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Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mittels einer Batterie als Energiespeicher anzutreiben, wobei der elektrische Antrieb eine elektrische Maschine umfasst. Zum einen sind zur Erzeugung eines Drehfelds und allgemein zur Steuerung der elektrischen Maschine Halbleiter erforderlich, insbesondere die Halbleiterschalter eines Stromrichters, um mittels der Gleichspannung des Energiespeichers die elektrische Maschine betreiben zu können.
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Weiterhin ist allgemein bekannt, dass Fahrzeuge mit einem elektrischen Energiespeicher, der insbesondere zur Traktion dient, über eine Ladeschnittstelle am Äu-ßeren des Fahrzeugs („Plug-in“) aufgeladen werden kann. Zum Laden kann eine Ladestation als Wechselstromquelle verwendet werden, die je nach Ausprägung dreiphasig oder nur einphasig ausfallen kann. Da bei dreiphasigem Laden eine höhere gleichgerichtete Spannung auftritt als bei einphasigem Laden, sind Bauelemente wie Zwischenkreiskapazitäten gemäß der höheren Spannung auszulegen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der die höheren Kosten für Zwischenkreiskapazitäten, die für relativ hohe Spannungen ausgelegt sind, zu reduzieren und eine Ladung mit hohem Wirkungsgrad zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Zwischenkreisschaltung und die fahrzeugseitige Ladeschaltung der Ansprüche. Weitere Eigenschaften, Merkmale und Ausführungsformen sowie Vorteile ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Figur.
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Es wird vorgeschlagen, den Zwischenkreiskondensator einer Ladeschaltung in zwei Kapazitäten aufzuteilen, und diese je nach Gleichrichterspannung entweder parallel zu schalten (für eine hohe Kapazität bei vergleichsweise niedrigen Spannungen), oder seriell zu schalten (bei hohen Spannungen, um die hohe gleichgerichtete Spannung auf mehrere Kondensatoren zu verteilen). Um die beiden Zustände einstellen zu können, werden zwei Umschalter verwendet, zwischen denen sich eine Diodenschaltung befindet. Die Kondensatoren sind kreuzweise mit den Verbindungspunkten zwischen den jeweiligen Umschaltern und der Diodenschaltung angeschlossen. Um einen Spannungsabfall und somit Verluste an der Diodenschaltung zu vermeiden, wird vorgeschlagen die Umschalter derart zu verbinden, dass bei serieller Konfiguration der Zwischenkreiskkondensatoren die Diodenschaltung überbrückt wird. (In paralleler Konfiguration wird die Diodenschaltung vorzugsweise nicht überbrückt, insbesondere nicht von den Konfigurationsschaltern). Gleichzeitig ermöglicht die Diodenschaltung einen Anschluss eines Neutralleiters, um etwa bei dreiphasigem Laden symmetrische Komponenten ableiten zu können.
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Die vorgeschlagene Schaltung erlaubt daher die Verringerung der Verluste bei serieller Schaltung, indem bei serieller Konfiguration der Zwischenkreiskondensatoren die Diodenschaltung überbrückt wird, während gleichzeitig asymmetrische Komponenten über die Diodenschaltung abgeleitet werden können. Es sei bemerkt, dass bei der Ableitung von Asymmetrien über die Neutralleiter und die entsprechenden Dioden zwar eine Spannung an den Dioden abfällt, die zugehörigen Ströme der asymmetrischen Komponenten jedoch im Vergleich zu den Ausgleichströmen durch die Zwischenkreiskondensatoren gering sind, sodass durch die Schaltung der hauptsächlich entstehende Verlust durch Leiten von Ausgleichströmen der Zwischenkreiskondensatoren durch die Diodenschaltung vermieden wird.
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Es wird daher eine Zwischenkreisschaltung mit entsprechender Ausprägung beschrieben. Die Zwischenkreisschaltung ist insbesondere eine fahrzeugseitige Zwischenkreisschaltung und kann Teil eines Fahrzeugbordnetzes sein. Es kann eine fahrzeugseitige Ladevorrichtung vorgesehen sein, die die Zwischenkreisschaltung umfasst. Die Zwischenkreisschaltung weist einen ersten Anschluss auf. Falls die Ladevorrichtung die Zwischenkreisschaltung, jedoch keine Gleichrichterschaltung umfasst, dann kann der erste Anschluss einem Gleichstromladeanschluss der Ladevorrichtung entsprechen. Dieser Gleichstromladeanschluss kann gemäß einem Standard zum leitungsgebundenen Laden ausgebildet sein. Alternativ kann eine fahrzeugseitige Ladeschaltung vorgesehen sein, die eine Gleichrichterschaltung und die Zwischenkreisschaltung umfasst. Hierbei kann die Gleichrichterschaltung einen Wechselspannungsanschluss aufweisen. Der Wechselspannungsanschluss ist vorzugsweise gemäß einem Standard zum leitungsgebundenen Laden ausgebildet. Die Zwischenkreisschaltung ist der Gleichrichterschaltung nachgeschaltet.
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Die hier beschriebene Zwischenkreisschaltung umfasst einen ersten Anschluss. Dieser kann als Eingangsanschluss der Zwischenkreisschaltung betrachtet werden. Der erste Anschluss weist einen Neutralleiteranschluss auf. Neben dem Neutralleiteranschluss kann der erste Anschluss einen positiven und einen negativen Anschluss aufweisen. Die Zwischenkreisschaltung umfasst zumindest einen ersten und einen zweiten Zwischenkreiskondensator. Die Zwischenkreisschaltung ist eingerichtet, diese parallel oder seriell miteinander zu verbinden. Die Zwischenkreisschaltung umfasst ferner eine Diodenschaltung. Die Zwischenkreisschaltung verfügt über Konfigurationsschalter. Diese erlauben eine schaltbare parallele oder serielle Konfiguration bzw. Verbindung unter den Zwischenkreiskondensatoren. Die Konfigurationsschalter verbinden in einem ersten Zustand die Zwischenkreiskondensatoren seriell miteinander. In einem zweiten Zustand verbinden die Konfigurationsschalter die Zwischenkreiskondensatoren parallel miteinander. Die hier verwendeten Konfigurationsschalter sind jeweils als Umschalter ausgebildet.
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Neben der Verbindung der Zwischenkreiskondensatoren untereinander, die über die Konfigurationsschalter einstellbar ist, haben die Konfigurationsschalter auch die Eigenschaft, die Diodenschaltung zu überbrücken, nämlich insbesondere im ersten Zustand (und vorzugsweise nicht im zweiten Zustand). Im ersten Zustand sind somit die Zwischenkreiskondensatoren nicht nur über die Diodenschaltung miteinander verbunden (seriell), sondern auch über die Konfigurationsschalter, sodass der Strom (aufgrund der Durchlassspannung der Diodenschaltung) im Wesentlichen von den Konfigurationsschaltern getragen wird. Die Überbrückung ermöglicht, dass ein Spannungsabfall an der Diodenschaltung nicht auftritt, sodass die betreffende Verlustleistung an den Dioden nicht entsteht. Stattdessen erlauben die Konfigurationsschalter eine direkte Verbindung, insbesondere ohne wesentlichen Spannungsabfall. Insbesondere erlauben die Konfigurationsschalter eine Verbindung in dem ersten Zustand zwischen den Zwischenkreiskondensatoren ohne einen Spannungsabfall, der sich durch einen p-n-Übergang ergeben würde. Der Neutralleiteranschluss ist mit der Diodenschaltung verbunden. Daher kann beim zweiphasigen Laden der Neutralleiteranschluss zur Abführung von asymmetrischen Komponenten über die Diodenschaltung verwendet werden.
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Die Zwischenkreisschaltung und insbesondere die Zwischenkreiskondensatoren sind Hochvoltkomponenten, das heißt weisen eine Nennspannung von mindestens 60 Volt, mindestens 100 Volt und vorzugsweise von mindestens 400 Volt oder 800 Volt auf. Die Komponenten der Zwischenkreisschaltung sind Leistungskomponenten, wobei dies insbesondere die Zwischenkreiskondensatoren, die Konfigurationsschalter und die Dioden betrifft. Auch die Dioden sind vorzugsweise als Hochvoltkomponenten ausgebildet mit der vorangehend genannten Nennspannung (als Sperrspannung). Die Konfigurationsschalter sind vorzugsweise elektromechanische Schalter, sodass kein Spannungsabfall über zahlreichen Halbleiterschaltern auftritt. Die Konfigurationsschalter sind insbesondere Umschalter bzw. Wechsler bzw. Wechselschalter. Die können von einem Relais mit Wechsler dargestellt werden; d.h. die beiden Zustände entsprechen jeweils einer Verbindung über zwei Wechselkontakte des Konfigurationsschalters.
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Die Diodenschaltung umfasst vorzugsweise eine Reihenschaltung von zwei Dioden. Diese sind über einen Verbindungspunkt miteinander verbunden. Der Neutralleiteranschluss ist vorzugsweise mit dem Verbindungspunkt verbunden, insbesondere in direkter Weise. Zwischen den Konfigurationsschaltern kann eine Verbindung bestehen, die im ersten Zustand die Diodenschaltung überbrückt. Diese (direkte) Verbindung ist vorzugsweise ebenso mit dem Neutralleiteranschluss verbunden.
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Der erste Anschluss weist ein positives Potential (entsprechend einem positiven Potential) und ein negatives Potential (entsprechend einem negativen Anschluss) auf. Ein Ende des ersten Zwischenkreiskondensators ist direkt mit dem positiven Potential verbunden. Ein Ende des zweiten Zwischenkreiskondensators ist direkt mit dem negativen Potential verbunden. Die jeweiligen entgegengesetzten Enden der Zwischenkreiskondensatoren sind mit den Konfigurationsschaltern verbunden, sodass sich deren Schaltstellung auf die Verschaltung der Kondensatoren auswirken kann.
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Vorzugsweise verbinden die Konfigurationsschalter in dem ersten Zustand ein Ende des ersten Zwischenkreiskondensators über eine direkte Verbindung zwischen den Konfigurationsschaltern direkt mit einem Ende des zweiten Zwischenkreiskondensators. Die direkte Verbindung vermeidet den Spannungsabfall an den Dioden und überbrückt, bezogen auf deren beiden Enden, die Diodenschaltung. Die Enden der Zwischenkreiskondensatoren, die nicht mit einem der beiden Potentiale direkt verbunden sind, werden in dem ersten Zustand der Konfigurationsschalter von den Konfigurationsschaltern (ohne Verbindung zwischen diesen) direkt miteinander verbunden. In dem zweiten Zustand wird von den Konfigurationsschaltern das Ende der jeweiligen Zwischenkreiskondensatoren direkt mit den Potentialen des ersten Anschlusses verbunden. Dies betrifft die Enden der Zwischenkreiskondensatoren, die nicht direkt mit einem Potential des ersten Anschlusses verbunden sind, sondern das entgegengesetzte Ende. Dieses wird über einen jeweiligen der Konfigurationsschalter direkt mit dem anderen Potential verbunden. Der erste Konfigurationsschalter verbindet hierbei das Ende des zweiten Zwischenkreiskondensators (das nicht mit dem negativen Potential verbunden ist) mit dem positiven Potential. Der zweite Konfigurationsschalter verbindet das Ende des ersten Zwischenkreiskondensators (das nicht mit dem positiven Potential verbunden ist) mit dem negativen Potential des ersten Anschlusses.
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Die Diodenschaltung umfasst vorzugsweise eine Reihenschaltung von zwei Dioden. Diese sind über einen Verbindungspunkt miteinander verbunden. Der Neutralleiteranschluss ist direkt mit dem Verbindungspunkt verbunden. Es kann in der Zwischenkreisschaltung eine direkte Verbindung vorgesehen sein, über die die Konfigurationsschalter (im ersten Zustand) miteinander verbunden sind. Die direkte Verbindung, über die die Konfigurationsschalter in dem ersten Zustand (nicht im zweiten Zustand) miteinander verbunden sind, sind vorzugsweise ferner mit dem Verbindungspunkt (der Diodenschaltung) und/oder mit dem Neutralleiteranschluss direkt verbunden.
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Es kann ein zweiter Anschluss vorgesehen sein, der beispielsweise zu einem Akkumulator führen kann. Der Akkumulator ist hierbei vorzugsweise nicht Teil der Zwischenkreisschaltung. Der zweite Anschluss kann daher als Akkumulatoranschluss oder auch als Bordnetzanschluss oder als Ausgangsanschluss bezeichnet werden. Der zweite Anschluss ist mit zwei Potentialen des ersten Anschlusses verbunden. Mit anderen Worten weist der zweite Anschluss zwei Potentiale auf (ein positives und ein negatives), die mit dem ersten Anschluss bzw. dessen zwei Potentialen verbunden sind. Der zweite Anschluss weist insbesondere keinen Neutralleiteranschluss auf (im Gegensatz zum ersten Anschluss). Das negative Potential des ersten Anschlusses wird zu dem negativen Potential des zweiten Anschlusses durchgeschleift. Das positive Potential des ersten Anschlusses wird zu dem positiven Potential des zweiten Anschlusses durchgeschleift. Mit „Durchschleifen“ wird eine Weiterleitung eines Potentials mittels einer direkten Verbindung bezeichnet.
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Wie erwähnt kann eine fahrzeugseitige Ladeschaltung vorgesehen sein, die insbesondere eine Wechselstromladeschaltung ist. Die Ladeschaltung umfasst die hier beschriebene Zwischenkreisschaltung. Ferner umfasst die Ladeschaltung eine Gleichrichterschaltung. Die Gleichrichterschaltung kann ungesteuert sein, oder kann alternativ eine gesteuerte Gleichrichterschaltung sein. Die Gleichrichterschaltung ist insbesondere mehrphasig aufgebaut. Die Gleichrichterschaltung weist einen mehrphasigen, insbesondere dreiphasigen Wechselspannungsanschluss auf. Die Gleichrichterschaltung kann somit dreiphasig aufgebaut sein.
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Der mehrphasige Wechselspannungsanschluss der Gleichrichterschaltung hat vorzugsweise einen Neutralleiteranschluss. Dieser Neutralleiteranschluss der Gleichrichterschaltung ist mit dem Neutralleiteranschluss der Zwischenkreisschaltung verbunden, insbesondere in direkter Weise. Der Neutralleiteranschluss kann ferner an einen Sternpunkt der Gleichrichterschaltung angeschlossen sein. Die Gleichrichterschaltung ist vorzugsweise mehrphasig aufgebaut. Die Gleichrichterschaltung ist eingerichtet für den einphasigen und den mehrphasigen Betrieb. Insbesondere ist die Gleichrichterschaltung für den dreiphasigen Betrieb ausgebildet. Ferner ist die Gleichrichterschaltung vorzugsweise für den einphasigen Betrieb ausgebildet, wobei eine Phase des Wechselspannungsanschlusses an eine Phase, mehrere Phasen oder alle Phasen angeschlossen sein kann, insbesondere über einen entsprechenden Phasenverbindungsschalter. Dadurch wird die Ladeleistung auf die Phasen verteilt.
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Die Gleichrichterschaltung kann pro Phase eine Diodenhalbbrücke aufweisen. Alternativ kann die Gleichrichterschaltung pro Phase eine steuerbare Gleichrichterbrücke aufweisen, beispielsweise eine Transistor-Halbbrücke. Ferner kann die Gleichrichterschaltung Arbeitsinduktivitäten aufweisen, die als Längsinduktivität bzw. Serieninduktivität zwischen den Diodenhalbbrücken und den Phasenanschlüssen des Wechselspannungsanschlusses zwischengeschaltet sind. Jede Halbbrücke umfasst zwei Schaltelemente bzw. Dioden, die über einen Verbindungspunkt miteinander verbunden sind. Die Verbindungspunkte der Diodenhalbbrücken werden hier im weiteren als Mittenpunkt bezeichnet. Zwischen jedem Mittenpunkt und einem der Phasenanschlüsse ist eine Serieninduktivität vorgesehen.
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Der Gleichrichter kann somit als aktive Gleichrichterschaltung ausgebildet sein. Falls die oben genannten Induktivitäten vorhanden sind, ergeben sich Spannungswandlerfunktionen, sodass die am ersten Anschluss der Zwischenkreisschaltung anliegende Spannung nicht notwenderweise den gleichgerichteten Halbwellen des Wechselspannungsanschlusses entspricht. Die Gleichrichterschaltung kann insbesondere als Leistungsfaktorkorrekturfilter ausgebildet sein, beispielsweise als Vienna-Filter.
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Die Gleichrichterschaltung kann einen Sternpunkt aufweisen. Dieser ist vorzugsweise mit dem Neutralleiteranschluss der Zwischenkreisschaltung verbunden. Der Sternpunkt ist ferner vorzugsweise mit dem Neutralleiteranschluss der Gleichrichterschaltung verbunden. Jede Phase kann eine Schaltung aufweisen, wobei diese Schaltung jeden Mittenpunkt mit einem gemeinsamen Sternpunkt verbindet. Diese Schaltung kann insbesondere einen Schalter umfassen, vorzugsweise einen Halbleiterschalter oder mehrere Halbleiterschalter, die vorzugsweise antiseriell miteinander verbunden sind, insbesondere wenn die Halbleiterschalter eine Body-Diode aufweisen. Die Mittenpunkte der Diodenhalbbrücken können jeweils über einen Halbleiterschalter mit dem gemeinsamen Sternpunkt der Gleichrichterschaltung verbunden sein. Hierbei bilden die Halbleiterschalter die vorangehend genannte Schaltung.
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Die Gleichrichterschaltung kann eingerichtet sein, einphasig oder mehrphasig betrieben zu werden. Die Konfigurationsschalter der Zwischenkreisschaltung sind vorzugsweise eingerichtet, bei mehrphasigem Betrieb der Gleichrichterschaltung den ersten Zustand einzunehmen. Die Konfigurationsschalter sind ferner eingerichtet, bei einphasigem Betrieb der Gleichrichterschaltung (das heißt beim Betrieb nur einer Phase der Gleichrichterschaltung oder bei dem Betrieb von mehreren oder allen Phasen der Gleichrichterschaltung mit derselben Phase), den zweiten Zustand einzunehmen.
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Es kann eine Steuerung vorgesehen sein, die ansteuernd mit den Konfigurationsschaltern verbunden ist. Die Steuerung kann einen Eingang aufweisen, an dem ein Betriebszustandssignal empfangen werden kann. Dieses Betriebszustandssignal kann beispielsweise von der Gleichrichterschaltung abgegeben werden. Das Betriebszustandssignal gibt wieder, ob die einzelnen Phasen der Gleichrichterschaltung mehrphasig arbeiten oder ob einphasiger Betrieb herrscht (einphasiger Betrieb bedeutet, dass entweder nur eine Phase der Gleichrichterschaltung aktiv ist oder mehrere oder alle Phasen der Gleichrichterschaltung aktiv sind, jedoch mit dasselbe Phasensignal bzw. die Spannung derselben Phase erhalten). Alternativ kann eine Steuerung vorgesehen sein, die eingerichtet ist, sowohl den Betriebszustand der Gleichrichterschaltung einzustellen, als auch den Schaltzustand der Konfigurationsschalter einzustellen. In beiden Fällen sind die Steuerungen derart ausgebildet, dass bei einphasigem Betrieb (entweder Empfangen durch den Signaleingang oder eingestellt durch die Steuerung selbst die Konfigurationsschalter die Zwischenkreiskondensatoren parallel miteinander verbinden, und bei mehrphasigem und insbesondere dreiphasigem Betrieb die Konfigurationsschalter die Zwischenkreiskondensatoren seriell miteinander verbinden, wobei hierbei die Konfigurationsschalter die Diodenschaltung überbrücken und somit die Zwischenkreiskondensatoren direkt und nicht über die Diodenschaltung miteinander verbinden. Mit anderen Worten ist die Steuerung eingerichtet, bei mehrphasigem und insbesondere dreiphasigem Betrieb der Gleichrichterschaltung mittels der Konfigurationsschalter die Diodenschaltung zu überbrücken.
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Im einphasigen Betrieb wird eine Wechselspannung an einem Phasenanschluss oder an mehreren Phasenanschlüssen (parallel) sowie am Neutralleiter angelegt. Hierbei fließt der Strom über die Diodenbrücken der Gleichrichterschaltung sowie über die Diodenschaltung der Zwischenkreisschaltung. Da jedoch die Leistung im einphasigen Betrieb geringer ist als im mehrphasigen Betrieb fällt die Verlustleistung an den Dioden der Diodenschaltung der Zwischenkreisschaltung nicht zu sehr ins Gewicht wie im dreiphasigen Betrieb, bei dem an der Diodenschaltung im Wesentlichen keine Verlustleistung auftritt.
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Die 1 dient zur näheren Erläuterung der hier beschriebenen Zwischenkreisschaltung und der hier beschriebenen fahrzeugseitigen Ladeschaltung.
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Die 1 zeigt in der rechten Hälfte eine Zwischenkreisschaltung KS mit einem ersten Anschluss A1 und einem zweiten Anschluss A2. An den Anschluss A2 können sich ein Bordnetzzweig und/oder ein Akkumulator und/oder ein elektrischer Antrieb anschließen. Diese sind jedoch nicht Teil der Zwischenkreisschaltung. Der erste Anschluss A1 umfasst einen positiven Anschluss +, entsprechend einem positiven Potential, einen negativen Anschluss -, entsprechend einem negativen Potential und einen Neutralleiteranschluss N. Die Zwischenkreisschaltung KS weist zwei Wechselschalter WS1, WS2 auf, sowie einen ersten Zwischenkreiskondensator C1 und einen zweiten Zwischenkreiskondensator C2.
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Die Umschalter, die auch als Konfigurationsschalter bezeichnet werden, haben zwei Schaltstellungen 1 und 2. Die 1 zeigt die Schaltung in der Schaltstellung 1. In der Schaltstellung 1, wie dargestellt, ist der an den positiven Anschluss + angeschlossene erste Zwischenkreiskondensator C1 über den zweiten Konfigurationsschalter WS2 und den ersten Konfigurationsschalter WS1 (in dieser Reihenfolge) seriell mit dem zweiten Zwischenkreiskondensator C2 verbunden. Die Verbindung V verbindet die Wechselschalter WS1 und WS2 miteinander. Hierbei sind über die Verbindung V die Mittelanschlüsse der jeweiligen Umschalter WS1, WS2 miteinander verbunden. Ein jeweils erster Pol der beiden Umschalter WS1, WS2 entspricht der ersten Schalterstellung 1 und der Mittelanschluss mit dem Kontakt verbunden ist, neben dem sich das Bezugszeichen 1 befindet. Die Konfigurationsschalter weisen jeweils einen zweiten Pol auf, der direkt mit den positiven und negativen Potentialen bzw. Anschlüssen des ersten Anschlusses A1 verbunden sind. Der erste Pol der Wechselschalter ist jeweils mit der Verbindung V verbunden; mit anderen Worten sind die jeweils ersten Pole der Konfigurationsschalter WS1, WS2 miteinander verbunden (in direkter Weise über die Verbindung V). Die zweiten Pole (neben den Bezugszeichen 2) sind direkt mit verschiedenen Potentialen des ersten Anschlusses A1 verbunden.
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Befinden sich die Konfigurationsschalter WS1, WS2 in den zweiten Zustand, dann sind die Mittelanschlüsse der Konfigurationsschalter mit den beiden Potentialen des ersten Anschlusses A1 verbunden. Hierbei ist der erste Zwischenkreiskondensator C1 in dem zweiten Zustand des Konfigurationsschalters WS2 mit dem negativen Potential - verbunden und der erste Zwischenkreiskondensator C1 ist über den ersten Konfigurationsschalter WS1 mit dem positiven Potential + (des ersten Anschlusses) verbunden. Es ergibt sich eine Parallelschaltung der Kondensatoren.
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Die Zwischenkreisschaltung KS umfasst ferner eine Diodenschaltung, die zwei Dioden G1, G2 umfasst, welche in Serie miteinander verbunden sind. Die Durchlassrichtung der Diodenschaltung und somit der Dioden führt vom ersten Kondensator C1 zum zweiten Kondensator C2. Die Diodenschaltung ist zwischen den Zwischenkreiskondensatoren C1 und C2 angeschlossen. In gleicher Weise ist die Diodenschaltung zwischen den Konfigurationsschaltern WS1, WS2 angeschlossen, insbesondere zwischen den Mittelanschlüssen der Konfigurationsschalter. Die Dioden G1, G2 der Diodenschaltung sind über einen Verbindungspunkt VP seriell miteinander verbunden. Die Konfigurationsschalter WS1, WS2 und insbesondere deren ersten Pole (die im ersten Zustand mit dem Mittelanschluss verbunden bzw. den Zwischenkreiskondensatoren verbunden sind) sind über die Verbindung V miteinander verbunden. Diese Verbindung V überbrückt, wenn sich die Konfigurationsschalter WS1, WS2 im ersten Zustand 1 befinden, die Diodenschaltung G1, G2. Dies entspricht dem dargestellten Zustand. Bei der sich ergebenden Seriellschaltung der Zwischenkreiskondensatoren C1, C2 wird somit die dazwischenliegende Diodenschaltung G1, G1 überbrückt, sodass dort keine Durchlassspannung und auch keine Verluste auftreten.
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Eine Steuerung C ist ansteuernd mit den Konfigurationsschaltern WS1, WS2 verbunden. Ein Neutralleiteranschluss N des ersten Anschlusses A1 ist mit dem Verbindungspunkt VP verbunden. In gleicher Weise ist ein Neutralleiteranschluss N des ersten Anschlusses A1 mit der Verbindung V verbunden, die die Konfigurationsschalter bzw. deren ersten Pole miteinander verbindet. Die Steuerung C ist insbesondere eingerichtet, zwischen einem Seriell- und Parallelzustand hin- und herzu schalten, wobei wie erwähnt die Seriell- und Parallelzustände Entsprechungen haben in den Zuständen der Konfigurationsschalter. Die Steuerung C ist eingerichtet, die beiden Konfigurationsschalter WS1, WS2 symmetrisch zu schalten. Die Steuerung C kann abhängig von einem Betriebssignal, das den Betriebszustand der vorgeschalteten Gleichrichterschaltung GR (kurz: Gleichrichter) darstellt die Konfigurationsschalter schalten.
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In der 1 ist ferner ein Gleichrichter GR dargestellt, der über den ersten Anschluss der Zwischenkreisschaltung mit dieser verbunden ist. Hierbei kann der Gleichrichter stationär sein, etwa Teil einer Ladestation, wobei dann der Anschluss A1 ein Ladeanschluss des Fahrzeugs ist, in dem sich die Zwischenkreisschaltung befindet. Ferner kann der Gleichrichter GR wie den Zwischenkreisschaltung KS fahrzeugseitig angeordnet sein, sodass ein Wechselspannungsanschluss des Gleichrichters GR als Ladeanschluss des Fahrzeugs vorgesehen ist, in dem sich die Zwischenkreisschaltung und der Gleichrichter befinden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Gleichrichter GR wie auch die Zwischenkreisschaltung KS fahrzeugseitig angeordnet sind und somit eine fahrzeugseitige Ladeschaltung bilden.
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Der Gleichrichter GR umfasst drei Phasenanschlüsse L1 bis L3 sowie einen Neutralleiteranschluss als Teil des Wechselspannungsanschlusses. Ferner weist der Gleichrichter GR drei Dioden-Halbbrücken D1 bis D3 auf. Der Gleichrichter ist somit dreiphasig ausgebildet. Zwischen den Dioden-Halbbrücken D1 bis D3 und den zugehörigen Phasenanschlüssen L1 bis L3 sind beispielhaft Serieninduktivitäten dargestellt, die es ermöglichen, dass der Gleichrichter ferner eine spannungswandelnde Funktion hat. Insbesondere erlauben diese, dass der Gleichrichter GR als Leistungsfaktorkorrekturfilter ausgebildet ist.
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Die drei Dioden-Halbbrücken D1 bis D3 (sowie die hier ebenfalls vorgesehenen Induktivitäten) sind Teil der drei Phasen der Gleichrichterschaltung GR. Weiterhin sind für jede Phase zwei zueinander anti-seriell angeschlossene Schalter vorgesehen, die pro Phase zusammen einen Halbleiterschalter bilden. Die anti-serielle Ausrichtung bezieht sich auf die Durchlassrichtung der Body-Dioden der einzelnen Schaltelemente der Halbleiterschalter S. Jede Dioden-Halbbrücke ist über einen Halbleiterschalter S mit einem gemeinsamen Sternpunkt SP der Gleichrichterschaltung GR verbunden. Dieser Sternpunkt SP ist mit dem Nulleiteranschluss N des Wechselspannungsanschlusses WA verbunden. Durch getaktetes Schalten der Halbleiterschalter S kann zusammen mit dem dargestellten optionalen Induktivitäten eine phasenkorrigierende und/oder spannungswandelnde Funktion implementiert werden. Die Dioden-Halbbrücken bilden eine B6U-Brücke; alternativ kann eine B6C-Brücke vorgesehen sein. Die Gleichrichterschaltung kann somit ein vollständig oder zumindest zum Teil steuerbare Halbbrücken aufweisen. An den Enden der Dioden-Halbbrücken sind die beiden Potentiale + und - vorgesehen, die über den ersten Anschluss A1 mit der Zwischenkreisschaltung KS verbunden sind. Die Halbleiterschalter S bzw. die einzelnen Phasenanschlüsse L1 bis L3 sind (über die optionalen Serieninduktivitäten) mit den Verbindungspunkten der Dioden-Halbbrücken verbunden, die als Mittenpunkt bezeichnet werden.
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Bei dreiphasiger Ladung liegt an den Phasenanschlüssen L1 bis L3 eine mehrphasige Spannung an, insbesondere Spannungen, die zueinander um 120° phasenverschoben sind. Im einphasigen Betrieb wird an einer der Phasenanschlüsse L1 bis L3 oder an allen Phasenanschlüssen L1 bis L3 gleichzeitig gegenüber dem Nullleiteranschluss N eine einzige Wechselspannung angelegt. Es ergibt sich im letztgenannten Fall eine geringere gleichgerichtete Spannung am Anschluss A1 als im Falle des Anliegens einer mehrphasigen Spannung an den Wechselspannungsanschluss WA.
