DE102019214586A1 - Regelvorrichtung für einen Gleichspannungskonverter und Verfahren zur Regelung eines Gleichspannungskonverters - Google Patents

Regelvorrichtung für einen Gleichspannungskonverter und Verfahren zur Regelung eines Gleichspannungskonverters Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine erweiterte Anpassung der Regelgrößen für einen Gleichspannungswandler mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen. Hierzu wird neben der konventionellen Regelung der einzelnen Gleichspannungswandler-Module eine weitere Korrekturgröße ermittelt, die der Regelgröße hinzugefügt werden kann. Die Korrekturgröße kann insbesondere individuelle Eigenschaften der Gleichspannungswandler-Module wie Bauteiltoleranzen oder ähnliches berücksichtigen. Hierzu können vorab für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module geeignete Korrekturwerte ermittelt und in einem nicht-flüchtigen Speicher abgespeichert werden. Unter Verwendung dieser vorab gespeicherten Beziehungen können die Regelgrößen für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module individuell angepasst werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für einen Gleichspannungskonverter, insbesondere einen Gleichspannungskonverter mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen, sowie ein Verfahren zur Regelung eines Gleichspannungskonverters.
  • Stand der Technik
  • 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.
  • Gleichspannungswandler sind dazu vorgesehen, eine Eingangsgleichspannung in eine Ausgangsgleichspannung zu konvertieren, wobei die Spannungshöhe der Eingangsgleichspannung von der Spannungshöhe der Ausgangsgleichspannung verschieden sein kann. Die maximale Ausgangsleistung eines Gleichspannungskonverters ist entsprechend der Dimensionierung der verwendeten Bauelemente limitiert. Zur Erhöhung der Ausgangsleistung können gegebenenfalls mehrere Gleichspannungswandler-Module parallel geschaltet werden. Um die einzelnen Gleichspannungswandler-Module möglichst gleichmäßig zu belasten, können die einzelnen Gleichspannungswandler-Module gleichgestellt werden, d.h. die Gleichspannungswandler-Module werden derart angesteuert, dass sie jeweils einen zumindest annähernd gleichen Ausgangsstrom liefern.
  • Die Druckschrift DE 10 2019 213 071 A1 beschreibt ein mögliches Verfahren zur Gleichstellung mehrerer Gleichspannungswandler-Module in einer Gleichspannungsanordnung.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung offenbart eine Regelvorrichtung für einen Gleichspannungskonverter und ein Verfahren zur Regelung eines Gleichspannungskonverters mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Demgemäß ist vorgesehen:
    • Eine Regelvorrichtung für einen Gleichspannungskonverter mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen. Die Regelvorrichtung umfasst eine Regeleinrichtung und eine Kompensationseinrichtung. Die Regeleinrichtung ist dazu ausgelegt, für jedes Gleichspannungswandler-Modul eine individuelle Regelgröße bereitzustellen. Die individuelle Regelgröße jedes Gleichspannungswandler-Moduls wird unter Verwendung einer Sollgröße für die Ausgangsspannung, einem aktuellen Wert für die Ausgangsspannung, einem aktuellen Wert für die Eingangsspannung und einem aktuellen Wert für den jeweiligen Strom in einem Gleichspannungswandler-Modul ermittelt. Die Kompensationseinrichtung ist dazu ausgelegt, für jedes Gleichspannungswandler-Modul eine Kompensationsgröße bereitzustellen. Die Kompensationsgrößen für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module werden unter Verwendung der individuellen Regelgrößen für die jeweiligen Gleichspannungswandler-Module und vorab gespeicherten Korrekturwerten ermittelt. Die einzelnen Gleichspannungswandler-Module können unter Verwendung einer Kombination der jeweiligen individuellen Regelgröße und der korrespondierenden Kompensationsgröße angesteuert werden.
  • Weiterhin ist vorgesehen:
    • Ein Verfahren zur Regelung eines Gleichspannungskonverters, insbesondere eines Gleichspannungskonverters mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Bereitstellen individueller Regelgrößen. Die individuellen Regelgrößen für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module werden unter Verwendung einer Sollgröße für die Ausgangsspannung, einem aktuellen Wert für die Ausgangsspannung, einem aktuellen Wert für die Eingangsspannung und einem aktuellen Wert des jeweiligen Stroms in dem entsprechenden Gleichspannungswandler-Modul ermittelt. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Bereitstellen von Kompensationsgrößen. Die Kompensationsgrößen werden unter Verwendung der individuellen Regelgröße für das jeweilige Gleichspannungswandler-Modul und einem vorab gespeicherten Korrekturwert ermittelt. Insbesondere kann für jedes Gleichspannungswandler-Modul eine separate Kompensationsgröße ermittelt werden. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt zum Ansteuern der Gleichspannungswandler-Module unter Verwendung einer Kombination der jeweiligen individuellen Regelgröße für das entsprechende Gleichspannungswandler-Modul und der korrespondierenden Kompensationsgröße.
  • Vorteile der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Gleichspannungswandler-Anordnung mit mehreren parallelgeschalteten Gleichspannungswandler-Modulen aufgrund von Bauteiltoleranzen, Alterungseffekten etc. die von den einzelnen Gleichspannungswandler-Modulen abgegebenen Ströme und somit die abgegebenen Leistungen bei gleicher Ansteuerung unterschiedlich sein können. Hierdurch können die einzelnen Gleichspannungswandler-Module unterschiedlich stark belastet werden.
  • Darüber hinaus ist es auch möglich, dass bei einer Gleichspannungswandler-Anordnung mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen während des Betriebs der Gleichspannungswandler-Anordnung die einzelnen Gleichspannungswandler-Module während des Betriebs einzeln aktiviert oder deaktiviert werden können. Beim Zu- bzw. Abschalten eines Gleichspannungswandler-Moduls muss die Ansteuerung der einzelnen Gleichspannungswandler-Module jeweils derart angepasst werden, dass alle Gleichspannungswandler-Module möglichst gleichmäßig belastet werden. Dabei kann es beim Zu- bzw. Abschalten einzelner Gleichspannungswandler-Module in einem oder mehreren der Module zu einer kurzzeitigen Erhöhung des Stromes kommen, welche das entsprechende Gleichspannungswandler-Modul besonders stark belastet oder gegebenenfalls sogar beschädigen kann.
  • Es ist daher eine Idee der vorliegenden Erfindung, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine erweiterte Regelung für eine Gleichspannungswandler-Anordnung mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen vorzusehen, bei welcher auf einfache Weise sehr rasch eine gleichmäßige Stromabgabe der einzelnen Gleichspannungswandler-Module erzielt werden kann. Hierzu ist es vorgesehen, neben einer bestehenden Regelung für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module eine zusätzliche Regelgröße zu generieren und diese zusätzliche Regelgröße der normalen Regelgröße hinzuzufügen. Dabei kann die zusätzliche Regelgröße die individuellen Eigenschaften der einzelnen Gleichspannungswandler-Module, wie beispielsweise individuelle Bauteiltoleranzen oder ähnliches berücksichtigen. Auf diese Weise ist es möglich, auch bei mehreren parallelgeschalteten Gleichspannungswandler-Modulen mit geringfügig abweichenden Bauteileigenschaften eine Ansteuerung der einzelnen Gleichspannungswandler-Module zu erzielen, bei der die einzelnen Gleichspannungswandler-Module eine gleiche Ausgangsleistung und somit einen gleichen Ausgangsstrom bereitstellen. Insbesondere können ungleiche Belastungen und ein übermäßiger Stromanstieg in einem der Gleichspannungswandler-Module zuverlässig verhindert werden.
  • Für die Ermittlung der zusätzlichen Regelgröße zur Kompensation der individuellen Bauteileigenschaften der einzelnen Gleichspannungswandler-Module können die hierfür erforderlichen Kompensationswerte vorab ermittelt und abgespeichert werden. Auf diese Weise stehen die erforderlichen Kompensationswerte direkt für die Anpassung der Regelgrößen zur Verfügung.
  • Die einzelnen Gleichspannungswandler-Module können auf diese Weise durch Kombination der normalen, individuellen Regelgröße der einzelnen Gleichspannungswandler-Module mit einer jeweils korrespondierenden weiteren Kompensationsgröße angesteuert werden. Die Kompensationsgröße berücksichtigt dabei die zuvor ermittelten individuellen Eigenschaften der einzelnen Gleichspannungswandler-Module. Die Kompensationswerte zur Bestimmung der jeweiligen Kompensationsgrößen können zuvor während des Betriebs der Gleichspannungswandler-Anordnung ermittelt werden, während die einzelnen Gleichspannungswandler-Module gleichgestellt sind, das heißt während des Betriebs derart angesteuert werden, dass alle Gleichspannungswandler-Module einen gleichen Ausgangsstrom liefern. Insbesondere können die einzelnen Kompensationsgrößen für jedes Gleichspannungswandler-Modul in Abhängigkeit der von der Regelung bereitgestellten Regelgröße ermittelt werden. Darüber hinaus können selbstverständlich auch beliebige weitere Parameter, wie beispielsweise Temperatur, Ein- oder Ausgangsspannung etc. mit berücksichtigt werden.
  • Insbesondere kann für jedes Gleichspannungswandler-Modul eine Beziehung zwischen Kompensationswert und korrespondierender Eingangsspannung des Gleichspannungswandler-Moduls ermittelt und abgespeichert werden. Hierzu können beispielsweise für mehrere unterschiedliche Eingangsspannungen jeweils entsprechende Kompensationswerte bestimmt werden. Darüber hinaus ist es auch grundsätzlich möglich, einen mathematischen Zusammenhang zwischen Kompensationswert und Eingangsspannung zu ermitteln, oder Kompensationswerte mittels eines Rechenverfahrens, beispielsweise einer Interpolation oder ähnlichem unter Verwendung von zwei oder mehreren Stützstellen zu bestimmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Regeleinrichtung eine Vorsteuerung und einen Spannungsregler. Darüber hinaus kann die Regeleinrichtung für jedes Gleichspannungswandler-Modul einen individuellen Stromregler umfassen. Die Vorsteuerung ist dazu ausgelegt, eine erste Regelgröße unter Verwendung eines aktuellen Werts für die Eingangsspannung bereitzustellen. Der Spannungsregler ist dazu ausgelegt, eine zweite Regelgröße unter Verwendung eines Sollwerts für die Ausgangsspannung und einem aktuellen Wert der Ausgangsspannung des Gleichspannungskonverters bereitzustellen. Die einzelnen Stromregler sind dazu ausgelegt, jeweils eine dritte Regelgröße unter Verwendung eines elektrischen Stroms in dem jeweiligen Gleichspannungswandler-Modul bereitzustellen. Die Regeleinrichtung kann ferner dazu ausgelegt sein, die erste Regelgröße, die zweite Regelgröße und die dritte Regelgröße des jeweiligen Gleichspannungswandler-Moduls zu individuellen Regelgrößen für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module zu kombinieren. Auf diese Weise kann eine sehr zuverlässige und gleichzeitig effiziente Regelung für eine Gleichspannungswandler-Anordnung mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen erzielt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Kompensationseinrichtung dazu ausgelegt, die Kompensationsgröße unter Verwendung der individuellen Regelgröße für das jeweilige Gleichspannungswandler-Modul zu ermitteln. Darüber hinaus kann die Kompensationseinrichtung für die Ermittlung der Kompensationsgröße ferner einen aktuellen Wert der Eingangsspannung und/oder einen aktuellen der Temperatur in den Gleichspannungswandler-Modulen mit für die Ermittlung der Kompensationsgrößen berücksichtigen. Insbesondere können für die Ermittlung der Kompensationsgröße separate Kompensationswerte für die jeweiligen individuellen Regelgrößen, die Werte der Eingangsspannung sowie der Temperatur vorab gespeichert und berücksichtigt werden. Darüber hinaus können gegebenenfalls auch weitere Parameter oder Rahmenbedingungen der Gleichspannungswandler-Anordnung für die Ermittlung der Kombinationsgröße berücksichtigt werden. Gegebenenfalls können auch für diese weiteren Parameter separate Kompensationswerte vorab gespeichert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform spezifizieren die vorab gespeicherten Korrekturwerte eine Anpassung der Regelgröße in Abhängigkeit der Eingangsspannung des Gleichspannungswandlers. Beispielsweise können für mehrere verschiedene Werte der Eingangsspannung separate Korrekturwerte abgespeichert und bereitgestellt werden. Ferner können die Korrekturwerte beispielsweise auch mittels Berechnung, zum Beispiel einer Interpolation oder ähnlichem, aus zwei oder mehr Stützstellen bei entsprechenden Werten der Eingangsspannung berechnet werden. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Verfahren, beispielsweise das Definieren einer Rechenvorschrift oder ähnliches zur Ermittlung der Korrekturwerte möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Regeleinrichtung dazu ausgelegt, Korrekturwerte für die Bestimmung der Kompensationsgrößen der Gleichspannungswandler-Module zu ermitteln. Die ermittelten Korrekturwerte können zusammen mit korrespondierenden Werten der Eingangsspannung in einem Korrekturwertspeicher abgespeichert werden. Das Ermitteln und Speichern der Korrekturwerte kann beispielsweise vorab während einer Initialisierung oder Parametrisierung des Gleichspannungswandlers erfolgen.
  • Darüber hinaus können auch während des Betriebs des Gleichspannungswandlers Korrekturwerte ermittelt und abgespeichert werden. Insbesondere können beispielsweise zusätzliche Korrekturwerte ermittelt und abgespeichert werden. Darüber hinaus können auch gegebenenfalls bereits vorhandene Korrekturwerte durch neu ermittelte Korrekturwerte überschrieben. Auf diese Weise kann beispielsweise Alterungseffekten oder ähnlichem Rechnung getragen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die Korrekturwerte ermittelt und abgespeichert, wenn die Gleichspannungswandler-Module aktiv gleichgestellt angesteuert werden, das heißt wenn die Gleichspannungswandler-Module aktiv derart geregelt werden, dass sich in den einzelnen Gleichspannungswandler-Modulen gleiche Ströme einstellen und somit die Gleichspannungswandler-Module jeweils eine gleiche Ausgangsleistung bereitstellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die Korrekturwerte in einem nicht-flüchtigen Korrekturwertspeicher abgespeichert.
  • 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.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung eines Prinzipschaltbilds eines Gleichspannungskonverters mit einer Regelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
    • 2: eine schematische Darstellung einer Kompensationseinrichtung für einen Gleichspannungskonverter gemäß einer Ausführungsform; und
    • 3: ein Flussdiagramm, wie es einem Verfahren zur Regelung eines Gleichspannungskonverters gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gleichspannungskonverters 1 mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen 30-i. Die hier dargestellten zwei Gleichspannungswandler-Module 30-1 und 30-2 dienen lediglich als Beispiel zur einfachen Erläuterung der erfinderischen Grundprinzips. Selbstverständlich kann der Gleichspannungskonverter 1 auch mehr als zwei Gleichspannungswandler-Module 30-i aufweisen.
  • Die einzelnen Gleichspannungswandler-Module 30-i werden von einer gemeinsamen Eingangsgleichspannung gespeist. Weiterhin können auch die Ausgänge der einzelnen Gleichspannungswandler-Module 30-i miteinander verbunden werden, so dass die einzelnen Gleichspannungswandler-Module 30-i auch eine gleiche Ausgangsspannung bereitstellen. Zur Regelung der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms werden die einzelnen Gleichspannungswandler-Module 30-i jeweils mit einer separaten Regelgröße R5-i angesteuert. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine pulsbreitenmodulierte Regelung handeln, bei der das Tastverhältnis der Regelgrößen R5-i entsprechend angepasst wird.
  • Zur Regelung der einzelnen Gleichspannungswandler-Module 30-i kann für jedes Gleichspannungswandler-Modul 30-i eine individuelle Regelgröße R4-i generiert werden. Die Erzeugung der individuellen Regelgrößen R4-i in der Regeleinrichtung 10 wird nachfolgend noch näher erläutert.
  • Für jedes Gleichspannungswandler-Modul 30-i wird darüber hinaus noch zusätzlich eine Kompensationsgröße K-i erzeugt.
  • Jedes Gleichspannungswandler-Modul 30-i wird mittels einer Kombination der jeweiligen individuellen Regelgröße R4-i und der korrespondierenden Kompensationsgröße K-i angesteuert. Hierzu können die individuelle Regelgröße R4-i und die korrespondierende Kompensationsgröße K-i beispielsweise in einem Summierer kombiniert werden, und die Kombination der individuellen Regelgröße R4-i und der Kompensationsgröße K-i kann an dem jeweiligen Gleichspannungswandler-Modul 30-i bereitgestellt werden.
  • Die Ermittlung der Kompensationsgrößen K-i erfolgt dabei insbesondere unter Verwendung der jeweiligen individuellen Regelgrößen R4-i. Darüber hinaus können auch eine Temperatur T, insbesondere eine Temperatur in den Gleichspannungswandler-Modulen 30-i und/oder ein Wert der Eingangsspannung U mit in die Ermittlung der Kompensationsgrößen K-i einbezogen werden. Die Ermittlung der Kompensationsgrößen K-i wird nachfolgend noch näher erläutert.
  • Für die Ermittlung der individuellen Regelgrößen R4-i in der Regeleinrichtung 10 können beispielsweise eine gemeinsame Vorsteuerung 11, eine gemeinsame Spannungsregelung 12 und für jedes Gleichspannungswandler-Modul 30-i eine individuelle Stromregelung 13-i vorgesehen sein. Die Vorsteuerung kann beispielsweise unter Verwendung eines Werts für die Eingangsspannung, sowie gegebenenfalls weiteren Parametern eine erste Regelgröße R1 ermitteln. Der Spannungsregler 12 kann beispielsweise den Wert der Ausgangsspannung der Gleichspannungswandler-Module 30-i mit einem vorgegebenen Sollwert für die Ausgangsspannung vergleichen und unter Verwendung dieses Vergleichs eine zweite Regelgröße R2 generieren. Die erste Regelgröße R1 und die zweite Regelgröße R2 können beispielsweise in einem Summierer 14 kombiniert werden. Weiterhin können die zu den jeweiligen Gleichspannungswandler-Modulen 30-i korrespondierenden Stromregler 13-i jeweils unter Verwendung eines elektrischen Stroms in den jeweiligen Gleichspannungswandler-Modulen 30-i eine dritte Regelgröße R3-i generieren. Diese dritten Regelgrößen R3-i können mit der Kombination der ersten Regelgröße R1 und der zweiten Regelgröße R2 zusammengefasst werden. Beispielsweise können hierzu die Summierer 15-i vorgesehen sein. Die Kombination der ersten Regelgröße R1, der zweiten Regelgröße R2 sowie der dritten Regelgrößen R3-i für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module 30-i ergeben somit die individuellen Regelgrößen R4-i. Diese können, wie zuvor bereits beschrieben, mit den jeweiligen Kompensationsgrößen Ki kombiniert werden, um die entsprechenden Gleichspannungswandler-Module 30-i anzusteuern. Auf diese Weise kann den individuellen Regelgrößen R4-i eine weitere Kompensationsgröße K-i überlagert werden. Hierdurch kann beispielsweise individuellen Bauteiltoleranzen in den einzelnen Gleichspannungswandler-Modulen 30-i Rechnung getragen werden.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Prinzipschaltbilds einer Kompensationseinrichtung 20 für einen Gleichspannungskonverter 1 gemäß einer Ausführungsform. An der Kompensationseinrichtung 20 können beispielsweise die zuvor beschriebenen individuellen Regelgrößen R4-i, Eingangsspannung U und Temperatur T der Gleichspannungswandler-Module 30-i bereitgestellt werden. Die bereitgestellten Werte können beispielsweise gefiltert werden. Beispielsweise kann eine erste individuelle Regelgröße R4-1 mittels eines ersten Filters 211 gefiltert werden, eine zweite individuelle Regelgröße R4-2 mittels eines zweiten Filters 212 gefiltert werden. Ebenso kann die Eingangsspannung U mittels eines Filters 220 gefiltert werden, und die Temperatur T kann mittels eines weiteren Filters 230 gefiltert werden.
  • Im weiteren Verlauf kann mittels der Differenzglieder 241 und 242 eine Differenz zwischen den individuellen Regelgrößen R4-i gebildet werden. Die Differenzen können im Nachfolgenden auf negative Werte begrenzt werden. Im weiteren Verlauf wird aus den gefilterten Werten bzw. der gegebenenfalls begrenzten Differenz der individuellen Regelgrößen unter Verwendung von zuvor abgespeicherten Korrekturwerten aus dem Korrekturwertspeicher 250 eine Korrekturgröße ermittelt. Die Korrekturgrößen für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module 30-i können gegebenenfalls unter Verwendung von Korrekturgrößen für die Eingangsspannung U sowie die Temperatur T noch weiter angepasst werden. Abschließend können die Korrekturgrößen in den Begrenzungseinheiten 261, 262 auf einen Maximalwert begrenzt werden. Beispielsweise kann eine maximale Korrektur von -2 % oder gegebenenfalls -5 % vorgesehen sein. Die so generierten Korrekturgrößen K-i können daraufhin mit den individuellen Regelgrößen R4-i kombiniert werden und den jeweiligen Gleichspannungswandler-Modulen 30-i zugeführt werden.
  • Weiterhin kann an einem Eingang 280 signalisiert werden, dass die Gleichspannungswandler-Module 30-i aktuell gerade aktiv gleichgestellt worden sind, das heißt, das die Gleichspannungswandler-Module 30-i gleiche Ausgangsströme bzw. Ausgangsleistungen liefern. Wenn die Gleichstellung am Eingang 280 signalisiert wird, kann die Korrektureinrichtung 20 die in diesem Zustand anliegenden Werte wie Regelgrößen, Spannungen und Temperatur erfassen und in dem Korrekturwertspeicher 250 abspeichern. Insbesondere können die erfassten Werte zusammen mit der jeweils korrespondierenden Eingangsspannung an den Gleichspannungswandler-Modulen 30-i erfasst und abgespeichert werden. Bei dem Korrekturwertspeicher 250 kann es sich insbesondere um einen nicht-flüchtigen Speicher handeln. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass auch nach einem Abschalten des Gleichspannungswandlers die erfassten Korrekturwerte im Speicher erhalten bleiben.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens zur Regelung eines Gleichspannungskonverters 1 mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen 30-i. Das nachfolgend beschriebene Verfahren kann insbesondere beliebige Schritte ausführen, wie sie zuvor im Zusammenhang mit der Funktion des Gleichspannungskonverters 1 bereits beschrieben worden sind. Entsprechend kann der zuvor beschriebene Gleichspannungskonverter 1 auch alle Schritte ausführen, wie sie nachfolgend im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben werden.
  • In Schritt S1 wird für jedes Gleichspannungswandler-Modul 30-i eine individuelle Regelgröße R4-i bereitgestellt. Die individuelle Regelgröße R4-i kann insbesondere unter Verwendung einer Sollgröße für die Ausgangsspannung, einem Messwert für die Ausgangsspannung, einem Messwert für die Eingangsspannung und einem Messwert für den jeweiligen Strom des Gleichspannungswandler-Moduls 30-i ermittelt und bereitgestellt werden.
  • In Schritt S2 wird eine Kompensationsgröße K-i bereitgestellt. Die Kompensationsgröße wird insbesondere unter Verwendung der individuellen Regelgröße R4-i für das jeweilige Gleichspannungswandler-Modul 30-i und einem vorab gespeicherten Korrekturwert ermittelt und bereitgestellt. In Schritt S3 werden daraufhin die Gleichspannungswandler-Module 30-i unter Verwendung einer Kombination der jeweiligen individuellen Regelgröße R4-i und der korrespondierenden Kompensationsgröße K-i angesteuert.
  • Insbesondere können die Kompensationsgrößen K-i unter Verwendung von den individuellen Regelgrößen R4-i, einem Wert U für die Eingangsspannung der Gleichspannungswandler-Module und einer Temperatur T der Gleichspannungswandler-Module ermittelt werden. Für jede Eingangsgröße kann insbesondere ein zuvor in einem nicht-flüchtigen Speicher abgespeicherter Korrekturwert verwendet werden. Die Korrekturwerte stellen dabei insbesondere eine Beziehung zwischen einem Korrekturwert und einer korrespondierenden Eingangsspannung dar.
  • Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine erweiterte Anpassung der Regelgrößen für einen Gleichspannungswandler mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen. Hierzu wird neben der konventionellen Regelung der einzelnen Gleichspannungswandler-Module eine weitere Korrekturgröße ermittelt, die der Regelgröße hinzugefügt werden kann. Die Korrekturgröße kann insbesondere individuelle Eigenschaften der Gleichspannungswandler-Module wie Bauteiltoleranzen oder ähnliches berücksichtigen. Hierzu können vorab für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module geeignete Korrekturwerte ermittelt und in einem nicht-flüchtigen Speicher abgespeichert werden. Unter Verwendung dieser vorab gespeicherten Beziehungen können die Regelgrößen für die einzelnen Gleichspannungswandler-Module individuell angepasst werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016219740 A1 [0002]
    • DE 102019213071 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Regelvorrichtung für eine Gleichspannungskonverter (1) mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen (30-i), mit: einer Regeleinrichtung (10), die dazu ausgelegt ist, für jedes Gleichspannungswandler-Modul (30-i) eine individuelle Regelgröße (R4-i) unter Verwendung von einer Sollgröße für die Ausgangsspannung, einem Messwert für die Ausgangsspannung, einem Messwert für die Eingangsspannung und einem Messwert des jeweiligen Stroms in dem Gleichspannungswandler-Modul (30-i) bereitzustellen; einer Kompensationseinrichtung (20), die dazu ausgelegt ist, für jedes Gleichspannungswandler-Modul (30-i) eine Kompensationsgröße (K-i) unter Verwendung der individuellen Regelgröße (R4-i) für das jeweilige Gleichspannungswandler-Modul (30-i) und einem vorab gespeicherten Korrekturwert bereitzustellen, wobei jedes Gleichspannungswandler-Modul (30-i) unter Verwendung einer Kombination der jeweiligen individuellen Regelgröße (R4-i) und der korrespondierenden Kompensationsgröße (K-i) angesteuert wird.
  2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Regeleinrichtung (10) eine Vorsteuerung (11), einen Spannungsregler (12) und für jedes Gleichspannungswandler-Modul (30-i) einen individuellen Stromregler (13-i) umfasst, und wobei die Vorsteuerung (11) dazu ausgelegt ist, eine erste Regelgröße (R1) unter Verwendung eines Messwerts für die Eingangsspannung bereitzustellen, der Spannungsregler (12) dazu ausgelegt ist, eine zweite Regelgröße (R2) unter Verwendung eines Sollwerts für die Ausgangsspannung und einem Messwert der Ausgangsspannung des Gleichspannungskonverters bereitzustellen, die Stromregler (13-i) dazu ausgelegt sind, jeweils eine dritte Regelgröße (R3-i) unter Verwendung eines elektrischen Stroms in dem jeweiligen Gleichspannungswandler-Modul bereitzustellen, und wobei die Regeleinrichtung (10) dazu ausgelegt ist, die erste Regelgröße (R1), die zweite Regelgröße (R2) und die dritte Regelgröße (R3-i) des jeweiligen Gleichspannungswandler-Moduls (30-i) zu den individuellen Regelgrößen (R4-i) für die Gleichspannungswandler-Module (30-i) zu kombinieren.
  3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kompensationseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, die Kompensationsgröße (K-i) unter Verwendung der individuellen Regelgröße (R4-i) für das jeweilige Gleichspannungswandler-Modul (30-i), einem Messwert (U) für die Eingangsspannung und einer Temperatur (T) der Gleichspannungswandler-Module (30-i) zu ermitteln.
  4. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die vorab gespeicherten Korrekturwerte eine Anpassung der Regelgröße in Abhängigkeit der Eingangsspannung spezifizieren.
  5. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, wobei Kompensationseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, die Kompensationsgröße unter Verwendung mehrerer gespeicherter Korrekturwerte zu berechnen.
  6. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kompensationseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, Korrekturwerte (K-i) für die Bestimmung der Kompensationsgrößen der Gleichspannungswandler-Module (30-i) zu ermitteln und die ermittelten Korrekturwerte zusammen mit der korrespondierenden Eingangsspannung in einem Korrekturwertspeicher (250) abzuspeichern.
  7. Regelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Kompensationseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, die Korrekturwerte zu ermitteln und abzuspeichern, wenn die Gleichspannungswandler-Module (30-i) aktiv gleichgestellt angesteuert werden.
  8. Regelvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Korrekturwertspeicher (250) einen nicht-flüchtigen Speicher umfasst.
  9. Verfahren zur Regelung eines Gleichspannungskonverters (1) mit mehreren Gleichspannungswandler-Modulen (30-i), mit den Schritten: Bereitstellen (S1) einer individuellen Regelgröße (R4-i) unter Verwendung von einer Sollgröße für die Ausgangsspannung, einem Messwert für die Ausgangsspannung, einem Messwert für die Eingangsspannung und einem Messwert des jeweiligen Stroms in dem Gleichspannungswandler-Modul (30-i); Bereitstellen (S2) einer Kompensationsgröße (K-i) unter Verwendung der individuellen Regelgröße (R4-i) für das jeweilige Gleichspannungswandler-Modul (30-i) und einem vorab gespeicherten Korrekturwert; und Ansteuern (S3) der Gleichspannungswandler-Module (30-i) unter Verwendung einer Kombination der jeweiligen individuellen Regelgröße (R4-i) und der korrespondierenden Kompensationsgröße (K-i).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bereitstellen der Kompensationsgröße (K-i) ein Ermitteln der Kompensationsgröße (K-i) unter Verwendung der individuellen Regelgrößen (R4-i), einem Wert (U) für die Eingangsspannung der Gleichspannungswandler-Module (30-i) und einer Temperatur (T) der Gleichspannungswandler-Module (30-i) umfasst.
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