DE102020116814A1

DE102020116814A1 - Dämpfungsschaltung und stromrichter

Info

Publication number: DE102020116814A1
Application number: DE102020116814.4A
Authority: DE
Inventors: Ryuji Yamada
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-06-25
Publication date: 2021-03-04
Also published as: CN112448571A; JP2021035287A; US11152851B2; JP7276005B2; US20210067030A1

Abstract

Es wird eine Dämpfungsschaltung bereitgestellt, umfassend N Ladewege mit einem Kondensator positiver Seite, einer erste Diode und einem Kondensator negativer Seite, die in Reihe geschaltet sind zwischen einer Verdrahtung positiver Seite und einer Verdrahtung negativer Seite, und die einen Strom von der positiven Seite zur negativen Seite leiten; N+1 Entladewege mit einer zweite Diode, die zwischen einem Kondensator der negativen Seite im k-ten Ladeweg und einem Kondensator der positiven Seite im k+1-tenLadeweg angeschlossen ist, und die Strom von der negativen Seite über einen Kondensator der negativen Seite oder einen Kondensator der positiven Seite zur positiven Seite leiten; andere Ladewege mit einer Drosselspule zwischen einem Kondensator der positiven Seite im i-ten Ladeweg und einem Kondensator der negativen Seite im i+1-ten Ladeweg, und die jeweils Strom von der positiven Seite zur negativen Seite leiten, wobei der Kondensator der positiven Seite und der Kondensator der negativen Seite in den anderen Ladewegen eine größere Kapazität haben als jeder Kondensator der positiven Seite und Kondensator der negativen Seite, die nicht im anderen Ladeweg enthalten sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungsschaltung und einen Stromrichter.
STAND DER TECHNIK
Eine Vielzahl von herkömmlichen Dämpfungsschaltungen zum Reduzieren einer Stoßspannung ist vorgeschlagen worden (siehe z.B. Patentdokumente 1 bis 3).

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Nr. 2016-144340
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung Nr. 2009-247132
Patentdokument 3: Japnisches Patent Nr. 5516055

Seit einigen Jahren besteht das Begehren, Zerstörung von Vorrichtungen zu verhindern und den Schaltungsverlust zuverlässiger zu reduzieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Dämpfungsschaltung bereitgestellt. Die Dämpfungsschaltung kann N parallele Ladewege (N ist eine ganze Zahl gleich oder größer 2) aufweisen, die jeweils einen Kondensator positiver Seite, eine erste Diode und einen Kondensator negativer Seite aufweisen, die der Reihe nach in Serie verbunden sind zwischen Verdrahtung positiver Seite und Verdrahtung negativer Seite, und die jeweils einen Strom von der Seite der Verdrahtung positiver Seite zur Seite der Verdrahtung negativer Seite leiten. Die Dämpfungsschaltung kann N+1 parallele Entladewege aufweisen, von denen jeder eine zweite Diode aufweist, die zwischen einer Verdrahtung negativer Seite oder einem Kondensator der negativen Seite in einem k-ten Ladeweg (k ist eine ganze Zahl gleich oder größer 0 und kleiner als N) der N Ladewege und einer Verdrahtung positiver Seite oder einem Kondensator der positiven Seite in einem k+1-ten Ladeweg der N Ladewege angeschlossen ist, und Strom von der Verdrahtung negativer Seite über den Kondensatoren der negativen Seite und/oder den Kondensator der positiven Seite zur Verdrahtung positiver Seite leitet. Die Dämpfungsschaltung kann andere Ladewege aufweisen, die eine Drosselspule aufweisen, die in Reihe mit der zweiten Diode zwischen dem Kondensator der positiven Seite im i-ten Ladeweg (i ist eine ganze Zahl gleich oder größer 1 und gleich oder kleiner N-1) der N Ladewege und dem Kondensator der negativen Seite im i+1-ten Ladeweg angeschlossen ist, und die jeweils Strom von der Verdrahtung positiver Seite über den Kondensator der positiven Seite in einem i-ten Ladeweg, eine zweite Diode, eine Drosselspule und den Kondensator der negativen Seite im i+1-ten Ladeweg zur Verdrahtung negativer Seite leiten. Unter Kondensatoren der positiven Seite und Kondensatoren der negativen Seite im i-ten Ladeweg und i+1-ten Ladeweg, können die Kondensatoren der positiven Seite und die Kondensator der negativen Seite enthalten in den anderen Ladewegen eine größere Kapazität aufweisen haben als jeder der Kondensatoren der positiven Seite und der Kondensatoren der negativen Seite, die nicht in den anderen Ladewegen enthalten sind.
Der Kondensator der negativen Seite und der Kondensator der positiven Seite in den anderen Ladewegen können eine gleichgroße Kapazität aufweisen. Der Kondensator der negativen Seite und der Kondensator der positiven Seite im Entladeweg durch die zweite Diode und die Drosselspule können eine gleichgroße Kapazität aufweisen.
N kann gleich zwei sein.
Die Induktivität eines jeden Ladewegs kann kleiner als eine Induktivität eines jeden Entladewegs sein.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Stromrichter. Der Stromrichter kann einen Transformator aufweisen, dessen Primärseite an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist. Der Stromrichter kann eine Gleichrichterschaltung aufweisen, die mit einer Sekundärseite des Transformators verbunden ist und eine Gleichspannung zwischen der Verdrahtung positiver Seite und der Verdrahtung negativer Seite gemäß dem Ausgang der Sekundärseite des Transformators ausgibt. Der Stromrichter kann die Dämpfungsschaltung gemäß dem ersten Aspekt aufweisen, der zwischen der Verdrahtung positiver Seite und der Verdrahtung negativer Seite angeschlossen ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stromrichter bereitgestellt. Der Stromrichter kann einen Wechselrichter oder Zerhacker aufweisen, der eine Gleichspannung zwischen der Verdrahtung positiver Seite und der Verdrahtung negativer Seite ausgibt. Der Stromrichter kann die Dämpfungsschaltung gemäß dem ersten Aspekt aufweisen, der zwischen der Verdrahtung positiver Seite und der Verdrahtung negativer Seite angeschlossen ist.
Eine Verdrahtung der Verdrahtung positiver Seite und/oder der Verdrahtung negativer Seite kann eine Induktivität aufweisen. Die Resonanzperiode zwischen der Induktivität der Verdrahtung und der Induktivität der Drosselspule in der Dämpfungsschaltung und dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite im anderen Ladeweg kann ein geradzahliges Vielfaches der Resonanzperiode zwischen der Induktivität der Verdrahtung und dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite in jedem der i-ten und i+1-ten Ladewege betragen.
Die Resonanzperiode zwischen der Induktivität der Verdrahtung und der Induktivität der Drosselspule in der Dämpfungsschaltung und dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite im anderen Ladeweg kann das doppelte der Resonanzperiode zwischen der Induktivität der Verdrahtung und dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite in jedem der i-ten und i+1-ten Ladewege betragen.
Die Induktivität der Verdrahtung kann gleich der Induktivität der Drosselspule in der Dämpfungsschaltung sein.
Der Stromrichter kann ferner eine Glättungsspule aufweisen, die an mindestens einer der Verdrahtungen positiver und negativer Seite angeordnet ist.
Der Stromrichter kann zwischen der Verdrahtung positiver Seite und der Verdrahtung negativer Seite eine Vielzahl von Dämpfungsschaltungen aufweisen.
Die Zusammenfassung beschreibt nicht notwendigerweise alle notwendigen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der oben beschriebenen Merkmale sein.
Figurenliste

1 ist ein Schaltplan des Stromrichters 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
2 zeigt einen Stromfluss in einem Fall, dass die Stoßspannung über den Ladeweg 21 absorbiert wird.
3 zeigt einen Stromfluss in einem Fall, dass die Stoßspannung über den Ladeweg 23 absorbiert wird.
4 zeigt einen Stromfluss in einem Fall, dass die Stoßspannung über den Ladeweg 22 entladen wird.
5 zeigt eine Betriebswellenform der Dämpfungsschaltung 2.
6 zeigt einen Stromrichter 1A gemäß einer Abwandlung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen den Schutzumfang gemäß den Ansprüchen nicht einschränken. Auch sind alle Kombinationen von Merkmalen, die in den Ausführungsbeispielen beschrieben werden, nicht notwendigerweise essenziell für die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe.
[Die Schaltungsanordnung des Stromrichters]
1 ist ein Schaltplan des Stromrichters 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Der Stromrichter 1 konvertiert Wechselstrom in Gleichstrom, der ausgegeben wird. Der Stromrichter 1 umfasst die Wechselstromquelle 10, den Transformator 11, die Gleichrichterschaltung 12, die Dämpfungsschaltung 2, die Glättungsspule 16 und den Glättungskondensator 17. Der Stromrichter 1 kann die Gleichrichterschaltung 12, die Dämpfungsschaltung 2, den Glättungskondensator 17 und ähnliches zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 enthalten und kann eine Gleichspannung am Pluspol 101 und Minuspol 102 ausgeben, die mit der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 verbunden sind. Der Pluspol 101 und der Minuspol 102 können mit einer oder mehreren Last(en) verbunden sein (nicht dargestellt).
[Wechselstromquelle 10]
Die Wechselstromquelle 10 gibt einen Wechselstrom aus. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wechselstromquelle 10 ein DC/AC-Wechselrichter, aber es kann sich auch um eine kommerzielle Stromversorgung handeln. Die Wechselstromquelle 10 kann Wechselstrom an den Transformator 11 ausgeben.
[Transformator 11]
Die Primärseite des Transformators 11 ist mit der Wechselstromquelle 10 verbunden und die Sekundärseite ist mit der Gleichrichterschaltung 12 verbunden. Der Transformator 11 kann den Wechselstrom der Wechselstromquelle 10 transformieren und der Gleichrichterschaltung 12 zuführen, und dabei zwischen der Wechselstromquelle 10 und der Gleichrichterschaltung 12 isolieren. Als ein Beispiel in der vorliegenden Ausführungsform kann eine elektromotorische Kraft E in der Sekundärwicklung des Transformators 11 auftreten.
Es seit erwähnt, dass die Sekundärseite des Transformators 11 eine Streuinduktivität 110 aufweisen kann. Dadurch kann die Verdrahtung positiver Seite und/oder die Verdrahtung negativer Seite eine Induktivität aufweisen.
[Gleichrichterschaltung 12]
Die Gleichrichterschaltung 12 ist mit einer Sekundärseite des Transformators 11 verbunden und gibt eine Gleichspannung zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 gemäß dem Ausgang der Sekundärseite des Transformators aus. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielsweise die Gleichrichterschaltung 12 eine Diodenbrücke und führt eine Vollwellengleichrichtung des Wechselstroms durch, der von der Sekundärseite des Transformators 11 ausgegeben wird. Die Gleichrichterschaltung 12 kann vier Dioden 12a bis 12d aufweisen. Jede der Dioden 12a, 12b, 12c und 12d kann in Reihe zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 angeschlossen sein. Jede der Dioden 12a bis 12d kann eine parasitäre Kapazität 120a bis 120d aufweisen. Die parasitäre Kapazität 120a bis 120d kann mit der Streuinduktivität 110 des Transformators 11 mitschwingen. Die Gleichrichterschaltung 12 kann die Spannung nach der Gleichrichtung an die Last (nicht dargestellt) bereitstellen, über die Dämpfungsschaltung 2, die Glättungsspule 16 und den Glättungskondensator 17.
[Dämpfungsschaltung 2]
Die Dämpfungsschaltung 2 ist zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 angeschlossen. Die Dämpfungsschaltung 2 absorbiert eine Stoßspannung, die beim Umschalten der Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 entsteht (im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn der von der Sekundärseite des Transformators 11 der Gleichrichterschaltung 12 zugeführte Wechselstrom Null erreicht), um jedes Element des Stromrichters 1 zu schützen (zum Beispiel die Dioden 12a - 12d der Gleichrichterschaltung 12 und dergleichen).
Die Dämpfungsschaltung 2 umfasst N parallele Ladewege 21, N+1 parallele Entladewege 22 und einen oder mehr andere parallele Ladeweg(e) 23. Die Größe N ist eine ganze Zahl gleich oder größer als zwei. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist N beispielsweise gleich zwei. Darüber hinaus werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die beiden Ladewege 21 nacheinander als der erste Ladeweg 211 und der zweite Ladeweg 212 von der linken Seite der Abbildung aus beschrieben. Ferner werden die drei Entladewege 22 nacheinander als der erste Entladeweg 22₁, der zweite Entladeweg 22₂ und der dritte Entladeweg 22₃ von der linken Seite der Abbildung beschrieben. Der Index 1, ... N indiziert Wegnummern. In der Abbildung ist der Ladeweg 23 schattiert dargestellt.
[ Ladeweg 21]
Jeder Ladeweg 21k (k ist jeweils eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 und gleich oder kleiner als N) weist den Kondensator 211 der positiven Seite (auch als Kondensator 211k der positiven Seite bezeichnet), die erste Diode 212 (auch als erste Diode 212k bezeichnet) und den Kondensator 213 der negativen Seite (auch als Kondensator 213k der negativen Seite bezeichnet) auf, die zwischen der Verdrahtung positiver Seite 102 und der Verdrahtung negativer Seite 104 sequentiell in Reihe geschaltet sind. Der Kondensator 211 der positiven Seite und der Kondensator 213 der negativen Seite dienen jeweils als Dämpfungskondensator („Snubber Capacitor“), der eine momentane Stoßspannung absorbieren kann, die beim Schalten des Stroms in der Gleichrichterschaltung verursacht wird (beispielsweise eine Stoßspannung, die am Element anliegt während eines Zeitraums länger als 10 ns und kürzer als 10 µs). Zum Beispiel können der Kondensator 211 der positiven Seite und der Kondensator 213 der negativen Seite Schwingungen größer als 100 kHz und kleiner als 100 MHz unterdrücken. Der Kondensator 211 der positiven Seite und der Kondensator 213 der negativen Seite können beispielsweise Folienkondensatoren oder gestapelte Keramikkondensatoren sein.
Die erste Diode 212 ist so angeordnet, dass eine Anode zur Seite des Pluspols 103 zeigt und eine Kathode zur Seite des Minuspols 104 zeigt. Dadurch bewirkt jeder Ladeweg 21 einen Stromfluss von der Seite des Pluspols 103 zur Seite des Minuspols 104.
[Entladeweg 22]
Jeder Entladeweg 22_k umfasst die zweite Diode 221 (auch als die zweite Diode 221_k bezeichnet). Die zweite Diode 221_k ist zwischen der Verdrahtung negativer Seite 104 oder dem Kondensator 213_k der negativen Seite im k-ten Ladeweg 21_k der N Ladewege 21 angeschlossen und der Verdrahtung positiver Seite 103 oder dem Kondensator 211_k+1 der positiven Seite des k+1-tenLadewegs 21_k+1 der N Ladewege 21 angeschlossen. Zum Beispiel ist die zweite Diode 221₁ des ersten Entladewegs 22₁ zwischen der Verdrahtung negativer Seite 104 und dem Kondensator 211₁ der positiven Seite des ersten Ladewegs 21₁ angeschlossen. Die zweite Diode 221₂ des zweiten Entladewegs 22₂ ist zwischen dem Kondensator 213₁ der negativen Seite des ersten Ladewegs 21₁ und dem Kondensator 211₂ der positiven Seite des zweiten Ladewegs 21₂ angeschlossen. Die zweite Diode 221₃ des dritten Entladewegs 22₃ ist zwischen dem Kondensator 213₂ der negativen Seite des zweiten Ladewegs 21₂ und der Verdrahtung positiver Seite 103 angeschlossen. De zweite Diode 221 ist so angeordnet, dass die Anode zur Seite der Verdrahtung negativer Seite 104 oder dem k-ten Ladeweg 21_k ausgerichtet ist, und die Kathode ist zur Verdrahtung positiver Seite 103 oder dem k+1-tenLadeweg 21_k+1 ausgerichtet. Dadurch leitet jeder Entladeweg 22 Strom von der Seite der Verdrahtung negativer Seite 104 über den Kondensator 213 der negativen Seite und/oder den Kondensator 211 der positiven Seite zur Seite der Verdrahtung positiver Seite 103.
Die Induktivität eines jeden Entladeweg 22 kann größer als eine Induktivität eines jeden Ladewegs 21 sein. Die heißt, dass die Induktivität eines jeden Ladewegs 21 kleiner ist als eine Induktivität eines jeden Entladewegs 22. Beispielsweise kann eine Leiterlänge eines jeden Ladewegs 21 kürzer als eine Leiterlänge eines jeden Entladewegs 22 sein. Beispielsweise kann die Leiterlänge eines jeden Ladewegs 21 zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 kann kürzer als die Leiterlänge eines jeden Entladewegs 22 zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 sein.
[Ladeweg 23]
Einer oder mehrere Ladeweg(e) 23 (auch bezeichnet als der Ladeweg 23_i, wobei i mindestens eine ganze Zahl gleich oder größer und gleich oder kleiner als N-1) umfasst (umfassen) die Drosselspule 231 (auch bezeichnet als Drosselspule 231_i). Die Drosselspule 231_i ist in Reihe mit der zweiten Diode 221_i zwischen dem Kondensator 211i der positiven Seite im Ladeweg 21_i (i ist eine ganze Zahl gleich oder größer als eins und gleich oder kleiner als N-1) und dem Kondensator 213_i+1, der negativen Seite im i+1-ten Ladeweg 21_i+1 der N Ladewege 21 angeschlossen. Somit kann die Drosselspule 231i Teil im Entladeweg 22_i enthalten sein und die zweite Diode 221i kann im Ladeweg 23_i enthalten sein. Dadurch kann jeder Ladeweg 23i Strom von der Seite der Verdrahtung positiver Seite 103 über den Kondensator 211i der positiven Seite im Ladeweg 21i, die zweite Diode 221_i, die Drosselspule 231i und den Kondensator 213_i+1 der negativen Seite im i+1-ten Ladeweg 21_i+1 zur Seite der Verdrahtung negativer Seite 104 leiten. Falls der Entladeweg 22 die Drosselspule 231 aufweist, kann die Induktivität des Entladewegs 22 die Induktivität der Drosselspule 231 umfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel, da die Anzahl N der Ladewege 22 beispielhaft zwei ist, die Anzahl i der Ladewege 23 eins sein kann.
[Kondensator 211 der positiven Seite und Kondensator 213 der negativen Seite]
Von jedem Kondensator 211i und 211_i+1 der positiven Seite und jedem Kondensator 213i und 213_i+1, der negativen Seite im Ladeweg 21i und 21_i+1, haben der Kondensator 211i der positiven Seite und der Kondensator 213_i+1, der negativen Seite, die im Ladeweg 23i angeordnet sind, jeweils eine größere Kapazität als der Kondensator 211_i+1 der positiven Seite und der Kondensator 213i der negativen Seite , die nicht im Ladeweg 23_i angeordnet sind. Beispielsweise kann jeder Kondensator im Ladeweg 21_i und 21_i+1 und im Ladeweg 23_i, eine größere Kapazität haben als der Kondensator, der nur im Ladeweg 21i und 21_i+1angeordnet ist. Außerdem können der Kondensator 211i der positiven Seite und der Kondensator 213_i+1, der negativen Seite im Ladepfad 23i jeweils eine größere Kapazität haben als der Kondensator 213i der negativen Seite und der Kondensator 211_i+1 der positiven Seite im Entladeweg 22_i, der durch die zweite Diode 221i und die Drosselspule 231i im Ladeweg 23_i verläuft. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben jeweils der Kondensator 211₁ der positiven Seite und der Kondensator 213₂ der negativen Seite im Ladeweg 23₁ eine größere Kapazität als jeweils der Kondensator 213₁ der negativen Seite und der Kondensator 211₂ der positiven Seite im Entladeweg 22₂.
[Glättungsspule 16]
Die Glättungsspule 16 ist an der Verdrahtung positiver Seite 103 angeordnet. Die Glättungsspule 16 kann den Stromausgang des Stromrichters 1 glätten. Es wird darauf hingewiesen, dass die Glättungsspule 16 zusätzlich oder anstelle in der Verdrahtung positiver Seite 103 in der Verdrahtung negativer Seite 104 angeordnet werden kann.
[Glättungskondensator 17]
Der Glättungskondensator 17 ist zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 angeschlossen. Der Glättungskondensator 17 kann den Stromausgang des Stromrichters 1 glätten. Die Spannung des Glättungskondensators 17, d.h. die Ausgangsspannung Vo des Stromrichters 1 kann kleiner sein als die elektromotorische Kraft E der Sekundärwicklung im Transformator 11.
[Betrieb des Stromrichters 1]
Im Stromrichter 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden in einer Periode, in der der Ausgangsstrom der Gleichrichterschaltung 12 ansteigt, der Kondensator 211 der positiven Seite und der Kondensator 213 der negativen Seite über die Ladewege 21 und 23 geladen und in einer Periode, in der der Ausgangsstrom abnimmt, werden der Kondensator 211 der positiven Seite und der Kondensator 213 der negativen Seite über den Entladeweg 22 entladen. Wenn der der Gleichrichterschaltung 12 zugeführte Wechselstrom Null erreicht, kehrt sich die Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 um, und es kommt zu einer Stoßspannung. Diese Stoßspannung kann sich aufgrund der Resonanz zwischen der Streuinduktivität 110 und der parasitären Kapazität 120 und dem Sperrverzögerungsstrom der Diode 12 erhöhen.
Da sich andererseits der Kondensator 211 der positiven Seite und der Kondensator 213 der negativen Seite in der Dämpfungsschaltung 2 beim Auftreten der Stoßspannung im Entladezustand befinden, wird die Stoßspannung durch den Kondensator 211 der positiven Seite und den Kondensator 213 der negativen Seite absorbiert, die über den Ladeweg 21 und 23 geladen werden, und dann werden der Kondensator 211 der positiven Seite und der Kondensator 213 der negativen Seite entladen. Im Folgenden wird der Betrieb in diesen Fällen beschrieben.
[Absorbieren der Stoßspannung über den Ladeweg 21]
2 zeigt den Stromfluss in einem Fall, dass die Stoßspannung über den Ladeweg 21 absorbiert wird. Der gestrichelte Pfeil in der Abbildung bezeichnet den Stromfluss.
Wenn sich die Richtung des Stroms in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, hört der Ausgangsstrom der Gleichrichterschaltung 12 auf abzunehmen und beginnt anzusteigen. Dieser Ausgangsstrom fließt zum Kondensator 211 der positiven Seite eines jeden Ladewegs 21, zur ersten Diode 212 und zum Kondensator 213 der negativen Seite. Dadurch wird die in der Induktivität 110 angesammelte Energie in einem Fall, in dem sich die Richtung des Stroms in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, durch die Ladung des Kondensators 211 der positiven Seite und des Kondensators 213 der negativen Seite im Ladeweg 21 absorbiert.
Beispielsweise weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kondensator 211₁ der positiven Seite im Ladeweg 21₁ eine größere Kapazität auf als der Kondensator 213₁ der negativen Seite und der Kondensator 213₂ der negativen Seite im Ladeweg 21₂ weist eine größere Kapazität auf als der Kondensator 211₂ der positiven Seite. Daher steigt bei den in den Ladewegen 21₁ und 21₂ enthaltenen Kondensatoren 211 der positiven Seite und Kondensatoren 213 der negativen Seite die Spannung des Kondensators 213₁ der negativen Seite und des Kondensators 211₂ der positiven Seite, die nicht im Ladeweg 23₁ enthalten sind, früher an als die Spannung des Kondensators 211₁ der positiven Seite und des Kondensators 213₂ der negativen Seite, die im Ladeweg 23₁ enthalten sind.
[Absorbieren der Stoßspannung über den Ladeweg 23]
3 zeigt den Stromfluss in einem Fall, dass die Stoßspannung über den Ladeweg 23 absorbiert wird. Da der Ladeweg 23 die Drosselspule 231 aufweist, kann der Strom des Ladewegs 23 direkt nach Auftreten der Stoßspannung unterdrückt werden. Wenn die Spannung des Kondensators 213₁ der negativen Seite und des Kondensators 211₂ der positiven Seite durch das Aufladen über den Ladeweg 21 größer wird als die Spannung des Kondensators 211₁ der positiven Seite und des Kondensators 213₂ der negativen Seite, fließt der Ausgangsstrom der Gleichrichterschaltung 12 zum Kondensator 211₁ der positiven Seite, zur ersten Diode 212₁, zur zweiten Diode 221₂, zur Drosselspule 231, zur ersten Diode 212₂ und zum Kondensator 213₂ der negativen Seite. Dabei wird beim Umschalten der Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 die auf der Induktivität 110 angesammelte Energie auch vom Kondensator 211₁ der positiven Seite und vom Kondensator 213₂ der negativen Seite des Ladewegs 23₁, die geladen werden, absorbiert.
Hier haben im vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl der Kondensator 211₁ der positiven Seite als auch der Kondensator 213₂ der negativen Seite jeweils eine größere Kapazität als der Kondensator 213₁ der negativen Seite und der Kondensator 211₂ der positiven Seite. Wenn also der Kondensator 211 der positiven Seite und der Kondensator 213 der negativen Seite die Stoßspannung über den Ladeweg 21 und den Ladeweg 23 auf die oben beschriebene Weise absorbieren, kann der Effekt des Verhinderns des Zufließen weiterer Energie durch die Spannung, die aufgrund der geringen Kapazität des Kondensators 213₁ der negativen Seite und des Kondensators 211₂ der positiven Seite frühzeitig ansteigt, zusammen mit dem Effekt des Unterdrückens des weiteren Ansteigens der Spannung durch die große Kapazität des Kondensators 211₁ der positiven Seite und des Kondensators 213₂ der negativen Seite erreicht werden. Im Ergebnis kann die Spannung in jedem Entladeweg 22 kleiner als die elektromotorische Kraft E in der Sekundärseite des Transformators 11 sein. Weil also die Energie, die den Ladeweg 21 und 23 geladen hat, nicht aus dem Entladeweg 22 entladen wird, wird die Energie, die den Kondensator 211 der positiven Seite und den Kondensator 213 der negativen Seite geladen hat, wenn sich die Richtung des Stromes in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, auf dem Kondensator 211 der positiven Seite und dem Kondensator 213 der negativen Seite angesammelt und regeneriert, ohne durch das Resonanzverhalten zwischen der Streuinduktivität 110 und dem Kondensator 211 der positiven Seite und dem Kondensator 213 der negativen Seite geladen und entladen zu werden und als Schaltungsverlust verbraucht zu werden. Hierdurch kann ein Verlust im Schaltkreis aufgrund des Resonanzverhaltens verringert werden.
[Entladen der Stoßspannung über den Entladeweg 22]
4 zeigt einen Stromfluss in einem Fall, dass die Stoßspannung über den Ladeweg 22 entladen wird. Die elektromotorische Kraft an der Eingangsseite der Schaltung, d.h. die Spannung zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 wird niedriger als die Ausgangsspannung Vo, die Glättungsspule 16 führt einen Vorgang durch, um den konstanten Strom durch die Glättungswirkung zu extrahieren. Andererseits wird der Strom der Glättungsspule 16 aus diesen Kondensatoren gespeist, da die elektromotorische Kraft aufgrund der Ladung, die sich auf jedem Kondensator in jedem Entladeweg 22₁-22₃ angesammelt hat, größer als 0 V ist. Somit wird jeder Kondensator entladen bis die geladene Spannung 0V beträgt. Da der Entladestrom hauptsächlich durch die Glättungsspule 16 bestimmt wird und nicht wesentlich durch den Widerstandsanteil der Schaltung beeinflusst wird, ist der Verlust im Schaltkreis beim Entladen wesentlich geringer als im Fall der Stromableitung über einen Widerstand.
Die oben beschriebene Dämpfungsschaltung 2 umfasst die N parallelen Ladewege 21 (im vorliegenden Ausführungsbeispiel z.B. N = 2) mit dem Kondensator 211 der positiven Seite und dem Kondensator 213 der negativen Seite. Daher fließt die Energie, die sich in der Induktivität 110 ansammelt, wenn sich die Richtung des Stroms in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, durch jeden Ladeweg 21, um den Kondensator 211 der positiven Seite und den Kondensator 213 der negativen Seite auf eine Spannung zu laden, die größer ist als die Spannung zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 (im vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Beispiel die elektromotorische Kraft E im Transformator 11). Hierdurch kann die Schädigung von Bauteilen aufgrund der Stoßspannung verhindert werden.
Ferner umfasst die Dämpfungsschaltung 2 einen anderen Ladeweg 23, der Strom von der Seite der Verdrahtung positiver Seite 103 über den Kondensator 211i der positiven Seite, die zweite Diode 221_i+1 und den Kondensator 213_i+1 der negativen Seite zur Seite der Verdrahtung negativer Seite 104 leitet. Daher wird das Laden auch über den Ladeweg 23 erreicht, wenn sich die Richtung des Stroms in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt. Darüber hinaus ist die Drosselspule 231 in Reihe mit der zweiten Diode 221_i+1 zwischen dem Kondensator 211i der positiven Seite und dem Kondensator 213_i+1, der negativen Seite geschaltet, und der Kondensator 211i der positiven Seite sowie der Kondensator 213_i+1 der negativen Seite im Ladeweg 23_i hat jeweils eine größere Kapazität als sowohl der Kondensator 213i der negativen Seite als auch der Kondensator 2111_i+1 der positiven Seite. Wenn sich also die Richtung des Stroms in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, beginnen der Kondensator 211i und 211_i+1 der positiven Seite und der Kondensator 213i und 213_i+1 der negativen Seite durch den Ladeweg 21i und 21_i+1 aufgeladen zu werden, und dann beginnen der Kondensator 211i der positiven Seite und der Kondensator 213_i+1, der negativen Seite durch den Ladeweg 23_i geladen zu werden. Da also die Spannung des Kondensators 213i der negativen Seite und des Kondensators 211_i+1 der positiven Seite mit einer geringen Kapazitätszunahme durch die Ladung über die Ladewege 21i und 21_i+1 frühzeitig ansteigt und dann die Spannung des Kondensators 211i der positiven Seite und des Kondensators 213_i+1 der negativen Seite mit einer großen Kapazitätszunahme durch die Ladung über den Ladeweg 23_i ansteigt, werden die Zeitpunkte, zu denen die zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 verursachte Spannung ansteigt, verteilt und die Spitzenspannung kann reduziert werden. Somit kann die Schädigung von Bauteilen aufgrund der Stoßspannung noch zuverlässiger verhindert werden.
Ferner umfasst die Dämpfungsschaltung 2 (N+1) Entladewege 22, die Strom von der Seite der Verdrahtung negativer Seite 104 zur Seite der Verdrahtung positiver Seite 103 über den Kondensator 213 der negativen Seite und/oder den Kondensator 211 der positiven Seite leiten. Wenn die Stoßspannung, die durch das Umschalten der Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 verursacht wird, von jedem Ladeweg 21 und jedem Ladeweg 23 absorbiert wird, weil die Spannung in jedem Entladeweg 22 kleiner ist als die elektromotorische Kraft E an der Sekundärseite des Transformators, wird die Energie, die den Ladeweg 21 und 23 aufgeladen hat, während einer Periode, in der die elektromotorische Kraft E angewendet wird, nicht durch den Entladeweg 22 entladen. Daher tritt das Laden nach dem Entladen, d.h. das Resonanzverhalten, nicht auf. Die Energie, die den Kondensator 211 der positiven Seite und den Kondensator 213 der negativen Seite geladen hat, wenn sich die Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, wird bis zu dem Zeitpunkt aufrecht erhalten, in dem die elektromotorische Kraft auf der Sekundärseite 0V wird, und dann auf der Seite der Last aufgrund des Stromaufnahmevorgangs der oben beschriebenen Glättungsspule 16 regeneriert. Hierdurch kann ein Verlust im Schaltkreis aufgrund des Resonanzverhaltens verringert werden.
Da dadurch die Zerstörung der Vorrichtung aufgrund der Stoßspannung beim Umschalten der Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 verhindert und der Verlust im Schaltkreis verringert werden kann, kann außerdem der zulässige Betrag der Induktivität der an die Verdrahtung positiver Seite 103 und die Verdrahtung negativer Seite 104 angeschlossenen Verdrahtung erhöht werden. Mit anderen Worten, der Freiheitsgrad der Leiterlänge der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 kann erhöht werden.
Da außerdem die Induktivität jedes Ladewegs 21 kleiner ist als die Induktivität jedes Entladewegs 22, kann die Stoßspannung, die beim Umschalten der Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 entsteht, durch den Ladeweg 21 zuverlässiger reduziert werden. Darüber hinaus kann die Leiterinduktivität des Entladewegs 22 verhindern, dass der übermäßige Einschaltstrom auftritt, wenn aufgrund des Entladens ein Strom fließt.
Darüber hinaus kann mit dem Stromrichter 1, der die oben beschriebene Dämpfungsschaltung 2 enthält, selbst dann, wenn die Stoßspannung, die durch das Umschalten der Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 verursacht wird, aufgrund der Resonanz zwischen der Streuinduktivität 110 des Transformators 11 und der parasitären Kapazität 120a - 120d, die in den Dioden 12a - 12d der Gleichrichterschaltung 12 enthalten ist, und dem Sperrverzögerungsstrom der Dioden 12a - 12d ansteigt, die Stoßspannung reduziert werden, um die Störung des Elements zu verhindern.
Da die Glättungsspule 16 an der Verdrahtung positiver Seite 103 und/oder der Verdrahtung negativer Seite 104 angeordnet ist, wird außerdem, wenn sich die Stromrichtung in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, die Energie, die den Kondensator 211 der positiven Seite und den Kondensator 213 der negativen Seite geladen hat, durch die Glättungsspule 16 aufgenommen und der Last zugeführt. Da die Energie, die sich in der Induktivität 110 ansammelt, wenn die sich Richtung des Stroms in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, über die Glättungsspule 16 mit Ausnahme der Leitungsverluste in der ersten Diode 212 und der zweiten Diode 221 der Last zugeführt wird, kann die elektrische Leistung ohne nennenswerte Verluste der Last zugeführt werden.
[Resonanz zwischen Streuinduktivität 110 und Dämpfungsschaltung 2]
Im Stromrichter 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann beim Aufnehmen einer Stoßspannung über den Ladeweg 23 dem Kondensator 213i der negativen Seite aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen dem Kondensator 213ider negativen Seite und dem Kondensator 213_i+1 der negativen Seite Energie entzogen und über die zweite Diode 221_i und die Drosselspule 231i dem Kondensator 213_i+1 der negativen Seite zugeführt werden. Darüber hinaus fließt der Ausgangsstrom der Gleichrichterschaltung 12 nicht vom Kondensator 211i der positiven Seite zur Seite der zweiten Diode 221, sondern zur Seite des Kondensators 213i der negativen Seite (d.h. über den Ladeweg 21_i), um den Kondensator 213i der negativen Seite zu laden. Daher kann die Spannung am Kondensator 213_i der negativen Seite schwingen.
Diese Schwingungen können durch die Resonanzperiode zwischen der Streuinduktivität 110 des Transformators 11 und der Induktivität der Drosselspule 231 der Dämpfungsschaltung 2 und dem Kondensator des Ladewegs 21 sowie durch die Resonanzperiode zwischen der Streuinduktivität 110 und dem Kondensator des Ladewegs 23 eingestellt werden. So kann z.B. die Resonanzperiode T2 zwischen der Induktivität der Streuinduktivität 110 und der Drosselspule 231 sowie dem Kondensator 211i der positiven Seite und dem Kondensator 213_i+1, der negativen Seite im Ladeweg 23_i ein geradzahliges Vielfaches (im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise das doppelte) der Resonanzperiode T1 zwischen der Streuinduktivität 110 und dem Kondensator 211_i und 211_i+1, der positiven Seite und dem Kondensator 213_i, und 213_i+1 der negativen Seite in jedem der Ladewege 21i und 21_i+1 sein. Dabei ist zu dem Zeitpunkt, in dem die Spannung des Kondensators 211i der positiven Seite und des Kondensators 213_i+1 der negativen Seite mit großer Kapazität durch das Aufladen über den Ladeweg 23 auf das lokale Maximum ansteigt, die Spannung des Kondensators mit kleiner Kapazität im Ladeweg 21 das lokale Minimum. Dadurch wird die zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 verursachte Spitzenspannung zuverlässig reduziert und die Beschädigung der Vorrichtung aufgrund der Stoßspannung kann zuverlässiger verhindert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Resonanzperiode T2 nicht unbedingt ein geradzahliges Vielfaches sein muss, sondern ungefähr ein geradzahliges Vielfaches der Resonanzperiode T1 sein kann. Die Resonanzperiode T2 kann in einem Bereich der 1,5- bis 2,5-fachen Resonanzperiode T1 liegen.
Die Streuinduktivität des Transformators 11 kann gleich der Induktivität der Drosselspule 231 in der Dämpfungsschaltung 2 sein. Ferner können der Kondensator 213_i+1 der negativen Seite und der Kondensator 211_i, der positiven Seite im Ladeweg 23i eine gleich große Kapazität aufweisen. Ferner können der Kondensator 213i der negativen Seite und der Kondensator 211_i+1 der positiven Seite im Entladeweg 22_i, der durch die zweite Diode 221_i+1 und die Drosselspule 231_i geht, eine gleich große Kapazität aufweisen. Somit kann das Anpassen der Resonanzperiode einfacher durchgeführt werden.
Das heißt, in diesem Fall kann jede der Kapazitäten des Kondensators 213i der negativen Seite und des Kondensators 211_i+1 der positiven Seite mit einer kleineren Kapazität als Ca bezeichnet werden, und jede der Kapazitäten des Kondensators 213_i+1 der negativen Seite und des Kondensators 211i der positiven Seite mit einer größeren Kapazität kann als Cb bezeichnet werden. Wenn also die Streuinduktivität 110 des Transformators 11 Lt und die Induktivität der Drosselspule 231 in der Dämpfungsschaltung 2 Ls (= Lt) beträgt, kann die Resonanzperiode T1 und T2 durch Formeln (4) und (5) dargestellt werden, und T2 kann leicht auf ein geradzahliges Vielfaches (beispielsweise das doppelte) von T1 eingestellt werden, indem Ca, Cb und Lt angepasst werden.
$T1 ≒ 2 π \sqrt {Lt \cdot 2Ca \cdot Cb / (Ca+Cb)}$
$T2 ≒ 2 π \sqrt {(Lt + Ls) \cdot Ca / 2}$
$= 2 π \sqrt (Lt \cdot Ca)$
5 zeigt eine Betriebswellenform der Dämpfungsschaltung 2. In der Abbildung zeigt das obere Schaubild die Beziehung zwischen der Zeit und der Spannung V_1p des Kondensators 211₁ der positiven Seite, der Spannung V_1n des Kondensators 213₁ der negativen Seite, der Ausgangsspannung Vs der Dämpfungsschaltung 2 und der Ausgangsspannung Vs' der herkömmlichen Dämpfungsschaltung. Ferner zeigt das untere Schaubild in der Abbildung die Beziehung zwischen der Zeit und dem Strom Spannung I₁p des Kondensators 211₁ der positiven Seite, dem Strom I₁n des Kondensators 213₁ der negativen Seite und dem Ausgangsstrom Is der Dämpfungsschaltung 2. Es wird darauf hingewiesen, dass die konventionelle Dämpfungsschaltung z.B. die Schaltung sein kann, bei der ein einzelner Dämpfungskondensator zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 angeschlossen ist.
Zuerst, wenn sich die Richtung des Stroms in der Gleichrichterschaltung 12 umkehrt, werden der Kondensator 211₁ der positiven Seite und der Kondensator 213₁ der negativen Seite des Ladewegs 21₁ geladen, und die Spannung des Kondensators 213₁ der negativen Seite mit geringerer Kapazität steigt früher an und unterdrückt den Anstieg des Stroms Is (Zeitpunkt T1).
Als nächstes fließt der von der Gleichrichterschaltung 12 aufgrund des Selbstinduktionseffekts der Streuinduktivität 110 abgegebene Strom in den Ladeweg 23 und lädt den Kondensator 213₂ der negativen Seite auf, so dass der Anstieg der Spannung V₁n des Kondensators 213₁ der negativen Seite unterdrückt wird. Zusätzlich wird dem Kondensator 213₁ der negativen Seite durch die Induktivität 231 des Ladewegs 23 ein Strom entnommen, so dass die Spannung V₁n abnimmt (Zeitpunkt T2).
Dann wird der Kondensator 213₁ der negativen Seite durch den Strom, der aufgrund des Selbstinduktionseffekts der Streuinduktivität 110 (Zeitpunkt T3) von der Gleichrichterschaltung 12 weiter ausgegeben wird, wieder aufgeladen. Da die Spannung V₁P nur des Kondensators 211₁ der positiven Seite allein niedriger ist als die elektromotorische Kraft E der Sekundärseite des Transformators 11, findet das Entladen über den Entladeweg 22₁ nicht statt. Da die kombinierte Spannung V₁n + V₂P, die sich aus der Kombination der Spannung V₁n des Kondensators 213₁ der negativen Seite und der Spannung V₂P des Kondensators 211₂ der positiven Seite ergibt, niedriger ist als die elektromotorische Kraft E, findet das Entladen über den Entladeweg 22₂ ebenfalls nicht statt. Die Spannung V₂n nur des Kondensators 211₂ der negativen Seite alleine ist niedriger als die elektromotorische Kraft E der Sekundärseite des Transformators 11, so dass das Entladen über den Entladeweg 22₃ nicht stattfindet. Daher wird die Energie, die den Kondensator 211 der positiven Seite und den Kondensator 213 der negativen Seite geladen hat, nicht durch das Resonanzverhalten zwischen Streuinduktivität 110 und dem Kondensator 211 der positiven Seite und dem Kondensator 213 der negativen Seite geladen und entladen, um als Schaltungsverlust verbraucht zu werden.
[Abwandlung]
6 zeigt den Stromrichter 1A gemäß einer Abwandlung. Der Stromrichter 1A kann den Wechselrichter 3, der eine Gleichspannung zischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 ausgibt, und die Dämpfungsschaltung 2 aufweisen. Eine Vielzahl von Lasten 4 kann parallel zum Stromrichter 1A angeschlossen sein. Der Wechselrichter 3 kann eine Gleichspannung aus einer Wechselspannung erzeugen. Der Wechselrichter 3 kann ein Zerhacker sein.
Gemäß dem oben beschriebenen Stromrichter 1A kann die Stoßspannung reduziert werden, wenn der Strom in einer der mehreren Lasten 4 unterbrochen wird, die parallel zur Verdrahtung positiver Seite 103 und Verdrahtung negativer Seite 104 geschaltet sind, da die Dämpfungsschaltung 2 zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 angeschlossen ist, über die die Gleichspannung ausgegeben wird. Daher kann die Unterbrechung der anderen Lasten 4 aufgrund der Stoßspannung verhindert werden.
[Weitere Abwandlungen]
Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführungsbeispiele und Varianten so beschreiben wurden, dass die Stromrichter 1 und 1A eine Dämpfungsschaltung 2 zwischen der Verdrahtung positiver Seite 103 und der Verdrahtung negativer Seite 104 enthalten, aber sie können auch mehrere parallel geschaltete Dämpfungsschaltungen 2 enthalten. In diesem Fall kann die Schädigung von Bauteilen aufgrund der Stoßspannung noch zuverlässiger verhindert werden. Wenn der Stromrichter 1 beispielsweise zwei Dämpfungsschaltungen 2 enthält, kann eine Dämpfungsschaltung 2 so vorgesehen werden, dass sie physisch neben der Reihenschaltung der Dioden 12a und 12b in der Gleichrichterschaltung 12 angeordnet ist, und die andere Dämpfungsschaltung 2 kann so vorgesehen werden, dass sie physisch neben der Reihenschaltung der Dioden 12c und 12d angeordnet ist.
Obwohl die Induktivität der mit der Verdrahtung positiver Seite 103 oder der Verdrahtung negativer Seite 104 verbundenen Verdrahtung als Streuinduktivität 110 des Transformators 11 beschrieben wird, kann es sich auch um eine Leiterinduktivität der Verdrahtung oder um eine in der Verdrahtung angeordnete Drosselspule handeln.
Ferner kann die Anzahl N der Ladeweg 21, obwohl sie als zwei beschrieben wurde, auch drei oder mehr betragen. In diesem Fall kann die Anzahl der anderen Ladewege 23 ein oder zwei oder mehr betragen.
Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass zu den oben beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Änderungen und Verbesserungen hinzugefügt werden können. Aus dem Schutzbereich der Ansprüche ergibt sich auch, dass die mit solchen Änderungen oder Verbesserungen hinzugefügten Ausführungsformen in den technischen Umfang der Erfindung einbezogen werden können.
Die Vorgänge, Prozeduren, Schritte und Stufen jedes Prozesses, die von einer Vorrichtung, einem System, einem Programm und einem Verfahren durchgeführt werden, die in den Ansprüchen, Ausführungsbeispielen oder Zeichnungen dargestellt sind, können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht durch „vorher“, „vor“ oder ähnlichen Begriffen angegeben ist und solange die Ausgabe eines vorhergehenden Prozesses nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Selbst wenn der Prozessablauf in den Ansprüchen, Ausführungsbeispielen oder Abbildungen durch Begriffe wie „erste“ oder „nächste“ beschrieben wird, bedeutet dies nicht unbedingt, dass der Prozess in dieser Reihenfolge durchgeführt werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Stromrichter,
2: Dämpfungsschaltung,
3: Wechselrichter,
4: Last,
10: Wechselstromquelle,
11: Transformator,
12: Gleichrichterschaltung,
12a-12d: Diode,
16: Glättungsspule,
17: Glättungskondensator,
21: Ladeweg,
22: Entladeweg,
23: Ladeweg,
101: Pluspol,
102: Minuspol,
103: Verdrahtung positiver Seite,
104: Verdrahtung negativer Seite,
110: Streuinduktivität,
120: parasitäre Kapazität,
211: Kondensator der positiven Seite,
213: Kondensator der negativen Seite,
221: Zweite Diode,
231: Induktivität

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016144340 [0002]
JP 2009247132 [0002]
JP 5516055 [0002]

Claims

Dämpfungsschaltung, umfassend: N parallele Ladewege (N: ganze Zahl gleich oder größer als 2), die jeweils einen Kondensator positiver Seite, eine erste Diode und einen Kondensator negativer Seite aufweisen, die der Reihe nach in Serie verbunden sind zwischen einer Verdrahtung positiver Seite und einer Verdrahtung negativer Seite, und die jeweils einen Strom von der Seite der Verdrahtung positiver Seite zur Seite der Verdrahtung negativer Seite leiten; N+1 parallele Entladewege, die jeweils eine zweite Diode aufweisen, die zwischen der Verdrahtung negativer Seite oder dem Kondensator der negativen Seite im k-ten Ladeweg der N Ladewege und der Verdrahtung positiver Seite oder dem Kondensator der positiven Seite im k+1-tenLadeweg (k ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 0 und kleiner als N) der N Ladewege angeschlossen ist, und die Strom von der Seite der Verdrahtung negativer Seite über den Kondensator der negativen Seite und/oder den Kondensator der positiven Seite zur Seite der Verdrahtung positiver Seite leiten; und andere Ladewege, von denen jeder eine Drosselspule aufweist, die in Reihe mit der zweiten Diode zwischen dem Kondensator der positiven Seite im i-ten Ladeweg (i ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 und gleich oder kleiner als N-1) der N Ladewege und dem Kondensator der negativen Seite im i+1-ten Ladeweg angeschlossen ist, und die jeweils Strom von der Seite der Verdrahtung positiver Seite über den Kondensator der positiven Seite im i-ten Ladeweg, die zweite Diode, die Drosselspule und den Kondensator der negativen Seite im i+1-ten Ladeweg zur Seite der Verdrahtung negativer Seite leiten, wobei der Kondensator der positiven Seite und der Kondensator der negativen Seite, die in den anderen Ladewegen enthalten sind, unter dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite im i-ten Ladeweg und dem i+1-ten Ladeweg jeweils eine größere Kapazität haben als der Kondensator der positiven Seite und der Kondensator der negativen Seite, die nicht in den anderen Ladewegen enthalten sind.
Dämpfungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der Kondensator der negativen Seite und der Kondensator der positiven Seite in den anderen Ladewegen eine gleichgroße Kapazität aufweisen, und der Kondensator der negativen Seite und der Kondensator der positiven Seite im Entladeweg durch die zweite Diode und die Drosselspule eine gleichgroße Kapazität aufweisen.
Dämpfungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei N gleich zwei ist.
Dämpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Induktivität eines jeden Ladewegs kleiner als eine Induktivität eines jeden Entladewegs ist.
Stromrichter, umfassend: einen Transformator, dessen Primärseite an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist; eine Gleichrichterschaltung, die mit einer Sekundärseite des Transformators verbunden ist und eine Gleichspannung zwischen einer Verdrahtung positiver Seite und einer Verdrahtung negativer Seite in Abhängigkeit eines Ausgangs einer Sekundärseite des Transformators ausgibt; und eine Dämpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die zwischen der Verdrahtung positiver Seite und der Verdrahtung negativer Seite angeschlossen ist.
Stromrichter, umfassend: einen Wechselrichter oder einen Zerhacker, der eine Gleichspannung zwischen einer Verdrahtung positiver Seite und einer Verdrahtung negativer Seite ausgibt; und eine Dämpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die zwischen der Verdrahtung positiver Seite und der Verdrahtung negativer Seite angeschlossen ist.
Stromrichter nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Verdrahtung positiver Seite und/oder die Verdrahtung negativer Seite eine Induktivität haben; eine Resonanzperiode zwischen einer Induktivität der Verdrahtung und einer Induktivität der Drosselspule in der Dämpfungsschaltung und dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite in den anderen Ladewegen ein geradzahliges Vielfaches einer Resonanzperiode zwischen der Induktivität der Verdrahtung und dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite in jedem der i-ten und i+1-ten Ladewege ist.
Stromrichter nach Anspruch 7, wobei eine Resonanzperiode zwischen der Induktivität der Verdrahtung und einer Induktivität der Drosselspule in der Dämpfungsschaltung und dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite in den anderen Ladewegen doppelt so groß wie eine Resonanzperiode zwischen der Induktivität der Verdrahtung und dem Kondensator der positiven Seite und dem Kondensator der negativen Seite in jedem der i-ten und i+1-ten Ladewege ist.
Stromrichter nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Induktivität der Verdrahtung gleich einer Induktivität der Drosselspule in der Dämpfungsschaltung ist.
Stromrichter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend eine Glättungsspule, die an mindestens einer der Verdrahtungen positiver und negativer Seite angeordnet ist.
Stromrichter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, umfassend eine Vielzahl der Dämpfungsschaltungen zwischen der Verdrahtung positiver Seite und der Verdrahtung negativer Seite.