Kapazität kann durch Verlängerung der Off-Zeitdauer erhöht werden.Closing the first switching element can cause the current to flow through the first capacitance (e.g. a first capacitor) and thereby cause a voltage drop across the first capacitance. The voltage drop can then lead to an offset of the voltage at the first switching element. In particular, the voltage (e.g. the drain-source voltage) at the first switching element in this case can correspond to the AC voltage which has a specific offset. The offset can have the consequence that the first diode of the first switching element is only temporarily in the conductive state during the second half-wave of the AC voltage. In particular, by increasing the voltage drop across the first capacitance, the period of the second half-wave in which the first diode is in the conductive state can be shortened. The voltage drop across the first capacitance can be increased by extending the off time period.

Die erste Diode kann eingerichtet sein, einen Stromfluss in eine erste Richtung zu unterbinden (und somit in dem sperrenden Zustand sein) und in eine zweite Richtung zu ermöglichen (und somit in dem leitenden Zustand sein). Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, einen ersten Zeitraum in einer Periode zu ermitteln, in dem ein Strom in der ersten Richtung durch das erste Schaltelement fließen würde, wenn das erste Schaltelement geschlossen wäre (aber nicht fließen kann, wenn das erste Schaltelement geöffnet ist, da die erste Richtung der Sperrrichtung der ersten Diode entspricht). Der erste Zeitraum kann dabei die erste Halbwelle der Wechselspannung umfassen. Der erste Zeitraum kann für jede Periode der Sequenz von Perioden ermittelt werden (z.B. auf Basis von Strominformation in Bezug auf den Strom durch das erste Schaltelement und/oder auf Basis von Spannungsinformation in Bezug auf die Spannung an dem ersten Schaltelement).The first diode can be configured to prevent current flow in a first direction (and thus be in the blocking state) and in a second direction (and thus be in the conductive state). The control unit can be set up to determine a first time period in a period in which a current in the first Direction would flow through the first switching element if the first switching element were closed (but cannot flow if the first switching element is open since the first direction corresponds to the blocking direction of the first diode). The first time period can include the first half-wave of the AC voltage. The first time period can be determined for each period of the sequence of periods (for example based on current information relating to the current through the first switching element and / or based on voltage information relating to the voltage at the first switching element).

Das erste Schaltelement kann dann innerhalb des jeweiligen ersten Zeitraums der Sequenz von Perioden jeweils für die Off-Zeitdauer geöffnet werden. So kann der Kapazitätswert der Schaltanordnung in präziser Weise eingestellt werden. Die Off-Zeitdauer kann dabei zwischen 0 und der Periodendauer einer Periode variiert werden.The first switching element can then be opened within the respective first period of the sequence of periods for the off period. In this way, the capacitance value of the switching arrangement can be set in a precise manner. The off-period can be varied between 0 and the period of a period.

Die erste Teilschaltung kann derart ausgebildet sein, dass der erste Zeitraum verlängert wird, wenn die Off-Zeitdauer verlängert wird. Alternativ oder ergänzend kann die erste Teilschaltung derart ausgebildet sein, dass der erste Zeitraum verkürzt wird, wenn die Off-Zeitdauer verkürzt wird. Die Veränderung der zeitlichen Länge des ersten Zeitraums kann dabei durch den Spannungsabfall an der ersten Kapazität (und den daraus folgenden Offset auf die Drain-Source-Spannung des ersten Schaltelements) bewirkt werden, wobei die Höhe des Spannungsabfalls durch die Off-Zeitdauer verändert werden kann. Dabei kann die erste Teilschaltung ferner derart ausgebildet sein, dass sich der erste Zeitraum mindestens über die Hälfte einer Periodendauer einer Periode (z.B. über die erste Halbwelle des Wechselstroms) erstreckt (z.B. wenn die Off-Zeitdauer null ist).The first subcircuit can be designed in such a way that the first period is extended when the off period is extended. Alternatively or in addition, the first subcircuit can be designed in such a way that the first time period is shortened if the off time period is shortened. The change in the temporal length of the first period can be brought about by the voltage drop across the first capacitance (and the consequent offset to the drain-source voltage of the first switching element), the amount of the voltage drop being able to be changed by the off time period . The first subcircuit can furthermore be designed such that the first period extends over at least half a period of a period (e.g. over the first half-wave of the alternating current) (e.g. if the off period is zero).

Beispielsweise kann der Spannungsabfall an der ersten Kapazität der Wechselspannung entsprechen, wenn die Off-Zeitdauer Null ist, und somit das erste Schaltelement durchgehend geschlossen ist. In diesem Fall steuert die erste Kapazität den gesamten ersten Kapazitätswert zu dem Kapazitätswert der Schaltanordnung bei. Der erste Zeitraum kann in diesem Fall der halben Periodendauer entsprechen.For example, the voltage drop across the first capacitance can correspond to the AC voltage if the off-time period is zero and the first switching element is thus continuously closed. In this case, the first capacitance contributes the entire first capacitance value to the capacitance value of the switching arrangement. In this case, the first period can correspond to half the period.

Andererseits kann die Off-Zeitdauer die Periodendauer sein. In diesem Fall baut sich ein Spannungsabfall an der ersten Kapazität auf, der z.B. dem Scheitelwert der Wechselspannung entspricht. Dieser Spannungsabfall wirkt als Offset auf die Drain-Source-Spannung an dem ersten Schaltelement und verlängert damit den ersten Zeitraum (ggf. kann der erste Zeitraum in diesem Fall der gesamten Periodendauer entsprechen).On the other hand, the off period can be the period. In this case, a voltage drop builds up at the first capacitance, which e.g. corresponds to the peak value of the AC voltage. This voltage drop acts as an offset to the drain-source voltage at the first switching element and thus extends the first time period (the first time period may possibly correspond to the entire period in this case).

Für Off-Zeitdauern zwischen Null und der Periodendauer kann somit die Länge des ersten Zeitraums zwischen der halben Periodendauer und der gesamten Periodendauer (kontinuierlich) verändert werden.For off periods between zero and the period, the length of the first period between half the period and the entire period can (continuously) be changed.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, einen Zeitpunkt innerhalb einer Periode zu detektieren, an dem das Schließen des ersten Schaltelements keine sprunghafte Veränderung einer Spannung an der ersten Kapazität verursacht. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt ermittelt werden, an dem der aktuelle Wert der Wechselspannung dem Spannungsabfall an der ersten Kapazität entspricht. Das erste Schaltelement kann dann in zuverlässiger Weise an dem detektierten Zeitpunkt geschlossen werden.The control unit can be set up to detect a point in time within a period at which the closing of the first switching element does not cause a sudden change in a voltage across the first capacitance. For example, a point in time can be determined at which the current value of the AC voltage corresponds to the voltage drop across the first capacitance. The first switching element can then be reliably closed at the detected point in time.

Die Schaltanordnung ermöglicht es, in effizienter Weise (z.B. durch Verwendung eines einzigen MOS Transistors) den Kapazitätswert flexibel zu verändern. Insbesondere kann die erste Teilschaltung dabei derart ausgebildet sein, dass ein Stromfluss durch die erste Teilschaltung in eine leitende Richtung der ersten Diode nicht unterbunden werden kann. Des Weiteren kann die erste Teilschaltung derart ausgebildet sein, dass die erste Teilschaltung kein weiteres in Reihe zu dem ersten Schaltelement angeordnetes Schaltelement (insbesondere keinen weiteren anti-seriell zu dem MOS Transistor des ersten Schaltelements angeordneten zweiten MOS Transistor) aufweist. Dennoch wird durch die beschriebene Schaltanordnung eine flexible Einstellung des Kapazitätswertes in einem weiten Wertebereich ermöglicht (insbesondere zwischen Null und dem ersten Kapazitätswert der ersten Kapazität).The switching arrangement makes it possible to flexibly change the capacitance value in an efficient manner (e.g. by using a single MOS transistor). In particular, the first subcircuit can be designed such that a current flow through the first subcircuit in a conductive direction of the first diode cannot be prevented. Furthermore, the first subcircuit can be designed such that the first subcircuit has no further switching element arranged in series with the first switching element (in particular no further second MOS transistor arranged anti-serially with the MOS transistor of the first switching element). Nevertheless, the switching arrangement described enables a flexible setting of the capacitance value in a wide range of values (in particular between zero and the first capacitance value of the first capacitance).

Die Schaltanordnung kann eine zweite Kapazität aufweisen (als Umleitungsstrompfad), die parallel zu der ersten Teilschaltung angeordnet ist, wobei die zweite Kapazität einen zweiten Kapazitätswert aufweist. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Off-Zeitdauer zwischen 0 und der gesamten Periodendauer T einer Periode zu variieren bzw. einzustellen, um den Kapazitätswert der Schaltanordnung zwischen dem zweiten Kapazitätswert und der Summe aus dem ersten und zweiten Kapazitätswert zu variieren bzw. einzustellen. Somit kann in effizienter Weise ein Kapazitätswert aus einem relativ breiten Wertebereich eingestellt werden.The switching arrangement can have a second capacitance (as a bypass current path) which is arranged in parallel with the first subcircuit, the second capacitance having a second capacitance value. The control unit can be set up, the off time period between 0 and the entire period T to vary or adjust a period in order to vary or adjust the capacitance value of the switching arrangement between the second capacitance value and the sum of the first and second capacitance value. Thus, a capacitance value from a relatively wide range of values can be set efficiently.

Alternativ oder ergänzend kann die Schaltanordnung eine zweite Teilschaltung (insbesondere eine zweite Reihenschaltung) umfassen, wobei die zweite Teilschaltung eine zweite Kapazität, die einen zweiten Kapazitätswert aufweist, und (insbesondere genau) ein zweites Schaltelement (z.B. einem zweiten MOS Transistor) umfasst, das eine parallel zu dem zweiten Schaltelement angeordnete zweite Diode aufweist. Die erste Teilschaltung und die zweite Teilschaltung können parallel zueinander angeordnet sein (und somit jeweils einen Umleitungsstrompfad für die jeweils andere Teilschaltung bilden).As an alternative or in addition, the switching arrangement can comprise a second subcircuit (in particular a second series circuit), the second subcircuit comprising a second capacitance which has a second capacitance value and (in particular exactly) a second switching element (for example a second MOS transistor) which comprises one has a second diode arranged in parallel with the second switching element. The first subcircuit and the second subcircuit can be arranged parallel to one another be (and thus each form a bypass current path for the other subcircuit).

Die erste Diode kann derart angeordnet sein, dass die erste Diode jeweils bei einer ersten Halbwelle der Wechselspannung sperrt, während die zweite Diode derart angeordnet sein kann, dass die zweite Diode jeweils bei einer zweiten Halbwelle der Wechselspannung sperrt. Mit anderen Worten, die erste Diode und die zweite Diode können ausgebildet sein, einen Stromfluss in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu sperren. Folglich können das erste und zweite Schaltelement in jeweils unterschiedlichen Halbwellen bzw. Zeiträumen einer Periode geöffnet werden, um den Stromfluss durch die jeweilige Kapazität zu unterbinden.The first diode can be arranged such that the first diode blocks in each case on a first half-wave of the AC voltage, while the second diode can be arranged in such a way that the second diode blocks in each case on a second half-wave of the AC voltage. In other words, the first diode and the second diode can be designed to block a current flow in opposite directions. Consequently, the first and second switching elements can be opened in different half-waves or periods of a period in order to prevent the current flow through the respective capacitance.

Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das erste Schaltelement für eine erste Off-Zeitdauer in jeweils einem Zeitraum einer Periode zu öffnen (z.B. in jeder Periode einer Sequenz von Perioden). Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das zweite Schaltelement für eine zweite Off-Zeitdauer bei jeweils einem Zeitraum einer Periode zu öffnen (z.B. in jeder Periode einer Sequenz von Perioden). Dabei können die Zeiträume, in denen das erste Schaltelement geöffnet wird, komplementär in Bezug auf die jeweilige Periode zu den Zeiträumen sein, in denen das zweite Schaltelement geöffnet wird.In particular, the control unit can be set up to open the first switching element for a first off-period in a respective period of a period (e.g. in each period of a sequence of periods). Furthermore, the control unit can be set up to open the second switching element for a second off-time period in each case of a period of a period (e.g. in each period of a sequence of periods). The periods in which the first switching element is opened can be complementary with respect to the respective period to the periods in which the second switching element is opened.

Die erste Off-Zeitdauer und die zweite Off-Zeitdauer können in Abhängigkeit von dem Ziel-Kapazitätswert eingestellt werden. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die erste und die zweite Off-Zeitdauer jeweils zwischen 0 und der Periodendauer T einer Periode zu variieren bzw. einzustellen, um einen Kapazitätswert der Schaltanordnung zwischen null und der Summe aus dem ersten und zweiten Kapazitätswert zu variieren bzw. einzustellen. Somit kann in effizienter Weise ein Kapazitätswert aus einem relativ breiten Wertebereich eingestellt werden.The first off period and the second off period can be set depending on the target capacity value. In particular, the control unit can be set up, the first and the second off period each between 0 and the period T to vary or set a period in order to vary or set a capacitance value of the switching arrangement between zero and the sum of the first and second capacitance values. Thus, a capacitance value from a relatively wide range of values can be set efficiently.

Durch das Einstellen der jeweiligen Off-Zeitdauer kann jeweils ein Spannungsabfall an der ersten bzw. der zweiten Kapazität bewirkt werden. Dabei kann der Anteil des Kapazitätswertes, den eine Kapazität zu dem Kapazitätswert der Schaltanordnung beiträgt, mit steigendem Spannungsabfall an der jeweiligen Kapazität sinken. Der Spannungsabfall steigt dabei typischerweise mit sinkender Off-Zeitdauer an. Somit kann durch Einstellen der jeweiligen Off-Zeitdauer der Kapazitätswert der Schaltanordnung in präziser Weise eingestellt werden.By setting the respective off time period, a voltage drop can be brought about at the first or the second capacitance. The proportion of the capacitance value that a capacitance contributes to the capacitance value of the switching arrangement can decrease with an increasing voltage drop in the respective capacitance. The voltage drop typically increases with decreasing off-time. Thus, the capacitance value of the switching arrangement can be set in a precise manner by setting the respective off time period.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das erste Schaltelement zu schließen, wenn der Strom durch die erste Diode zu fließen beginnt (z.B. nach einem Spannungsnulldurchgang an dem ersten Schaltelement). Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, einen Off-Zeitraum, in dem das erste Schaltelement (für die Off-Zeitdauer) geöffnet ist, an das Ende oder an den Anfang einer Halbwelle der Wechselspannung zu legen. Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Strominformation in Bezug auf den Strom durch das erste Schaltelemente und/oder Spannungsinformation in Bezug auf die Spannung an dem ersten Schaltelement zu ermitteln. Das erste Schaltelement kann dann in präziser Weise in Abhängigkeit von der Strominformation und/oder der Spannungsinformation geöffnet werden. So kann ein besonders zuverlässiger Betrieb der Schaltanordnung ermöglicht werden.The control unit can be set up to close the first switching element when the current begins to flow through the first diode (e.g. after a voltage zero across the first switching element). As an alternative or in addition, the control unit can be set up to place an off period in which the first switching element (for the off period) is open at the end or at the beginning of a half-wave of the AC voltage. Furthermore, the control unit can be set up to determine current information in relation to the current through the first switching element and / or voltage information in relation to the voltage at the first switching element. The first switching element can then be opened in a precise manner depending on the current information and / or the voltage information. This enables particularly reliable operation of the switching arrangement.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein induktives Ladesystem beschrieben, das eine Primäreinheit umfasst, die eingerichtet ist, ein magnetisches Ladefeld zu erzeugen. Des Weiteren umfasst das induktive Ladesystem eine Sekundäreinheit, die eingerichtet ist, auf Basis des magnetischen Ladefelds einen Ladestrom zum Laden eines elektrischen Energiespeichers zu erzeugen. Dabei können die Primäreinheit und/oder die Sekundäreinheit eine in diesem Dokument beschriebene Schaltanordnung umfassen.According to a further aspect, an inductive charging system is described which comprises a primary unit which is set up to generate a magnetic charging field. Furthermore, the inductive charging system comprises a secondary unit, which is set up to generate a charging current for charging an electrical energy store on the basis of the magnetic charging field. The primary unit and / or the secondary unit can comprise a switching arrangement described in this document.

Die Primäreinheit und/oder die Sekundäreinheit können jeweils einen elektrischen Schwingkreis umfassen, wobei der elektrische Schwingkreis der Primär und/oder Sekundäreinheit jeweils eine in diesem Dokument beschriebene Schaltanordnung umfassen kann, um eine Kapazität mit einem einstellbaren Kapazitätswert bereitzustellen (und um dadurch die Resonanzfrequenz des jeweiligen Schwingkreises zu verändern).The primary unit and / or the secondary unit can each comprise an electrical resonant circuit, wherein the electrical resonant circuit of the primary and / or secondary unit can each comprise a switching arrangement described in this document in order to provide a capacitance with an adjustable capacitance value (and thereby thereby the resonance frequency of the respective one To change the resonant circuit).

Des Weiteren werden in diesem Dokument eine Primäreinheit und eine Sekundäreinheit für ein induktives Ladesystem beschrieben, die jeweils zumindest eine der in diesem Dokument beschriebenen Schaltanordnungen umfassen.Furthermore, a primary unit and a secondary unit for an inductive charging system are described in this document, each comprising at least one of the switching arrangements described in this document.

Die Sekundäreinheit kann einen Gleichrichter und eine Spannungsanhebungsschaltung zur Anhebung der Ausgangsspannung des Gleichrichters zum Laden eines Energiespeichers umfassen. Dabei kann die Spannungsanhebungsschaltung eine in diesem Dokument beschriebene Schaltanordnung umfassen, um das Ausmaß der Anhebung der Ausgangsspannung des Gleichrichters zu verändern. So können die Güte und Schnelligkeit von Ladevorgängen in effizienter Weise erhöht werden.The secondary unit can include a rectifier and a voltage boost circuit for boosting the output voltage of the rectifier for charging an energy store. The voltage boost circuit may include a circuit arrangement described in this document to change the amount of boost in the rectifier output voltage. In this way, the quality and speed of charging processes can be increased in an efficient manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Gleichrichterschaltung beschrieben (z.B. als Teil einer Sekundäreinheit eines induktiven Ladesystems). Dabei umfasst die Gleichrichterschaltung einen Brückengleichrichter, der eingerichtet ist, auf Basis einer an Eingangs-Brückenpunkten anliegenden Wechselspannung an Ausgangs-Brückenpunkten des Brückengleichrichters einen gleichgerichteten Strom und/oder eine gleichgerichtete Ausgangsspannung zu generieren.According to a further aspect, a rectifier circuit is described (for example as part of a secondary unit of an inductive charging system). The rectifier circuit comprises a bridge rectifier that is set up Generate a rectified current and / or a rectified output voltage on the basis of an AC voltage present at input bridge points at the output bridge points of the bridge rectifier.

Die Gleichrichterschaltung umfasst ferner einen ersten Kondensator, der (direkt) mit einem ersten Ausgangs-Brückenpunkt der beiden Ausgangs-Brückenpunkte des Brückengleichrichters gekoppelt ist, und einen zweiten Kondensator, der (direkt) mit einem zweiten Ausgangs-Brückenpunkt der beiden Ausgangs-Brückenpunkte des Brückengleichrichters gekoppelt ist. Des Weiteren umfasst die Gleichrichterschaltung (insbesondere genau) ein erstes Schaltelement (z.B. (genau) einen ersten MOS Transistor), das eine parallel zu dem ersten Schaltelement angeordnete erste Diode aufweist. Das erste Schaltelement kann (direkt) mit einem ersten Eingangs-Brückenpunkt der beiden Eingangs-Brückenpunkte gekoppelt sein.The rectifier circuit further comprises a first capacitor (directly) coupled to a first output junction of the two output jumper points of the bridge rectifier and a second capacitor (directly) to a second output junction of the two output jumper points of the bridge rectifier is coupled. Furthermore, the rectifier circuit comprises (in particular exactly) a first switching element (e.g. (exactly) a first MOS transistor) which has a first diode arranged in parallel with the first switching element. The first switching element can be (directly) coupled to a first input bridge point of the two input bridge points.

Das erste Schaltelement kann eingerichtet sein, den ersten Kondensator zwischen den ersten Eingangs-Brückenpunkt und den ersten Ausgangs-Brückenpunkt zu schalten (so dass ein zwischen dem ersten Eingangs-Brückenpunkt und dem ersten Ausgangs-Brückenpunkt fließender Strom nur über das erste Schaltelement und den ersten Kondensator fließt) bzw. von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt zu entkoppeln. Des Weiteren kann das erste Schaltelement eingerichtet sein, den zweiten Kondensator zwischen den ersten Eingangs-Brückenpunkt und den zweiten Ausgangs-Brückenpunkt zu schalten (so dass ein zwischen dem ersten Eingangs-Brückenpunkt und dem zweiten Ausgangs-Brückenpunkt fließender Strom nur über das erste Schaltelement und den zweiten Kondensator fließt) bzw. von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt zu entkoppeln.The first switching element can be configured to switch the first capacitor between the first input junction point and the first output junction point (so that a current flowing between the first input junction point and the first output junction point) only through the first switching element and the first Capacitor flows) or to decouple from the first input bridge point. Furthermore, the first switching element can be set up to switch the second capacitor between the first input bridge point and the second output bridge point (so that a current flowing between the first input bridge point and the second output bridge point only via the first switching element and the second capacitor flows) or to decouple from the first input bridge point.

Außerdem umfasst die Gleichrichterschaltung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, einen Zielspannungswert der Ausgangspannung zwischen den Ausgangs-Brückenpunkten zu ermitteln (z.B. als Ladespannung für einen Energiespeicher). Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, während einer Sequenz von Perioden der Wechselspannung, das erste Schaltelement jeweils bei einer Halbwelle der Wechselspannung bzw. in einem Zeitraum einer Periode, bei der bzw. in dem die erste Diode in einem sperrenden Zustand ist, für eine Off-Zeitdauer zu öffnen, wobei die Off-Zeitdauer von dem Zielspannungswert abhängt. Mit anderen Worten, durch Einstellung der Off-Zeitdauer kann der Zielspannungswert eingestellt werden. Somit kann in effizienter Weise (insbesondere durch Verwendung eines einzigen Transistors) der Wert der Ausgangsspannung einer Gleichrichterschaltung eingestellt werden.In addition, the rectifier circuit comprises a control unit which is set up to determine a target voltage value of the output voltage between the output junction points (e.g. as a charging voltage for an energy store). Furthermore, the control unit can be set up during a sequence of periods of the AC voltage, the first switching element in each case at a half-wave of the AC voltage or in a period of a period in which or in which the first diode is in a blocking state, for one Open time period, the time period depending on the target voltage value. In other words, by setting the off period, the target voltage value can be set. The value of the output voltage of a rectifier circuit can thus be set in an efficient manner (in particular by using a single transistor).

Die Gleichrichterschaltung kann einen dritten Kondensator umfassen, der (direkt) mit dem ersten Ausgangs-Brückenpunkt des Brückengleichrichters gekoppelt ist, und einen vierten Kondensator umfassen, der (direkt) mit dem zweiten Ausgangs-Brückenpunkt des Brückengleichrichters gekoppelt ist. Des Weiteren kann die Gleichrichterschaltung ein zweites Schaltelement (z.B. einen zweiten MOS Transistor) umfassen, das eine parallel zu dem zweiten Schaltelement angeordnete zweite Diode (z.B. eine Body-Diode) aufweist.The rectifier circuit may include a third capacitor (directly) coupled to the first output bridge point of the bridge rectifier and a fourth capacitor (directly) coupled to the second output bridge point of the bridge rectifier. Furthermore, the rectifier circuit can comprise a second switching element (e.g. a second MOS transistor) which has a second diode (e.g. a body diode) arranged in parallel with the second switching element.

Mit anderen Worten, die Gleichrichterschaltung kann mehrere Module von hintereinander angeordneten Paaren von Kondensatoren umfassen, die (direkt) zwischen dem ersten Ausgangs-Brückenpunkt und dem zweiten Ausgangs-Brückenpunkt angeordnet sind und die über den Mittelpunkt zwischen den beiden Kondensatoren jeweils über (genau) ein Schaltelement (direkt) mit dem ersten Eingangs-Brückenpunkt gekoppelt oder davon entkoppelt werden können.In other words, the rectifier circuit can comprise a plurality of modules of pairs of capacitors arranged one behind the other, which are arranged (directly) between the first output junction point and the second output junction point and which, via the center point between the two capacitors, each have a (precise) input Switching element (directly) can be coupled to or decoupled from the first input junction point.

Wie bereits oben dargelegt, umfasst die Wechselspannung in einer Periode typischerweise jeweils eine erste Halbwelle und eine zweite Halbwelle. Dabei kann die erste Diode (des ersten Schaltelements) derart angeordnet sein, dass die erste Diode bei einer ersten Halbwelle der Wechselspannung sperrt. Des Weiteren kann die zweite Diode (des zweiten Schaltelements) derart angeordnet sein, dass die zweite Diode bei einer zweiten Halbwelle der Wechselspannung sperrt. Mit anderen Worten, die erste Diode und die zweite Diode können in zueinander entgegengesetzten Richtungen sperrend sein.As already explained above, the AC voltage typically comprises a first half-wave and a second half-wave in one period. The first diode (of the first switching element) can be arranged in such a way that the first diode blocks on a first half-wave of the AC voltage. Furthermore, the second diode (of the second switching element) can be arranged such that the second diode blocks on a second half-wave of the AC voltage. In other words, the first diode and the second diode can be blocking in opposite directions.

In analoger Weise zu dem ersten Schaltelement kann das zweite Schaltelement eingerichtet sein, den dritten Kondensator (direkt) zwischen den ersten Eingangs-Brückenpunkt und den ersten Ausgangs-Brückenpunkt zu schalten (wenn das zweite Schaltelement geschlossen ist und/oder die zweite Diode leitend ist) bzw. von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt zu entkoppeln (wenn das zweite Schaltelement geöffnet ist und die zweite Diode sperrend ist). Des Weiteren kann das zweite Schaltelement eingerichtet sein, den vierten Kondensator (direkt) zwischen den ersten Eingangs-Brückenpunkt und den zweiten Ausgangs-Brückenpunkt zu schalten (wenn das zweite Schaltelement geschlossen ist und/oder die zweite Diode leitend ist) bzw. von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt zu entkoppeln (wenn das zweite Schaltelement geöffnet ist und die zweite Diode sperrend ist).Analogously to the first switching element, the second switching element can be set up to switch the third capacitor (directly) between the first input junction point and the first output junction point (if the second switching element is closed and / or the second diode is conductive) or to decouple from the first input bridge point (when the second switching element is open and the second diode is blocking). Furthermore, the second switching element can be set up to switch the fourth capacitor (directly) between the first input junction point and the second output junction point (when the second switching element is closed and / or the second diode is conductive) or from the first Decouple the input bridge point (when the second switching element is open and the second diode is blocking).

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das erste Schaltelement für jeweils eine erste Off-Zeitdauer bei einer ersten Halbwelle der Wechselspannung bzw. in einem ersten Zeitraum einer Periode zu öffnen (typischerweise wiederholt für jede Periode einer Sequenz von Perioden der Wechselspannung). Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das zweite Schaltelement jeweils für eine zweite Off-Zeitdauer bei einer zweiten Halbwelle bzw. in einem zweiten Zeitraum einer Periode zu öffnen (typischerweise wiederholt für jede Periode einer Sequenz von Perioden der Wechselspannung). Dabei können die erste Off-Zeitdauer und die zweite Off-Zeitdauer in Abhängigkeit von dem Zielspannungswert eingestellt werden. Insbesondere können die erste und zweite Off-Zeitdauer derart eingestellt werden, dass die Ausgangsspannung zwischen den Ausgangs-Brückenpunkten den Zielspannungswert aufweist.The control unit can be set up to switch the first switching element for a first off-time period in each case at a first half-wave of the AC voltage or in a first period of a period to open (typically repeated for each period of a sequence of periods of AC voltage). Furthermore, the control unit can be set up to open the second switching element for a second off-period in a second half-wave or in a second period of a period (typically repeated for each period of a sequence of periods of the AC voltage). The first off time period and the second off time period can be set as a function of the target voltage value. In particular, the first and second off time periods can be set such that the output voltage between the output junction points has the target voltage value.

Durch die Verwendung von mehreren Modulen von hintereinander angeordneten Paaren von Kondensatoren kann die Strombelastung für die einzelnen Kondensatoren und Schaltelemente reduziert werden. Des Weiteren kann der Rippel des Ausgangsspannung reduziert werden. Außerdem kann der Kapazitätswert der einzelnen Kondensatoren reduziert werden.By using several modules of pairs of capacitors arranged one behind the other, the current load for the individual capacitors and switching elements can be reduced. Furthermore, the ripple of the output voltage can be reduced. In addition, the capacitance value of the individual capacitors can be reduced.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Einstellung eines Kapazitätswertes einer Schaltanordnung beschrieben, wobei die Schaltanordnung eine erste Teilschaltung mit einer ersten Kapazität, die einen ersten Kapazitätswert aufweist, und mit einem ersten Schaltelement, das eine parallel zu dem ersten Schaltelement angeordnete erste Diode aufweist, umfasst. Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines Ziel-Kapazitätswerts der Schaltanordnung. Außerdem umfasst das Verfahren, während einer Sequenz von Perioden einer Wechselspannung, das wiederholte Öffnen des ersten Schaltelements (in jeder Periode) in einem Zeitraum, in dem die erste Diode in einem sperrenden Zustand ist, für eine Off-Zeitdauer, wobei die Off-Zeitdauer von dem Ziel-Kapazitätswert abhängt.According to a further aspect, a method for setting a capacitance value of a switching arrangement is described, the switching arrangement comprising a first subcircuit with a first capacitance, which has a first capacitance value, and with a first switching element, which has a first diode arranged in parallel with the first switching element, includes. The method comprises determining a target capacitance value of the switching arrangement. In addition, during a sequence of periods of an alternating voltage, the method comprises repeatedly opening the first switching element (in each period) in a period in which the first diode is in a blocking state for an off period, the off period depends on the target capacity value.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Schaltanordnung umfasst.According to a further aspect, a road motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described which comprises the switching arrangement described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a software (SW) program is described. The SW program can be set up to be executed on a processor (e.g. on a control device of a vehicle) and thereby to carry out the method described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a storage medium is described. The storage medium can comprise a software program which is set up to be executed on a processor and thereby to carry out the method described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the methods, devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspect of the methods, devices and systems described in this document can be combined with one another in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 beispielhafte Komponenten eines induktiven Ladesystems zum Laden des Energiespeichers eines Fahrzeugs;
  • 2 ein beispielhaftes resonantes induktives Ladesystem;
  • 3 eine beispielhafte Gleichrichterschaltung;
  • 4a eine beispielhafte Schaltanordnung für eine einstellbare Kapazität;
  • 4b und 4c beispielhafte Ströme und Spannungen an einer einstellbaren Kapazität;
  • 5a eine weitere beispielhafte Schaltanordnung für eine einstellbare Kapazität;
  • 5b beispielhafte Ströme und Spannungen an einer einstellbaren Kapazität;
  • 6a, 6b beispielhafte Schaltungen zur Anhebung einer Spannung; und
  • 7 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Einstellung des Kapazitätswertes einer Schaltanordnung mit einer einstellbaren Kapazität.
The invention is described in more detail below with the aid of exemplary embodiments. Show
  • 1 exemplary components of an inductive charging system for charging the energy store of a vehicle;
  • 2nd an exemplary resonant inductive charging system;
  • 3rd an exemplary rectifier circuit;
  • 4a an exemplary switching arrangement for an adjustable capacitance;
  • 4b and 4c exemplary currents and voltages on an adjustable capacitance;
  • 5a another exemplary switching arrangement for an adjustable capacitance;
  • 5b exemplary currents and voltages on an adjustable capacitance;
  • 6a , 6b exemplary voltage boost circuits; and
  • 7 a flow chart of an exemplary method for setting the capacitance value of a switching arrangement with an adjustable capacitance.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Bereitstellung einer kosteneffizienten Kapazität mit einem flexibel einstellbaren Kapazitätswert. Eine derartige einstellbare Kapazität kann z.B. im Rahmen eines induktiven Ladesystem verwendet werden.As stated at the beginning, the present document deals with the provision of a cost-efficient capacity with a flexibly adjustable capacity value. Such an adjustable capacity can e.g. can be used as part of an inductive charging system.

2 zeigt ein Schaltbild eines beispielhaften induktiven Ladesystems 200 mit einer WPT-Bodeneinheit 110 (als Beispiel für eine Primäreinheit) und einer WPT-Fahrzeugeinheit 120 (als Beispiel für eine Sekundäreinheit). Die Primäreinheit 110 umfasst als Teil der Primärelektronik 113 ein Leistungsfaktorkorrekturfilter 217 und einen Wechselrichter 213, wobei der Wechselrichter 213 eingerichtet ist, aus einem Gleichstrom (z.B. bei einer Gleichspannung von ca. 400V, 500V oder mehr) einen Wechselstrom mit einer Ladefeld- bzw. Wechselfeld-Frequenz zu generieren. Des Weiteren umfasst die Primäreinheit 110 die Primärspule 111 und einen Primärkondensator 212. Außerdem ist in 2 beispielhaft ein Filter 214 der Primärelektronik 113 dargestellt. Die Primäreinheit 110 umfasst somit einen parallelen und/oder einen seriellen Schwingkreis 210 (hier auch als Primärschwingkreis bezeichnet), dessen Resonanzfrequenz fR sich aus der Gesamtkapazität bzw. der effektiven Kapazität C (insbesondere der Kapazität des Primärkondensators 212) und der Gesamtinduktivität bzw. der effektiven Induktivität L (insbesondere der Induktivität der Primärspule 111) angenähert als f R = 1 2 π L C

Figure DE102018129315A1_0001
ergibt. Die Wechselfeld-Frequenz f0 des Wechselstroms und des durch die Primärspule 111 generierten Magnetfelds 230 ist bevorzugt nahe an der Resonanzfrequenz fR, um einen möglichst hohen Primärstrom durch die Primärspule 111 zu erzeugen (durch eine Resonanz). Ein hoher Primärstrom ist typischerweise erforderlich, da der Kopplungsfaktor k zwischen Primärspule 111 und Sekundärspule 121 aufgrund des relativ großen Luftspaltes 130 relativ klein ist, z.B. k~0.1. Der Primärschwingkreis 210 kann weiter ein oder mehrere Sensoren 215 (z.B. einen Temperatursensor) zur Überwachung des Primärschwingkreises 210 aufweisen. Des Weiteren kann die Primärelektronik 113 eine Steuereinheit 216 zur Anpassung der Wechselfeld-Frequenz und/oder zur Steuerung des Wechselrichters 213 aufweisen. 2nd shows a circuit diagram of an exemplary inductive charging system 200 with a WPT floor unit 110 (as an example of a primary unit) and a WPT vehicle unit 120 (as an example of a secondary unit). The primary unit 110 includes as part of primary electronics 113 a power factor correction filter 217 and an inverter 213 , with the inverter 213 is set up, an alternating current from a direct current (for example at a direct voltage of approx. 400V, 500V or more) to generate with a charging field or alternating field frequency. The primary unit also includes 110 the primary coil 111 and a primary capacitor 212 . In addition, in 2nd an example of a filter 214 the primary electronics 113 shown. The primary unit 110 thus comprises a parallel and / or a serial resonant circuit 210 (also referred to here as the primary resonant circuit), whose resonance frequency f R is derived from the total capacitance or the effective capacitance C (in particular the capacitance of the primary capacitor 212 ) and the total inductance or the effective inductance L (in particular the inductance of the primary coil 111 ) approximated as f R = 1 2nd π L C.
Figure DE102018129315A1_0001
results. The alternating field frequency f 0 of AC and through the primary coil 111 generated magnetic field 230 is preferably close to the resonance frequency f R in order to have the highest possible primary current through the primary coil 111 to generate (through a resonance). A high primary current is typically required because of the coupling factor k between primary coil 111 and secondary coil 121 due to the relatively large air gap 130 is relatively small, for example k ~ 0.1. The primary resonant circuit 210 can continue one or more sensors 215 (eg a temperature sensor) for monitoring the primary resonant circuit 210 exhibit. Furthermore, the primary electronics 113 a control unit 216 to adjust the alternating field frequency and / or to control the inverter 213 exhibit.

In analoger Weise umfasst die Sekundäreinheit 120 einen (parallelen und/oder seriellen) Schwingkreis 220 (hier auch als Sekundärschwingkreis bezeichnet), der aus der Sekundärspule 121 und einem Sekundärkondensator 222 gebildet wird. Die Resonanzfrequenz dieses Sekundärschwingkreises 220 ist bevorzugt an die Resonanzfrequenz des Primärschwingkreises 210 der Primäreinheit 110 angepasst, um eine möglichst gute Energieübertragung zu erreichen. Der Sekundärschwingkreis 220 kann weiter ein oder mehrere Sensoren 225 (z.B. einen Temperatursensor) zur Überwachung des Sekundärschwingkreises 220 aufweisen. Außerdem sind in 2 ein Kompensationsnetzwerk (z.B. mit einem Filter-Kondensator) 224, ein Gleichrichter 223 und eine Steuereinheit 226 der Sekundärelektronik 123 dargestellt.The secondary unit comprises in an analogous manner 120 a (parallel and / or serial) resonant circuit 220 (also referred to here as a secondary resonant circuit) that comes from the secondary coil 121 and a secondary capacitor 222 is formed. The resonance frequency of this secondary resonant circuit 220 is preferred to the resonance frequency of the primary resonant circuit 210 the primary unit 110 adjusted to achieve the best possible energy transfer. The secondary resonant circuit 220 can continue one or more sensors 225 (eg a temperature sensor) to monitor the secondary resonant circuit 220 exhibit. In addition, in 2nd a compensation network (e.g. with a filter capacitor) 224 , a rectifier 223 and a control unit 226 of secondary electronics 123 shown.

Das induktive Ladesystem 200 weist an unterschiedlichen Stellen Kondensatoren bzw. Kapazitäten auf, die ggf. einstellbar ausgeführt sein können, um das Ladesystem 200 an unterschiedliche Ladesituationen anzupassen. Beispielsweise können der Primärschwingkreis, der Sekundärschwingkreis, das Filter 214 und/oder der Gleichrichter 223 einstellbare Kapazitäten aufweisen.The inductive charging system 200 has capacitors or capacitors at different points, which can be made adjustable, if necessary, around the charging system 200 adapt to different charging situations. For example, the primary resonant circuit, the secondary resonant circuit, the filter 214 and / or the rectifier 223 have adjustable capacities.

3 zeigt einen beispielhaften Gleichrichter 223 mit einer Spannungsdopplerschalter. Der Gleichrichter 223 ist in dem in 3 dargestellten Beispiel als Brückengleichrichter 301 mit zwei Eingangs-Brückenpunkten 311, 312 und zwei Ausgangs-Brückenpunkten 321, 322 ausgebildet. An den Eingangs-Brückenpunkten 311, 312 liegen die Sekundärspannung 362 mit dem Sekundärstrom 352 an, und an den Ausgangs-Brückenpunkten 321, 322 werden der Ladestrom 353 mit der Ladespannung 363 bereitgestellt. 3rd shows an exemplary rectifier 223 with a voltage doubler switch. The rectifier 223 is in the in 3rd shown example as a bridge rectifier 301 with two entrance bridging points 311 , 312 and two exit bridging points 321 , 322 educated. At the entrance bridge points 311 , 312 lie the secondary voltage 362 with the secondary current 352 at, and at the exit bridge points 321 , 322 become the charging current 353 with the charging voltage 363 provided.

Die Spannungsdopplerschaltung umfasst einen ersten Kondensator 341, der zwischen einem ersten Ausgangs-Brückenpunkt 321 und einem ersten Eingangs-Brückenpunkt 311 angeordnet ist, und einen zweiten Kondensator 342, der zwischen dem ersten Eingangs-Brückenpunkt 311 und einem zweiten Ausgangs-Brückenpunkt 322 angeordnet ist. Die Spannungsdopplung erfolgt, wenn das in 3 dargestellte Schaltelement 302 den Verbindungspunkt zwischen dem ersten Kondensator 341 und dem zweiten Kondensator 342 mit dem ersten Eingangs-Brückenpunkt 311 koppelt. Andererseits kann die Spannungsdopplung dadurch deaktiviert werden, dass der Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren 341, 342 von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt 311 entkoppelt wird.The voltage doubler circuit comprises a first capacitor 341 that is between a first exit bridge point 321 and a first entrance bridge point 311 is arranged, and a second capacitor 342 that is between the first entrance bridge point 311 and a second exit bridge point 322 is arranged. The voltage doubling occurs when the in 3rd switching element shown 302 the connection point between the first capacitor 341 and the second capacitor 342 with the first entrance bridge point 311 couples. On the other hand, the voltage doubling can be deactivated in that the connection point between the capacitors 341 , 342 from the first entrance bridge point 311 is decoupled.

Die Sekundäreinheit 120 umfasst eine Steuereinheit 226, die eingerichtet ist, das Schaltelement 302 anzusteuern, um die Spannungsanhebung durch die Kondensatoren 341, 342 zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Insbesondere kann die Steuereinheit 370 eingerichtet sein, Information in Bezug auf den Ladezustand des Energiespeichers 103 zu ermitteln. Zu diesem Zweck kann z.B. der Energiespeicher 103 von der Sekundäreinheit 120 entkoppelt werden, um die Ruhespannung des Energiespeichers 103 zu ermitteln und/oder um die Spannung während des Ladevorganges zu messen. Die Ruhespannung und/oder die Ladespannung des Energiespeichers 103 zeigen typischerweise den Ladezustand (d.h. den State of Charge, SOC) des Energiespeichers 103 an. Das Schaltelement 302 kann dann in Abhängigkeit von der Ruhespannung angesteuert werden. Alternativ oder ergänzend können der Ladestrom 353 bzw. der Sekundärstrom 352 und/oder die Ladespannung 363 bzw. die Sekundärspannung 362 ermittelt werden. Das Schaltelement 302 kann dann in Abhängigkeit von dem Ladestrom 353 bzw. dem Sekundärstrom 352 und/oder der Ladespannung 363 bzw. der Sekundärspannung 362 angesteuert werden. Zumindest eine der in 3 dargestellten Kapazitäten 341, 342 kann (in Kombination mit dem Schaltelement 302) als einstellbare Kapazität ausgebildet werden, um eine flexible Spannungserhöhung zu ermöglichen.The secondary unit 120 includes a control unit 226 that is set up the switching element 302 to control the voltage increase through the capacitors 341 , 342 to activate or deactivate. In particular, the control unit 370 be set up, information relating to the state of charge of the energy store 103 to determine. For this purpose, for example, the energy store 103 from the secondary unit 120 be decoupled to the rest voltage of the energy storage 103 to determine and / or to measure the voltage during the charging process. The quiescent voltage and / or the charging voltage of the energy store 103 typically show the state of charge (SOC) of the energy storage device 103 at. The switching element 302 can then be controlled depending on the open circuit voltage. Alternatively or in addition, the charging current 353 or the secondary current 352 and / or the charging voltage 363 or the secondary voltage 362 be determined. The switching element 302 can then depend on the charging current 353 or the secondary current 352 and / or the charging voltage 363 or the secondary voltage 362 can be controlled. At least one of the in 3rd shown capacities 341 , 342 can (in combination with the switching element 302 ) can be designed as an adjustable capacitance to enable a flexible voltage increase.

4a zeigt eine beispielhafte erste Kapazität 401 mit einem ersten Kapazitätswert Cs , die in Reihe mit einem Schaltelement 402 angeordnet ist, wobei das Schaltelement 402 eine parallele Diode 403 (z.B. eine Bode-Diode) aufweist, die verursacht, dass das Schaltelement 402 nur in eine Richtung gesperrt werden kann. Die Reihenschaltung aus der ersten Kapazität 401 und dem Schaltelement 402 ist parallel zu einer zweiten Kapazität 407 mit einem zweiten Kapazitätswert Cp angeordnet. Ferner umfasst die in 4a dargestellte Schaltanordnung eine Wechselspannungsquelle 404 und eine Induktivität 405. Des Weiteren umfasst die Schaltanordnung eine Messeinheit 406, die eingerichtet ist, Messwerte in Bezug auf den Strom durch das Schaltelement 402 und/oder in Bezug auf die Spannung an dem Schaltelement 402 zu erfassen. 4a shows an exemplary first capacitance 401 with a first capacity value C s , in the Row with a switching element 402 is arranged, the switching element 402 a parallel diode 403 (eg a Bode diode) that causes the switching element 402 can only be blocked in one direction. The series connection from the first capacitance 401 and the switching element 402 is parallel to a second capacitance 407 with a second capacity value C p arranged. Furthermore, the in 4a Switching arrangement shown an AC voltage source 404 and an inductor 405 . Furthermore, the switching arrangement comprises a measuring unit 406 , which is set up, measured values in relation to the current through the switching element 402 and / or in relation to the voltage on the switching element 402 capture.

Wie in 4b dargestellt, wird durch die Spannungsquelle 404 eine (sinusförmige) Wechselspannung U an der Reihenschaltung bzw. an der zweiten Kapazität 407 bewirkt. Das Schaltelement 402 wird derart betrieben, dass das Schaltelement 402 in einer Periode mit der Periodendauer T für den Off-Zeitraum mit der Off-Zeitdauer toff geöffnet wird, um einen Stromfluss durch das Schaltelement 402 zu unterbinden. Wie oben dargelegt, weist das Schaltelement 402 eine parallele Diode 403 auf, die in einer ersten (z.B. positiven) Halbwelle sperrt und die in einer zweiten (z.B. negativen) Halbwelle einer Periode leitend ist. Der Off-Zeitraum mit der Off-Zeitdauer toff liegt dann in der ersten Halbwelle, und bevorzugt am Ende der ersten Halbwelle.As in 4b is represented by the voltage source 404 a (sinusoidal) AC voltage U at the series connection or at the second capacitance 407 causes. The switching element 402 is operated such that the switching element 402 in a period with the period duration T is opened for the off period with the off period toff to allow a current to flow through the switching element 402 to prevent. As stated above, the switching element 402 a parallel diode 403 on, which blocks in a first (eg positive) half-wave and which is conductive in a second (eg negative) half-wave of a period. The off period with the off period toff is then in the first half-wave, and preferably at the end of the first half-wave.

Die Steuereinheit 226 kann eingerichtet sein, das Schaltelement 402 derart anzusteuern, dass das Schaltelement 402 für die Off-Zeitdauer toff geöffnet ist (z.B. in Abhängigkeit von dem gemessenen Strom I durch das Schaltelement 402 und/oder in Abhängigkeit von der gemessenen Spannung UDS an dem Schaltelement 402). Insbesondere kann das Schaltelement 402 zu Beginn einer ersten Halbwelle geschlossen werden bzw. geschlossen bleiben (siehe 4c, rechte Seite), wenn eine Richtungsumkehr des Stroms I durch das Schaltelement 402 erfolgt. Des Weiteren kann das Schaltelement 402 nach einer On-Zeitdauer ton geöffnet werden, um den Strom I durch das Schaltelement 402 zu unterbinden. Außerdem kann das Schaltelement 402 zum Zeitpunkt T/2 geschlossen werden bzw. geschlossen bleiben, um den Spannungsabfall an der Diode 403 (siehe 4c, linke Seite) zu reduzieren.The control unit 226 can be set up the switching element 402 to be controlled such that the switching element 402 is open for the off time period toff (for example as a function of the measured current I through the switching element 402 and / or depending on the measured voltage U DS on the switching element 402 ). In particular, the switching element 402 be closed or remain closed at the beginning of a first half-wave (see 4c , right side) when there is a reversal of the current I through the switching element 402 he follows. Furthermore, the switching element 402 after an on-period ton be opened to the current I through the switching element 402 to prevent. In addition, the switching element 402 be closed at time T / 2 or remain closed to the voltage drop across the diode 403 (please refer 4c , left side).

4b zeigt den Verlauf des Stroms I durch das Schaltelement 402 in einer Periode mit der Periodendauer T. Des Weiteren zeigt 4b den Verlauf der Spannung UDS (d.h. der Drain-Source-Spannung) über dem Schaltelement 402 während einer Periode. Die Off-Zeitdauer toff kann zwischen 0 und T verändert werden. Dabei kann die Off-Zeitdauer toff zum Schließen des Schaltelements 402 auch größer als T/2 werden (um das Schaltelement 402 für mehr als T/2 zu schließen), da mit steigender Off-Zeitdauer toff die erste Kapazität 401 mit dem ersten Kapazitätswert CS einen zunehmenden DC-Spannungs-Anteil aufweist und damit die positive Halbwelle der Drain-Source-Spannung UDS über dem Schaltelement 402 länger als T/2 dauern kann. Bei dauerhaft geöffnetem Schaltelement 402 ist die Spannung UDS immer positiv. Es findet somit in diesem Fall kein Stromfluss durch die erste Kapazität 401 statt. Als Folge daraus kann die Kapazität der in 4a dargestellten Schaltanordnung zwischen dem zweiten Kapazitätswert Cp (für toff = T) und der Summe der Kapazitätswerte Cp+ Cs (für toff = 0) eingestellt werden. Es kann somit in effizienter Weise (bei Verwendung nur eines einzigen Schaltelements 402, insbesondere nur eines einzigen MOSFETs (metalloxide semiconductor field effect transistor)) eine einstellbare Kapazität bereitgestellt werden. 4b shows the course of the current I through the switching element 402 in a period with the period duration T . Furthermore shows 4b the course of the tension U DS (ie the drain-source voltage) across the switching element 402 during a period. The off time period toff can be between 0 and T to be changed. The off time toff can be used to close the switching element 402 also become larger than T / 2 (around the switching element 402 close for more than T / 2), since the first capacitance increases with increasing off-time toff 401 with the first capacity value C S has an increasing DC voltage component and thus the positive half-wave of the drain-source voltage U DS over the switching element 402 may take longer than T / 2. With the switching element permanently open 402 is the tension U DS always positive. In this case, there is no current flow through the first capacitance 401 instead of. As a result, the capacity of the in 4a Switching arrangement shown between the second capacitance value C p (for toff = T ) and the sum of the capacitance values C p + C s (for toff = 0). It can thus be used efficiently (when using only a single switching element 402 , in particular only a single MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)) can be provided with an adjustable capacitance.

5a zeigt eine Schaltanordnung mit einer ersten Kapazität 401 mit dem ersten Kapazitätswert C und einer zweiten Kapazität 407 mit dem zweiten Kapazitätswert C2. Beide Kapazitäten 401, 407 sind in Reihe zu jeweils (genau) einem Schaltelement 402, 502 angeordnet, wobei die Diode 403 des ersten Schaltelements 402 eine zu der Diode 503 des zweiten Schaltelements 502 entgegengesetzte Ausrichtung aufweist. An beiden Reihenschaltungen liegt die Wechselspannung U an. 5a shows a switching arrangement with a first capacitance 401 with the first capacitance value C and a second capacitance 407 with the second capacity value C2 . Both capacities 401 , 407 are in series with each (exactly) one switching element 402 , 502 arranged, the diode 403 of the first switching element 402 one to the diode 503 of the second switching element 502 has opposite orientation. The AC voltage is applied to both series connections U at.

5b zeigt den Strom Is durch die erste Kapazität 401 und die Spannung Us an der ersten Kapazität 401 (oben), sowie den Strom IS2 durch die zweite Kapazität 407 und die Spannung US2 an der zweiten Kapazität 407 (unten). Das erste Schaltelement 402 kann in der ersten (z.B. positiven) Halbwelle geöffnet werden, und das zweite Schaltelement 407 kann in der zweiten (z.B. negativen) Halbwelle einer Periode geöffnet werden (jeweils für eine individuell wählbare Off-Zeitdauer toff). So kann der Kapazitätswert der Schaltanordnung zwischen 0 (beide Off-Zeitdauern toff=T) und C+C2 (beide Off-Zeitdauern toff=0) variiert bzw. eingestellt werden. Es wird somit eine relativ umfangreiche Variation des Kapazitätswertes ermöglicht, wobei die erforderliche Stromfähigkeit der Schaltelemente 402, 502 reduziert (insbesondere halbiert) wird und wobei der resultierende Strom einen relativ geringen Oberwellen-Anteil aufweist (aufgrund der Verteilung auf zwei Kapazitäten 401, 407). 5b shows the current Is through the first capacitance 401 and the voltage Us at the first capacitance 401 (above), as well as the current I S2 through the second capacity 407 and the tension U S2 at the second capacity 407 (below). The first switching element 402 can be opened in the first (eg positive) half-wave, and the second switching element 407 can be opened in the second (eg negative) half-wave of a period (each for an individually selectable off-period toff). The capacitance value of the switching arrangement can thus be varied or set between 0 (both off periods t off = T) and C + C2 (both off periods t off = 0). A relatively extensive variation of the capacitance value is thus made possible, the required current capability of the switching elements 402 , 502 is reduced (in particular halved) and the resulting current has a relatively low harmonic component (due to the distribution over two capacities 401 , 407 ).

Die in den 4a und 5a gezeigten Schaltanordnungen 400 können in einem Ladesystem 200 verwendet werden, z.B. um einstellbare Kapazitäten 212, 222 im Primär- und/oder im Sekundärschwingkreis bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend kann eine einstellbare Kapazität in einem Gleichrichter 223 zur Spannungserhöhung verwendet werden (siehe 6a).The in the 4a and 5a switching arrangements shown 400 can in a charging system 200 be used, for example, to set capacities 212 , 222 To be provided in the primary and / or in the secondary resonant circuit. Alternatively or in addition, an adjustable capacity can be set in a rectifier 223 be used to increase the voltage (see 6a) .

Wie in Zusammenhang mit 3 dargelegt, kann durch Schließen des Schaltelements 302 die Spannung UDC 363 verdoppelt werden, da sowohl die erste Kapazität 341 (in der ersten, positiven, Halbwelle) als auch die zweite Kapazität 342 (in der zweiten, negativen, Halbwelle) gemäß dem Scheitelwert der Wechselspannung 362 aufgeladen werden. Andererseits wird durch Öffnen des Schaltelements 302 bewirkt, dass die gesamte Reihenschaltung aus den beiden Kapazitäten 341, 342 gemäß dem Scheitelwert der Wechselspannung 362 aufgeladen wird (und somit keine Spannungsdopplung erfolgt, oder eine Spannungserhöhung im Bereich zwischen 1 und 2).As related to 3rd can set out by closing the switching element 302 the voltage U DC 363 be doubled since both the first capacity 341 (in the first, positive, half wave) as well as the second capacitance 342 (in the second, negative, half-wave) according to the peak value of the AC voltage 362 to be charged. On the other hand, by opening the switching element 302 causes the entire series connection from the two capacitors 341 , 342 according to the peak value of the AC voltage 362 is charged (and thus there is no voltage doubling, or a voltage increase in the range between 1 and 2).

Das in 6a dargestellte (einzige bzw. alleinige) Schaltelement 302 weist eine parallele Diode 403 auf, die bewirkt, dass das Schaltelement 302 zumindest zeitweise in der zweiten (negativen) Halbwelle überbrückt wird, so dass die zweite Kapazität 342 aufgeladen wird. Andererseits kann das Schaltelement 302 in der ersten (positiven) Halbwelle zumindest zeitweise geöffnet werden (für die Off-Zeitdauer toff). Als Folge daraus erfolgt nur eine Teilaufladung der ersten Kapazität 341 bis zu einer Teilspannung. Die Teilspannung kann dabei zwischen 0V (bei toff = T) und dem Scheitelwert der Wechselspannung 362 (bei toff = 0) variiert bzw. eingestellt werden. Folglich kann die Spannungsanhebung zwischen einem Faktor 1 und einem Faktor 2 variiert bzw. eingestellt werden.This in 6a shown (single or sole) switching element 302 has a parallel diode 403 on that causes the switching element 302 is bridged at least temporarily in the second (negative) half-wave, so that the second capacitance 342 is charged. On the other hand, the switching element 302 are opened at least temporarily in the first (positive) half-wave (for the off-duration toff). As a result, the first capacity is only partially charged 341 up to a partial tension. The partial voltage can be between 0V (at toff = T) and the peak value of the AC voltage 362 (at toff = 0) can be varied or set. Consequently, the voltage boost can be between one factor 1 and a factor 2nd can be varied or adjusted.

6b zeigt die Verwendung eines (alleinigen) ersten Schaltelements 302 mit einer ersten Diode 403 und eines (alleinigen) zweiten Schaltelements 502 mit einer zweiten Diode 503, sowie ersten und zweiten Kapazitäten 341, 342 und dritten und vierten Kapazitäten 621, 642. Die erste Diode 403 und die zweite Diode 503 sind entgegengesetzt zueinander ausgerichtet. Die Kapazitätswerte der Kapazitäten 341, 342, 641, 642 können jeweils halb so groß sein, wie die Kapazitätswerte der Kapazitäten 341, 342 aus 6a. Das erste Schaltelement 302 kann in der ersten Halbwelle zumindest zeitweise geöffnet werden und das zweite Schaltelement 502 kann in der zweiten Halbwelle zumindest zeitweise geöffnet werden. Durch die Verwendung einer derartigen Schaltanordnung können die Ripple (bzw. der Oberwellenanteil) bei der Gleichrichtung und/oder Spannungserhöhung reduziert werden. 6b shows the use of a (sole) first switching element 302 with a first diode 403 and a (sole) second switching element 502 with a second diode 503 , as well as first and second capacities 341 , 342 and third and fourth capacities 621 , 642 . The first diode 403 and the second diode 503 are aligned opposite to each other. The capacity values of the capacities 341 , 342 , 641 , 642 can each be half the size of the capacity values of the capacities 341 , 342 out 6a . The first switching element 302 can be opened at least temporarily in the first half-wave and the second switching element 502 can be opened at least temporarily in the second half-wave. By using such a switching arrangement, the ripple (or the harmonic component) can be reduced in the rectification and / or voltage increase.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 700 zur Einstellung eines Kapazitätswertes einer Schaltanordnung 400. Dabei umfasst die Schaltanordnung 400 zumindest eine erste Teilschaltung mit einer ersten Kapazität 401, die einen ersten Kapazitätswert aufweist, und mit einem ersten Schaltelement 402, das eine parallel zu dem ersten Schaltelement 402 angeordnete erste Diode 403 aufweist. Die erste Kapazität 401 und das erste Schaltelement 402 können in Reihe zueinander angeordnet sein, so dass die erste Teilschaltung eine Reihenschaltung bildet. Das erste Schaltelement 402 kann ein MOS Transistor mit einer internen Body-Diode 403 sein. Die erste Teilschaltung kann genau ein Schaltelement 402 (z.B. genau einen MOS Transistor) aufweisen. 7 shows a flow diagram of an exemplary method 700 for setting a capacitance value of a switching arrangement 400 . The switching arrangement includes 400 at least a first subcircuit with a first capacitance 401 , which has a first capacitance value, and with a first switching element 402 which is a parallel to the first switching element 402 arranged first diode 403 having. The first capacity 401 and the first switching element 402 can be arranged in series with one another so that the first subcircuit forms a series circuit. The first switching element 402 can be a MOS transistor with an internal body diode 403 be. The first subcircuit can be exactly one switching element 402 (eg exactly one MOS transistor).

Das Verfahren 700 umfasst das Ermitteln 701 eines Ziel-Kapazitätswerts der Schaltanordnung 400. Dabei kann der Ziel-Kapazitätswert in einem Wertebereich bis zu dem ersten Kapazitätswert der ersten Kapazität 401 liegen. Der Ziel-Kapazitätswert kann z.B. in Abhängigkeit von einer Ziel-Resonanzfrequenz eines elektrischen Schwingkreises ermittelt werden.The procedure 700 includes identifying 701 a target capacitance value of the switching arrangement 400 . The target capacity value can range up to the first capacity value of the first capacity 401 lie. The target capacitance value can be determined, for example, as a function of a target resonant frequency of an electrical resonant circuit.

Außerdem umfasst das Verfahren 700 während einer Sequenz von Perioden einer Wechselspannung, das wiederholte Öffnen 702 des ersten Schaltelements 402 in einem Zeitraum der jeweiligen Periode, in dem die erste Diode 403 in einem sperrenden Zustand ist, für eine Off-Zeitdauer. Mit anderen Worten, das erste Schaltelement 402 kann wiederholt in einem ersten Zeitraum der einzelnen Perioden der Sequenz von Perioden geöffnet werden, jeweils für eine Off-Zeitdauer. Der erste Zeitraum kann dabei die erste Halbwelle der Wechselspannung umfassen. Des Weiteren verlängert sich der erste Zeitraum typischerweise mit sinkendem Wert der Off-Zeitdauer (aufgrund eines steigenden Spannungsabfalls an der ersten Kapazität 401).The procedure also includes 700 during a sequence of periods of an AC voltage, the repeated opening 702 of the first switching element 402 in a period of the respective period in which the first diode 403 is in a locked state for an off period. In other words, the first switching element 402 can be opened repeatedly in a first period of the individual periods of the sequence of periods, each for an off-period. The first time period can include the first half-wave of the AC voltage. Furthermore, the first period typically extends with a decreasing value of the off period (due to an increasing voltage drop across the first capacitance) 401 ).

Die Off-Zeitdauer kann von dem Ziel-Kapazitätswert abhängen. Insbesondere kann die Off-Zeitdauer eingestellt werden, um einen bestimmten Ziel-Kapazitätswert der Schaltanordnung 400 zu bewirken. So kann in effizienter Weise eine flexibel einstellbare Kapazität bereitgestellt werden (durch Verwendung eines einzigen Schaltelements, z.B. eines einzigen MOS Transistors).The off period may depend on the target capacity value. In particular, the off time period can be set to a specific target capacitance value of the switching arrangement 400 to effect. In this way, a flexibly adjustable capacitance can be provided efficiently (by using a single switching element, for example a single MOS transistor).

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed methods, devices and systems.

Claims (18)

Schaltanordnung (400), die umfasst, - eine erste Teilschaltung mit einer ersten Kapazität (401), die einen ersten Kapazitätswert aufweist, und mit einem ersten Schaltelement (402), das eine parallel zu dem ersten Schaltelement (402) angeordnete erste Diode (403) aufweist; und - eine Steuereinheit (216, 226), die eingerichtet ist, - einen Ziel-Kapazitätswert zu ermitteln; und -während einer Sequenz von Perioden einer Wechselspannung, das erste Schaltelement (402) jeweils für eine Off-Zeitdauer zu öffnen; wobei die Off-Zeitdauer von dem Ziel-Kapazitätswert abhängt.Switching arrangement (400), comprising - a first subcircuit with a first capacitance (401), which has a first capacitance value, and with a first switching element (402), which has a first diode (403) arranged in parallel with the first switching element (402) ) having; and - a control unit (216, 226), which is set up - to determine a target capacity value; and - during a sequence of periods of an alternating voltage, the first switching element (402) in each case open for an off-period; where the off time period depends on the target capacity value. Schaltanordnung (400) gemäß Anspruch 1, wobei - die erste Diode (403) eingerichtet ist, einen Stromfluss in eine erste Richtung zu unterbinden und in eine zweite Richtung zu ermöglichen; und - die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet ist, - einen ersten Zeitraum in einer Periode zu ermitteln, in dem ein Strom in der ersten Richtung durch das erste Schaltelement (402) fließen würde, wenn das erste Schaltelement (402) geschlossen wäre; und - das erste Schaltelement (402) innerhalb des ersten Zeitraums für die Off-Zeitdauer zu öffnen.Switching arrangement (400) according to Claim 1 , wherein - the first diode (403) is set up to prevent current flow in a first direction and to enable it in a second direction; and - the control unit (216, 226) is set up - to determine a first time period in a period in which a current would flow in the first direction through the first switching element (402) if the first switching element (402) were closed; and - open the first switching element (402) within the first period for the off period. Schaltanordnung (400) gemäß Anspruch 2, wobei - die erste Teilschaltung derart ausgebildet ist, dass der erste Zeitraum verlängert wird, wenn die Off-Zeitdauer verlängert wird; und/oder - die erste Teilschaltung derart ausgebildet ist, dass der erste Zeitraum verkürzt wird, wenn die Off-Zeitdauer verkürzt wird; und/oder - die erste Teilschaltung derart ausgebildet ist, dass sich der erste Zeitraum mindestens über die Hälfte einer Periodendauer einer Periode erstreckt.Switching arrangement (400) according to Claim 2 , wherein - the first subcircuit is designed such that the first period is extended when the off period is extended; and / or - the first subcircuit is designed such that the first time period is shortened if the off time period is shortened; and / or - the first subcircuit is designed such that the first period extends over at least half of a period of a period. Schaltanordnung (400) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet ist, - einen Zeitpunkt innerhalb einer Periode zu detektieren, an dem das Schließen des ersten Schaltelements (402) keine sprunghafte Veränderung einer Spannung an der ersten Kapazität (401) verursacht; und - das erste Schaltelement (402) an dem detektierten Zeitpunkt zu schließen.Switching arrangement (400) according to one of the Claims 2 to 3rd , wherein the control unit (216, 226) is set up to - detect a point in time within a period at which the closing of the first switching element (402) does not cause a sudden change in a voltage across the first capacitance (401); and - close the first switching element (402) at the detected time. Schaltanordnung (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - eine Periode eine Periodendauer aufweist; und - die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet ist, die Off-Zeitdauer zwischen 0 und der Periodendauer zu verändern, um einen Kapazitätswert der Schaltanordnung (400) zu verändern.Switching arrangement (400) according to one of the preceding claims, wherein - a period has a period duration; and - The control unit (216, 226) is set up to change the off period between 0 and the period in order to change a capacitance value of the switching arrangement (400). Schaltanordnung (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die erste Teilschaltung derart ausgebildet ist, dass ein Stromfluss durch die erste Teilschaltung in eine leitende Richtung der ersten Diode (403) nicht unterbunden werden kann; und/oder - die erste Teilschaltung kein weiteres in Reihe zu dem ersten Schaltelement (402) angeordnetes Schaltelement aufweist.Switching arrangement (400) according to one of the preceding claims, wherein - The first subcircuit is designed such that a current flow through the first subcircuit in a conductive direction of the first diode (403) cannot be prevented; and or - The first subcircuit has no further switching element arranged in series with the first switching element (402). Schaltanordnung (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Schaltanordnung (400) eine zweite Kapazität (407) aufweist, die parallel zu der ersten Teilschaltung angeordnet ist; - die zweite Kapazität (407) einen zweiten Kapazitätswert aufweist; und - die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet ist, die Off-Zeitdauer zwischen 0 und einer Periodendauer zu variieren, um einen Kapazitätswert der Schaltanordnung (400) zwischen dem zweiten Kapazitätswert und der Summe aus dem ersten und zweiten Kapazitätswert zu variieren.Switching arrangement (400) according to one of the preceding claims, wherein - The switching arrangement (400) has a second capacitance (407) which is arranged in parallel with the first subcircuit; - The second capacitance (407) has a second capacitance value; and - The control unit (216, 226) is set up to vary the off time period between 0 and a period in order to vary a capacitance value of the switching arrangement (400) between the second capacitance value and the sum of the first and second capacitance value. Schaltanordnung (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Schaltanordnung (400) eine zweite Teilschaltung mit einer zweiten Kapazität (407), die einen zweite Kapazitätswert aufweist, und mit einem zweiten Schaltelement (502), das eine parallel zu dem zweiten Schaltelement (502) angeordnete zweite Diode (503) aufweist; - die erste Teilschaltung und die zweite Teilschaltung parallel zueinander angeordnet sind; - die erste Diode (403) und die zweite Diode (503) derart angeordnet sind, dass von der ersten Diode (403) und von der zweiten Diode (503) ein Stromfluss in zueinander entgegengesetzter Richtung gesperrt wird; und - die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet ist, - das erste Schaltelement (402) für eine erste Off-Zeitdauer zu öffnen; und - das zweite Schaltelement (502) für eine zweite Off-Zeitdauer zu öffnen; wobei die erste Off-Zeitdauer und die zweite Off-Zeitdauer von dem Ziel-Kapazitätswert abhängen.Switching arrangement (400) according to one of the preceding claims, wherein - The switching arrangement (400) has a second subcircuit with a second capacitance (407), which has a second capacitance value, and with a second switching element (502), which has a second diode (503) arranged in parallel with the second switching element (502); - The first sub-circuit and the second sub-circuit are arranged in parallel to each other; - The first diode (403) and the second diode (503) are arranged such that a current flow in the opposite direction is blocked by the first diode (403) and by the second diode (503); and - The control unit (216, 226) is set up, - open the first switching element (402) for a first off time period; and - open the second switching element (502) for a second off time period; wherein the first off period and the second off period depend on the target capacity value. Schaltanordnung (400) gemäß Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet ist, die erste und die zweite Off-Zeitdauer zwischen 0 und einer Periodendauer zu variieren, um einen Kapazitätswert der Schaltanordnung (400) zwischen null und der Summe aus dem ersten und zweiten Kapazitätswert zu variieren.Switching arrangement (400) according to Claim 8 , wherein the control unit (216, 226) is configured to vary the first and the second off duration between 0 and a period in order to vary a capacitance value of the switching arrangement (400) between zero and the sum of the first and second capacitance values. Schaltanordnung (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet ist, - das erste Schaltelement (402) zu schließen, wenn ein Strom durch die erste Diode (403) zu fließen beginnt; und/oder - einen Off-Zeitraum, in dem das erste Schaltelement (402) geöffnet ist, an ein Ende oder an einen Anfang einer Halbwelle der Wechselspannung zu legen; und/oder - Strominformation in Bezug auf einen Strom durch das erste Schaltelemente (402) und/oder Spannungsinformation in Bezug auf eine Spannung an dem ersten Schaltelement (402) zu ermitteln, und das erste Schaltelement (402) in Abhängigkeit von der Strominformation und/oder der Spannungsinformation zu öffnen.Switching arrangement (400) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (216, 226) is set up, - close the first switching element (402) when a current begins to flow through the first diode (403); and or - to put an off period in which the first switching element (402) is open at one end or at the beginning of a half-wave of the AC voltage; and or - Determine current information relating to a current through the first switching element (402) and / or voltage information relating to a voltage at the first switching element (402), and the first switching element (402) as a function of the current information and / or the voltage information to open. Induktives Ladesystem (200), das umfasst, - eine Primäreinheit (110), die eingerichtet ist, ein magnetisches Ladefeld (230) zu erzeugen; - eine Sekundäreinheit (120), die eingerichtet ist, auf Basis des magnetischen Ladefelds (230) einen Ladestrom (353) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (103) zu erzeugen; wobei die Primäreinheit (110) und/oder die Sekundäreinheit (120) eine Schaltanordnung (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. An inductive charging system (200) comprising - a primary unit (110) configured to generate a magnetic charging field (230); - a secondary unit (120) which is set up to generate a charging current (353) for charging an electrical energy store (103) based on the magnetic charging field (230); wherein the primary unit (110) and / or the secondary unit (120) comprises a switching arrangement (400) according to one of the preceding claims. Induktives Ladesystem (200) gemäß Anspruch 11, wobei - die Primäreinheit (110) und/oder die Sekundäreinheit (120) jeweils einen elektrischen Schwingkreis umfasst; und - der elektrische Schwingkreis eine Schaltanordnung (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, um eine Kapazität mit einem einstellbaren Kapazitätswert bereitzustellen.Inductive charging system (200) according to Claim 11 , wherein - the primary unit (110) and / or the secondary unit (120) each comprise an electrical resonant circuit; and - the electrical resonant circuit is a switching arrangement (400) according to one of the Claims 1 to 10th to provide a capacity with an adjustable capacity value. Induktives Ladesystem (200) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei - die Sekundäreinheit (120) einen Gleichrichter (301) und eine Spannungsanhebungsschaltung (302, 341, 342) zur Anhebung einer Ausgangsspannung des Gleichrichters (301) zum Laden des Energiespeichers (103) umfasst; und - die Spannungsanhebungsschaltung (302, 341, 342) eine Schaltanordnung (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst, um ein Ausmaß der Anhebung der Ausgangsspannung des Gleichrichters (301) zu verändern.Inductive charging system (200) according to one of the Claims 11 to 12 , wherein - the secondary unit (120) comprises a rectifier (301) and a voltage boost circuit (302, 341, 342) for raising an output voltage of the rectifier (301) for charging the energy store (103); and - the voltage boost circuit (302, 341, 342) a switching arrangement (400) according to one of the Claims 1 to 10th to change a degree of raising the output voltage of the rectifier (301). Primäreinheit (110) für ein induktives Ladesystem (200), wobei - die Primäreinheit (110) eingerichtet ist, ein magnetisches Ladefeld (230) zum induktiven Laden zu erzeugen; und - die Primäreinheit (110) eine Schaltanordnung (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.Primary unit (110) for an inductive charging system (200), wherein - the primary unit (110) is set up to generate a magnetic charging field (230) for inductive charging; and - the primary unit (110) a switching arrangement (400) according to one of the Claims 1 to 10th includes. Sekundäreinheit (120) für ein induktives Ladesystem (200), wobei - die Sekundäreinheit (120) eingerichtet ist, auf Basis eines magnetischen Ladefelds (230) einen Ladestrom (353) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (103) zu erzeugen; und - die Sekundäreinheit (120) eine Schaltanordnung (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.Secondary unit (120) for an inductive charging system (200), the secondary unit (120) being set up to generate a charging current (353) for charging an electrical energy store (103) based on a magnetic charging field (230); and - the secondary unit (120) has a switching arrangement (400) according to one of the Claims 1 to 10th includes. Gleichrichterschaltung (223), die umfasst, - einen Brückengleichrichter (301), der eingerichtet ist, auf Basis einer an Eingangs-Brückenpunkten (311, 312) anliegenden Wechselspannung an Ausgangs-Brückenpunkten (321, 322) des Brückengleichrichters (301) einen gleichgerichteten Strom (353) zu generieren; - einen ersten Kondensator (341), der mit einem ersten Ausgangs-Brückenpunkt (321) des Brückengleichrichters (301) gekoppelt ist, und einen zweiten Kondensator (342), der mit einem zweiten Ausgangs-Brückenpunkt (322) des Brückengleichrichters (301) gekoppelt ist; - ein erstes Schaltelement (302), das eine parallel zu dem ersten Schaltelement (302) angeordnete erste Diode (403) aufweist, und das eingerichtet ist, - den ersten Kondensator (341) zwischen einen ersten Eingangs-Brückenpunkt (311) und den ersten Ausgangs-Brückenpunkt (321) zu schalten bzw. von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt (311) zu entkoppeln; und - den zweiten Kondensator (342) zwischen den ersten Eingangs-Brückenpunkt (311) und den zweiten Ausgangs-Brückenpunkt (322) zu schalten bzw. von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt (311) zu entkoppeln; und - eine Steuereinheit (216, 226), die eingerichtet ist, - einen Zielspannungswert einer Ausgangspannung zwischen den Ausgangs-Brückenpunkten (321, 322) zu ermitteln; und - während einer Sequenz von Perioden der Wechselspannung, das erste Schaltelement (302) jeweils bei einer Periode der Wechselspannung für eine Off-Zeitdauer zu öffnen; wobei die Off-Zeitdauer von dem Zielspannungswert abhängt.Rectifier circuit (223) which comprises - A bridge rectifier (301), which is set up to generate a rectified current (353) based on an AC voltage present at input bridge points (311, 312) at output bridge points (321, 322) of the bridge rectifier (301); - A first capacitor (341), which is coupled to a first output bridge point (321) of the bridge rectifier (301), and a second capacitor (342), which is coupled to a second output bridge point (322) of the bridge rectifier (301) is; a first switching element (302) which has a first diode (403) arranged in parallel with the first switching element (302) and which is set up, - to switch the first capacitor (341) between a first input bridge point (311) and the first output bridge point (321) or to decouple it from the first input bridge point (311); and - to switch the second capacitor (342) between the first input bridge point (311) and the second output bridge point (322) or to decouple it from the first input bridge point (311); and - a control unit (216, 226) which is set up - determine a target voltage value of an output voltage between the output bridging points (321, 322); and - During a sequence of periods of the alternating voltage, the first switching element (302) is opened for a period of the alternating voltage for an off time period; where the off time period depends on the target voltage value. Gleichrichterschaltung (223) gemäß Anspruch 16, wobei - die Gleichrichterschaltung (223) einen dritten Kondensator (641) umfasst, der mit dem ersten Ausgangs-Brückenpunkt (321) des Brückengleichrichters (301) gekoppelt ist, und einen vierten Kondensator (342) umfasst, der mit dem zweiten Ausgangs-Brückenpunkt (322) des Brückengleichrichters (301) gekoppelt ist; - die Gleichrichterschaltung (223) ein zweites Schaltelement (502) umfasst, das eine parallel zu dem zweiten Schaltelement (502) angeordnete zweite Diode (503) aufweist; - die erste Diode (403) und die zweite Diode (503) derart angeordnet sind, dass die erste Diode (403) und die zweite Diode (503) Ströme in entgegengesetzter Richtung zueinander sperren ; - das zweite Schaltelement (502) eingerichtet ist, - den dritten Kondensator (641) zwischen den ersten Eingangs-Brückenpunkt (311) und den ersten Ausgangs-Brückenpunkt (321) zu schalten bzw. von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt (311) zu entkoppeln; und - den vierten Kondensator (642) zwischen den ersten Eingangs-Brückenpunkt (311) und den zweiten Ausgangs-Brückenpunkt (322) zu schalten bzw. von dem ersten Eingangs-Brückenpunkt (311) zu entkoppeln; und - die Steuereinheit (216, 226) eingerichtet ist, - das erste Schaltelement (302) für eine erste Off-Zeitdauer in einer Periode zu öffnen; und - das zweite Schaltelement (502) für eine zweite Off-Zeitdauer in einer Periode zu öffnen; wobei die erste Off-Zeitdauer und die zweite Off-Zeitdauer von dem Zielspannungswert abhängen.Rectifier circuit (223) according to Claim 16 , wherein - the rectifier circuit (223) comprises a third capacitor (641) which is coupled to the first output bridge point (321) of the bridge rectifier (301) and comprises a fourth capacitor (342) which is connected to the second output bridge point (322) of the bridge rectifier (301) is coupled; - The rectifier circuit (223) comprises a second switching element (502) which has a second diode (503) arranged in parallel with the second switching element (502); - The first diode (403) and the second diode (503) are arranged such that the first diode (403) and the second diode (503) block currents in opposite directions to each other; - The second switching element (502) is set up - To switch the third capacitor (641) between the first input bridge point (311) and the first output bridge point (321) or to decouple it from the first input bridge point (311) ; and - to switch the fourth capacitor (642) between the first input bridge point (311) and the second output bridge point (322) or to decouple it from the first input bridge point (311); and - the control unit (216, 226) is set up to - open the first switching element (302) for a first off-period in a period; and - open the second switching element (502) for a second off period in a period; being the first Off time and the second off time depend on the target voltage value. Verfahren (700) zur Einstellung eines Kapazitätswertes einer Schaltanordnung (400), wobei die Schaltanordnung (400) eine erste Teilschaltung mit einer ersten Kapazität (401), die einen ersten Kapazitätswert aufweist, und mit einem ersten Schaltelement (402), das eine parallel zu dem ersten Schaltelement (402) angeordnete erste Diode (403) aufweist, umfasst; wobei das Verfahren (700) umfasst, - Ermitteln (701) eines Ziel-Kapazitätswerts der Schaltanordnung (400); und - während einer Sequenz von Perioden einer Wechselspannung, wiederholtes Öffnen (702) des ersten Schaltelements (402) jeweils für eine Off-Zeitdauer; wobei die Off-Zeitdauer von dem Ziel-Kapazitätswert abhängt.Method (700) for setting a capacitance value of a switching arrangement (400), the switching arrangement (400) comprising a first subcircuit with a first capacitance (401) that has a first capacitance value and with a first switching element (402) that is connected in parallel comprises the first switching element (402) arranged first diode (403); the method comprising (700) - determining (701) a target capacitance value of the switching arrangement (400); and - During a sequence of periods of an AC voltage, repeated opening (702) of the first switching element (402) each for an off time period; where the off time period depends on the target capacity value.
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