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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler sowie eine Gleichspannungswandler-Anordnung mit einem solchen Gleichspannungswandler. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen eines Zwischenkreiskondensators, insbesondere eines Zwischenkreiskondensators in einem Gleichspannungswandler.
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Stand der Technik
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Gleichspannungswandler können eine an einem Eingang anliegende Gleichspannung in eine weitere Gleichspannung konvertieren und die konvertierte Gleichspannung an einem Ausgang bereitstellen. Gegebenenfalls können Gleichspannungswandler auch bidirektional betrieben werden, das heißt es kann elektrische Energie zwischen zwei Anschlüssen des Gleichspannungswandlers in beide Richtungen übertragen werden und hierbei die Spannungshöhe entsprechend angepasst werden. Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit eines Gleichspannungswandlers können gegebenenfalls in einem Gleichspannungswandler mehrere Gleichspannungswandler-Module parallel betrieben werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 219 740 A1 offenbart einen Gleichspannungskonverter mit mehreren parallel geschalteten Gleichspannungswandler-Modulen. Hierbei ist für alle Gleichspannungswandler-Module ein gemeinsamer Spannungsregler vorgesehen. Darüber hinaus ist für jedes Gleichspannungswandler-Modul eine separate Stromregelung vorgesehen.
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Zur Stabilisierung der elektrischen Spannung in einem Gleichspannungsnetz kann gegebenenfalls ein sogenannter Zwischenkreiskondensator vorgesehen sein. Da sich die Kapazität eines Kondensators über die Lebensdauer gegebenenfalls ändern kann, kann es von Interesse sein, die aktuelle Kapazität eines Zwischenkreiskondensators in einem Gleichspannungsnetz zu bestimmen. Insbesondere kann daraufhin die Betriebsstrategie von Komponenten in dem Gleichspannungsnetz angepasst werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung offenbart einen Gleichspannungswandler, eine Gleichspannungswandler-Anordnung sowie ein Verfahren zur Überprüfung eines Zwischenkreiskondensators in einem Gleichspannungswandler mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Demgemäß ist vorgesehen:
- Ein Gleichspannungswandler, insbesondere ein Gleichspannungswandler, der dazu ausgelegt ist, an einem ersten Anschluss mit einer Gleichspannungsquelle elektrisch gekoppelt zu werden und an einem zweiten Anschluss mit einem Gleichspannungsnetz elektrisch gekoppelt zu werden. Zur Kopplung des Gleichspannungswandlers am zweiten Anschluss mit dem Gleichspannungsnetz kann der Gleichspannungswandler insbesondere dazu ausgelegt sein, mit einem Trennschalter gekoppelt zu werden, der dazu ausgelegt ist, den zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers elektrisch mit dem Gleichspannungsnetz zu verbinden oder zu trennen. Insbesondere kann dieser Trennschalter einphasig oder zweiphasig den zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers elektrisch mit dem Gleichspannungsnetz verbinden oder trennen. Der Gleichspannungswandler umfasst einen Zwischenkreiskondensator, mindestens ein Gleichspannungswandler-Modul und
- eine Überwachungseinrichtung. Der Zwischenkreiskondensator ist elektrisch zwischen einem ersten Anschlusselement und einem zweiten Anschlusselement des zweiten Anschlusses des Gleichspannungswandlers angeordnet. Das mindestens eine Gleichspannungswandler-Modul ist dazu ausgelegt, elektrische Energie von dem ersten Anschluss des Gleichspannungswandlers zu dem zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers zu übertragen. Die Überwachungseinrichtung ist dazu ausgelegt, eine elektrische Spannung über dem Zwischenkreiskondensator zu erfassen. Ferner ist die Überwachungseinrichtung dazu ausgelegt, einen elektrischen Strom von dem Gleichspannungswandler-Modul in den Kondensator zu erfassen, während elektrische Energie von dem ersten Anschluss des Gleichspannungswandlers zu dem zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers übertragen wird. Ferner die Überwachungseinrichtung dazu ausgelegt, eine Kapazität des Zwischenkreiskondensators zu berechnen. Die Überwachungseinrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt, die Kapazität des Zwischenkreiskondensators unter Verwendung der erfassten elektrischen Spannung über dem Zwischenkreiskondensator und dem erfassten elektrischen Strom in dem Zwischenkreiskondensator zu berechnen.
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Weiterhin ist vorgesehen:
- Eine Gleichspannungswandler-Anordnung mit einem erfindungsgemäßen Gleichspannungswandler und einem Trennschalter. Der Trennschalter ist dazu ausgelegt, den zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers elektrisch mit einem Gleichspannungsnetz zu verbinden. Weiterhin ist der Trennschalter dazu ausgelegt, den Gleichspannungswandler mit dem Zwischenkreiskondensator von dem Gleichspannungsnetz elektrisch zu trennen, während der Zwischenkreiskondensator aufgeladen wird, um die Kapazität des Zwischenkreiskondensators zu bestimmen.
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Schließlich ist vorgesehen:
- Ein Verfahren zur Überprüfung eines Zwischenkreiskondensators in einem Gleichspannungswandler. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Aufladen des Zwischenkreiskondensators an einem zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers. Das Aufladen erfolgt insbesondere mittels Übertragen von elektrischer Energie von einem ersten Anschluss des Gleichspannungswandlers zu dem zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erfassen eines Spannungsverlaufes über dem Zwischenkreiskondensator und einen Schritt zum Erfassen eines elektrischen Stroms in dem Zwischenkreiskondensator. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt zum Berechnen einer Kapazität des Zwischenkreiskondensators, wobei die Kapazität insbesondere unter Verwendung des erfassten Spannungsverlaufes über dem Zwischenkreiskondensator und des erfassten elektrischen Stroms in dem Zwischenkreiskondensator erfolgt.
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Vorteile der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine Veränderung der Kapazität eines Zwischenkreiskondensators in einem Gleichspannungsnetz auf das Betriebsverhalten der angeschlossenen Komponenten in dem Gleichspannungsnetz auswirken kann. Daher kommt der Überwachung und der Bestimmung der Kapazität eines Zwischenkreiskondensators eine entscheidende Bedeutung zu. Insbesondere kann eine sinkende Kapazität eines Zwischenkreiskondensators zu Störungen bis hin zu Fehlfunktionen oder gar Beschädigungen von Betriebsmitteln führen.
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Es ist daher eine Idee der vorliegenden Erfindung, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine einfache und zuverlässige Bestimmung der Zwischenkreiskapazität bereitzustellen, welche sich ohne größeren Aufwand in ein bestehendes System implementieren lässt.
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Hierzu ist es vorgesehen, einen Zwischenkreiskondensator von einem Gleichspannungsnetz zu trennen und anschließend den von dem Gleichspannungsnetz abgekoppelten Zwischenkreiskondensator über einen Gleichspannungswandler aufzuladen. Durch die Überwachung der elektrischen Spannung über den Zwischenkreiskondensator und des Ladestroms kann hierbei die Kapazität des Zwischenkreiskondensators bestimmt werden. Üblicherweise werden Zwischenkreiskondensatoren in Gleichspannungsnetzen mit hoher Spannung, wie zum Beispiel Hochvoltnetzen eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, entladen, wenn das entsprechende System nicht aktiv ist. Beispielsweise muss ein Zwischenkreiskondensator eines Antriebssystems in einem Elektro- oder Hybridfahrzeuges unter eine vorbestimmte Spanung entladen werden, wenn das Antriebssystem ausgeschaltet wird. Vor dem Aktivieren eines solchen Systems kann der Zwischenkreiskondensator beispielsweise aus einem Niedervoltnetz über einen Gleichspannungswandler auf eine elektrische Spannung aufgeladen werden, welche zumindest annähernd der elektrischen Spannung des (Hochvlt-)Gleichspannungsnetzes entspricht. Anschließend kann der Zwischenkreiskondensator mit dem Gleichspannungsnetzgekoppelt werden, ohne dass hierbei höhere Ausgleichsströme fließen. Dieser Vorgang wird beispielsweise als „Vorladen“ des Zwischenkreiskondensators bezeichnet.
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Erfindungsgemäß kann während dieses Vorladens über einen Gleichspannungswandler die elektrische Spannung über dem Zwischenkreiskondensator sowie der Ladestrom in den Zwischenkreiskondensator überwacht werden. Aus diesen Größen kann die Kapazität des Zwischenkreiskondensators berechnet werden. Auf diese Weise kann ohne weitere zusätzliche Hardware die Kapazität des Zwischenkreiskondensators bestimmt werden. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Überwachung des Zwischenkreiskondensators.
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Die Kapazität des Zwischenkreiskondensators kann bei jedem Vorladevorgang des Zwischenkreiskondensators ausgeführt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Bestimmung der Kapazität des Zwischenkreiskondensators seltener auszuführen, beispielsweise einmal pro Zeitintervall oder jeweils nach einer bestimmten Anzahl von Vorladevorgängen. Beispielsweise kann die Kapazität des Zwischenkreiskondensators jeweils nur einmal pro Tag, pro Woche, pro Monat oder ähnlichem ausgeführt werden. Alternativ kann beispielsweise auch die Kapazität des Zwischenkreiskondensators jeweils nach zehn, zwanzig, fünfzig oder hundert Vorladevorgängen ausgeführt werden. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Kriterien möglich.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Gleichspannungswandler dazu ausgelegt, den Zwischenkreiskondensator auf eine elektrische Spannung aufzuladen, die zumindest annähernd der elektrischen Spannung des Gleichspannungsnetzes entspricht, an das der Trennschalter angeschlossen ist. Der Gleichspannungswandler ist hierbei während des Aufladens des Zwischenkreiskondensators von dem Gleichspannungsnetz elektrisch getrennt. Hierzu ist der Trennschalter zwischen dem zweiten Anschluss des Gleichspannungswandlers und dem Gleichspannungsnetz geöffnet. Wie oben bereits beschrieben, kann dieser Vorgang als sogenanntes Vorladen bezeichnet werden. Nachdem der Zwischenkreiskondensator auf eine elektrische Spannung aufgeladen ist, die in etwa der elektrischen Spannung des Gleichspannungsnetzes entspricht, kann der Zwischenkreiskondensator geschlossen werden, ohne dass hierbei erhebliche Ausgleichsströme fließen. Da der Zwischenkreiskondensator während dem Aufladen von dem Gleichspannungsnetz entkoppelt ist, kann davon ausgegangen werden, dass die elektrische Energie von dem Gleichspannungswandler vollständig in den Zwischenkreiskondensator fließt. Hierdurch kann die Kapazität des Zwischenkreiskondensators sehr genau ermittelt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung dazu ausgelegt, eine Signalisierung auszugeben, wenn die berechnete Kapazität des Zwischenkreiskondensators einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Der vorgegebene Grenzwert kann beispielsweise ein fester Grenzwert sein, welcher in der Überwachungseinrichtung gespeichert ist. Alternativ ist es auch möglich, dass der Grenzwert im Laufe der Betriebsdauer dynamisch angepasst wird, um beispielsweise Alterungseffekten oder ähnlichem Rechnung zu tragen. Weicht die ermittelte Kapazität des Zwischenkreiskondensators von dem vorgegebenen Grenzwert ab, so kann dies als ein Indiz darauf gewertet werden, dass ein Fehler in dem Zwischenkreiskondensator vorliegt. In diesem Fall kann der Betrieb einer an das Gleichspannungsnetz angeschlossenen Komponente, beispielsweise einem elektrischen Antriebssystem oder ähnlichem, eingeschränkt oder gegebenenfalls sogar vollständig unterbunden werden. Auf diese Weise können Störungen oder Beschädigungen der angeschlossenen Komponenten vermieden werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung dazu ausgelegt, den elektrischen Strom von dem Gleichspannungswandler-Modul in den Zwischenkreiskondensator unter Verwendung einer Regelgröße für das Gleichspannungswandler-Modul zu bestimmen. Beispielsweise kann der elektrische Strom von dem Gleichspannungswandler-Modul aus einer Regelgröße, wie zum Beispiel einem Tastverhältnis für die Ansteuerung von Schaltelementen in dem Gleichspannungswandler-Modul abgeleitet werden. Auf diese Weise kann gegebenenfalls der elektrische Strom von dem Gleichspannungswandler-Modul ohne zusätzlichen Stromsensor ermittelt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Gleichspannungswandler-Modul in dem Gleichspannungswandler während des Aufladens des Zwischenkreiskondensators in einem Hochsetzstellerbetrieb angesteuert werden. Alternativ ist es auch möglich, das Gleichspannungswandler-Modul während des Aufladens des Zwischenkreiskondensators in einem Tiefsetzstellerbetrieb anzusteuern.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Gleichspannungswandler-Modul zusätzlich dazu ausgelegt, elektrische Energie von dem zweiten Anschluss zu dem ersten Anschluss des Gleichspannungswandlers zu übertragen. Ein derartiges Gleichspannungswandler-Modul ist somit für eine bidirektionale Energieübertragung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss ausgelegt.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Gleichspannungswandler mehrere Gleichspannungswandler-Module. In diesem Fall kann die Überwachungseinrichtung dazu ausgelegt sein, den elektrischen Strom jedes Gleichspannungswandler-Moduls separat zu erfassen bzw. zu bestimmen. Die Kapazität des Zwischenkreiskondensators kann dabei mittels Kombination der individuell erfassten elektrischen Ströme der einzelnen Gleichspannungswandler-Module bestimmt werden. Beispielsweise können die einzelnen Ströme der Gleichspannungswandler-Module aufsummiert werden, um hieraus den Gesamtstrom in dem Zwischenkreiskondensator zu ermitteln.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann dabei auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Blockschaltbilds, wie es einer Gleichspannungswandler-Anordnung mit einem Gleichspannungswandler gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt;
- 2: eine schematische Darstellung eines Prinzipschaubilds zur Bestimmung der Zwischenkreiskapazität in einem Gleichspannungswandler gemäß einer Ausführungsform; und
- 3: eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren zur Überprüfung eines Zwischenkreiskondensators gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Prinzipschaltbilds, wie es einer Gleichspannungswandler-Anordnung gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt. Die Gleichspannungswandler-Anordnung umfasst einen Gleichspannungswandler 10 mit einem ersten Anschluss 11 und einem zweiten Anschluss 12. An dem ersten Anschluss 11 kann beispielsweise eine elektrische Energiequelle 20 angeschlossen sein. An dem zweiten Anschluss 12 kann beispielsweise über einen Trennschalter 30 ein Gleichspannungsnetz 40 angeschlossen sein. Beispielsweise kann der Gleichspannungswandler 10 ein Niedervoltnetz und ein Hochvoltnetz eines elektrischen Antriebssystems, wie beispielsweise das elektrische Antriebssystem eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges miteinander koppeln. In diesem Fall kann zum Beispiel der erste Anschluss 11 des Gleichspannungswandlers 10 mit dem Niedervoltnetz gekoppelt werden und der zweite Anschluss 12 mit dem Hochvoltnetz des Fahrzeugs. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf Anwendungen für Elektrofahrzeuge oder elektrische Antriebssysteme beschränkt.
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Zwischen dem ersten Anschluss 11 und dem zweiten Anschluss 12 des Gleichspannungswandlers 10 können ein oder mehrere Gleichspannungswandler-Module 13 vorgesehen sein. Falls mehr als ein Gleichspannungswandler-Modul 13 vorgesehen ist, können die mehreren Gleichspannungswandler-Module 13 parallel geschaltet sein, das heißt alle Gleichspannungswandler-Module 13 sind gemeinsam auf einer Seite mit dem ersten Anschluss 11 elektrisch verbunden und auf der anderen Seite mit dem zweiten Anschluss 12. Beispielsweise können zwei, drei oder mehr Gleichspannungswandler-Module 13 in dem Gleichspannungswandler 10 vorgesehen sein. Weiterhin ist an dem zweiten Anschluss 12, insbesondere zwischen einem ersten Anschlusselement und einem zweiten Anschlusselement des zweiten Anschlusses 12 des Gleichspannungswandlers 10 ein Kondensator 14 angeordnet. Bei diesem Kondensator 14 kann es sich beispielsweise um einen sogenannten Zwischenkreiskondensator handeln. Dieser Zwischenkreiskondensator 14 kann zum Beispiel eine elektrische Spannung in dem Gleichspannungsnetz 40 stabilisieren. Darüber hinaus umfasst der Gleichspannungswandler 10 eine Überwachungseinrichtung 15. Die Funktion der Überwachungseinrichtung 15 wird im Nachfolgenden noch näher beschrieben.
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Während des operativen Betriebs kann der Trennschalter 30 zwischen dem zweiten Anschluss 12 des Gleichspannungswandlers 10 und dem Gleichspannungsnetz 40 geschlossen sein. In diesem Zustand kann der Gleichspannungswandler 10 elektrische Energie zwischen den Komponenten an dem ersten Anschluss 11 und den Komponenten an dem Gleichspannungsnetz 40 übertragen. Beispielsweise kann der Gleichspannungswandler 10 elektrische Energie von dem Gleichspannungsnetz 40 in Richtung der Komponenten an dem ersten Anschluss 11 übertragen. Darüber hinaus ist eventiuell auch eine Energieübertragung in umgekehrter Richtung möglich.
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Aus Sicherheitsgründen kann es erforderlich sein, den Gleichspannungswandler 10 mittels des Trennschalters 30 von dem Gleichspannungsnetz 40 zu trennen. In diesem Fall kann es weiterhin aufgrund von gesetzlichen Vorschriften oder aus Sicherheitsgründen angebracht sein, den Zwischenkreiskondensator 14 zu entladen. Die Entladung kann hierbei mittels eines beliebigen Verfahrens erfolgen. Soll anschließend der Gleichspannungswandler 10 und insbesondere der Zwischenkreiskondensator 14 erneut mit dem Gleichspannungsnetz 40 gekoppelt werden, so kann der Zwischenkreiskondensator 14 vor dem Koppeln auf eine elektrische Spannung aufgeladen werden, welche zumindest annähernd der elektrischen Spannung in dem Gleichspannungsnetz 40 entspricht. Hierzu kann beispielsweise elektrische Energie von dem ersten Anschluss 11 des Gleichspannungswandlers 10 zu dem Zwischenkreiskondensator 14 übertragen werden. Nachdem der Zwischenkreiskondensator 14 auf das Spannungsniveau des Gleichspannungsnetzes 40 aufgeladen worden ist, kann der Trennschalter 30 geschlossen werden, ohne dass hierbei signifikante Ausgleichsströme fließen.
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Während des Aufladens des Zwischenkreiskondensators 40 über ein oder mehrere Gleichspannungswandler-Module 13 kann die elektrische Spannung über dem Zwischenkreiskondensator 14 überwacht werden. Darüber hinaus kann auch der elektrische Strom bestimmt werden, der von dem oder den Gleichspannungswandler-Modulen 13 in den Zwischenkreiskondensator 14 fließt. Die elektrische Spannung über dem Zwischenkreiskondensator 14 ist dabei proportional zu dem Integral des elektrischen Stroms in dem Zwischenkreiskondensator 14. Der Proportionalitätsfaktor entspricht hierbei der Kapazität des Zwischenkreiskondensators 14.
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Entsprechend kann die Überwachungseinrichtung 15 aus Strom und Spannung des Kapazität des Zwischenkreiskondensators 14 bestimmen.
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Die so ermittelte Kapazität des Zwischenkreiskondensators 14 kann beispielsweise mit einem vorgegebenen Referenzwert verglichen werden. Dieser Referenzwert kann zum Beispiel ein fester Wert für die Kapazität des Zwischenkreiskondensators 14 sein, welcher fest in der Überwachungseinrichtung 15 abgespeichert ist. Alternativ können gegebenenfalls auch dynamische Referenzwerte generiert werden, die zum Beispiel auch Alterungseffekte oder ähnliches mit in Betracht ziehen. Weicht die ermittelte Kapazität des Zwischenkreiskondensators von einem vorgegebenen Wert ab, insbesondere wenn die ermittelte Kapazität und der Referenzwert um mehr als einen Schwellwert abweicht, so kann dies ein Indiz für einen Fehler, eine Beschädigung oder eine übermäßige Alterung des Zwischenkreiskondensators 14 sein. In diesem Fall kann beispielsweise eine entsprechende Signalisierung ausgegeben werden. Daraufhin kann zum Beispiel der Betrieb von Komponenten an dem Gleichspannungsnetz 40 eingeschränkt oder gegebenenfalls sogar vollständig unterbunden werden. Auf diese Weise können Störungen, Beschädigungen oder ähnliches verhindert werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Prinzipschaubilds, wie es der Bestimmung der Kapazität eines Zwischenkreiskondensators 14 gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt. In dem hier dargestellten Beispiel wird von zwei parallel geschalteten Gleichspannungswandler-Modulen 13 ausgegangen. Selbstverständlich sind auch eine von zwei abweichende Anzahl von Gleichspannungswandler-Modulen 13 möglich.
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Bei einem Gleichspannungswandler 10 mit mehreren parallel geschalteten Gleichspannungswandler-Modulen 13 werden die gemessenen Modulströme I_DC_i mit den jeweiligen Tastverhältnissen R_i der einzelnen Gleichspannungswandler-Module 13 multipliziert. Anschließend werden die Produkte aufaddiert. Die Summe dieser Produkte kann anschließend mit einem Modulationsfaktor f multipliziert werden. Der Modulationsfaktor f kann abhängig von dem Betriebsbereich des Gleichspannungswandlers 10 während des Aufladens des Zwischenkreiskondensators 14 festgelegt werden. Die Betriebsbereiche können bei einem getakteten Gleichspannungswandler 10 mit Potentialtrennung über einen Transformator, beispielsweise ein inverser Tiefsetzstellerbetrieb (Buck-Modus) oder inverser Hochsetzstellerbetrieb (Boost-Modus) sein. Der Wert Cap des Zwischenkreiskondensators 14 ergibt sich daraufhin aus dem Integralwert des so ermittelten elektrischen Stroms geteilt durch die ermittelte Kondensatorspannung U_C.
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Die Ermittlung der Zwischenkreiskapazität kann beispielsweise bei jedem System, das heißt bei jedem Vorladevorgang des Zwischenkreiskondensators 14, ausgeführt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Bestimmung der Zwischenkreiskapazität lediglich in größeren Zeitintervallen, beispielsweise jeweils nach einer bestimmten Anzahl von Vorladevorgängen oder ähnlichem auszuführen. Durch die Ermittlung der Zwischenkreiskapazität kann beispielsweise auf eine Alterung des Zwischenkreiskondensators geschlossen werden. Beispielsweise kann der aktuelle Wert des Zwischenkreiskondensators bzw. der Alterungszustand des Zwischenkreiskondensators für eine Diagnose oder eine Anpassung eines Temperaturmodells des Zwischenkreiskondensators verwendet werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm wie es einem Verfahren zur Überprüfung eines Zwischenkreiskondensators 14 in einem Gleichspannungswandler 10 zugrunde liegen kann. In Schritt S1 erfolgt ein Aufladen des Zwischenkreiskondensators 14, der an einem zweiten Anschluss 12 des Gleichspannungswandlers 10 angeschlossen ist. Insbesondere kann das Aufladen des Zwischenkreiskondensators 14 mittels Übertragung elektrischer Energie von einem ersten Anschluss 11 des Gleichspannungswandlers 10 zu dem zweiten Anschluss 12 des Gleichspannungswandlers 10 erfolgen.
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In Schritt S2 erfolgt das Erfassen eines Spannungsverlaufs über dem Zwischenkreiskondensator 14 sowie das Erfassen eines elektrischen Stroms in dem Zwischenkreiskondensator 14.
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In Schritt S3 wird die Kapazität des Zwischenkreiskondensators 14 unter Verwendung des erfassten Spannungsverlaufs über dem Zwischenkreiskondensator 14 und des erfassten elektrischen Stroms in dem Zwischenkreiskondensator 14 berechnet.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung die Bestimmung der Kapazität eines Zwischenkreiskondensators zur Analyse des Zwischenkreiskondensators. Hierzu kann der Zwischenkreiskondensator über einen Gleichspannungswandler während eines Vorladevorgangs kontrolliert aufgeladen werden. Während des Aufladevorgangs können Spannung und Strom an dem Zwischenkreiskondensator ermittelt werden und hieraus die Kapazität des Zwischenkreiskondensators berechnet werden. Durch die Erfassung des elektrischen Stroms und der Spannung während eines Vorladevorgangs kann die Kapazität des Zwischenkreiskondensators im normalen Vorladebetrieb ohne zusätzlichen Aufwand sicher ermittelt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016219740 A1 [0003]
