EP1792388A1 - Method for operating an inverted rectifier and arrangement for carrying out the method - Google Patents

Method for operating an inverted rectifier and arrangement for carrying out the method

Info

Publication number
EP1792388A1
EP1792388A1 EP05794629A EP05794629A EP1792388A1 EP 1792388 A1 EP1792388 A1 EP 1792388A1 EP 05794629 A EP05794629 A EP 05794629A EP 05794629 A EP05794629 A EP 05794629A EP 1792388 A1 EP1792388 A1 EP 1792388A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
semiconductor switch
inverter
output
voltage
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05794629A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jalal Hallak
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG Oesterreich filed Critical Siemens AG Oesterreich
Publication of EP1792388A1 publication Critical patent/EP1792388A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an electronically controlled inverter and arrangement for carrying out the method.
  • Electronically controlled inverters are, for example, US-Z. :CM. Penalver, et al. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol., IE-32, No.3, August 1985, pages 186-191; They are used, for example, in solar systems, by the solar cells To convert the direct current generated in such a way that a discharge into the public AC grid is possible., This is a virtually unlimited use of the solar energy produced guaranteed.
  • the invention has the object of developing the known from the prior art inverter.
  • the object is achieved with a method of the type mentioned, in which the inverter is controlled during the positive half cycle of the AC output voltage so that it is in the manner of a high / Buck converter cascade works and in which the inverter during the negative half cycle of the AC output voltage is controlled so that it operates in the manner of an inverter.
  • step-up / step-down divider and inverter leads to a low-loss inverter with a particularly low ridge current, which thus also has a high efficiency and is therefore particularly suitable for use in solar systems.
  • the inverter comprises a semiconductor bridge circuit formed from first, second, third and fourth semiconductor switches whose first output is connected to a first terminal of an AC output of the inverter whose second output is connected to a second terminal of the AC output of the inverter Furthermore, a first choke is provided, whose first side is connected to the positive pole of a DC voltage source and whose second side is connected via a fifth semiconductor switch to the negative pole of the DC voltage source, when the connection between the first choke and the fifth semiconductor switch via a first diode and a first sixth semiconductor switch is connected to the first terminal of a second choke and the cathode of a second diode when the second terminal of the second choke is connected to a first input of the bridge circuit and the anode the second diode is connected to a second input of the bridge circuit and when the negative pole of the DC voltage source is connected to the second terminal of the AC output and the connection of the first diode and the sixth semiconductor switch is connected via a capacitor to the negative pole of the DC voltage source.
  • microcontroller during the positive half-wave of Output AC voltage of the first and fourth semiconductor switches permanently turned on and the second and third semiconductor switches are switched off permanently, and when the fifth and sixth semiconductor switches are pulsed and pulsed during the negative half cycle of the AC output voltage of the sixth semiconductor switch, and if in this Period of the second and third semiconductor switches permanently switched on and the first, the fourth and the fifth semiconductor switch are switched off permanently.
  • a microcontroller is provided, which is programmed to control the semiconductor switch accordingly.
  • FIG. 2 shows the circuit diagram of an exemplary inverter using n-channel junction MOSFETs.
  • FIG. 3, 4, 5 and 6 current flow and switching states in an exemplary inverter during the positive half cycle of the AC output voltage,
  • FIG. 7 and 8 current flow and switching states in an exemplary inverter during the negative half cycle of the AC output voltage
  • FIG. 9 and FIG. 10 show the time profile of exemplary drive signals for the semiconductor switches.
  • the inverter shown in the figures comprises a semiconductor bridge circuit formed of first, second, third and fourth semiconductor switches S1, S2, S3, S4. The one from the combination of first and second
  • Semiconductor switch Sl, S2 formed first output of the semiconductor bridge circuit is connected to a first terminal an alternating voltage output U O u ⁇ connected to the inverter.
  • the second output of the semiconductor bridge circuit formed from the connection of the third and fourth semiconductor switches S3, S4 is connected to a second terminal of the alternating voltage output U O u ⁇ of the inverter.
  • a first choke L1 is provided, whose first side is connected to the positive pole of a DC voltage source U IN and whose second side is connected via a fifth semiconductor switch S5 to the negative pole of the DC voltage source U IN .
  • connection between the first throttle Ll and the fifth semiconductor switch S5 is connected via a first diode Dl and a sixth semiconductor switch S6 to the first terminal of a second inductor L2 and the cathode of a second diode D2 and the second terminal of the second inductor L2 to one, through which Connection of the first and third semiconductor switch Sl, S3 formed first input of the bridge circuit Sl, S2, S3, S4 connected.
  • First and second throttle L1, L2 may have a common core.
  • the connection of the first diode Dl and the sixth semiconductor switch S6 is connected via a capacitor Cz to the negative pole of the DC voltage source.
  • the anode of the second diode D2 is connected to one through the
  • n-channel junction MOSFET as a semiconductor switch Sl, S2, S3, S4, S5, S6, the installation direction is observed, which is indicated in Fig. 2 by the diode symbols shown by dashed lines.
  • the use of a diode D3 is expedient whose function, however, can also be realized by a corresponding control of the semiconductor switch.
  • microcontroller The control of the semiconductor switches by means (not shown) microcontroller.
  • Semiconductor switch Sl, S4 permanently switched on and the second and third semiconductor switches S2, S3 permanently off.
  • the fifth and sixth semiconductor switches S5, S6 are pulsed during this period.
  • the sixth semiconductor switch S6 is pulsed and the second and third semiconductor switches S2, S3 are switched on permanently in this period, whereas the first, fourth and fifth semiconductor switches S1, S4, S5 are permanently switched off.
  • FIG 3 shows the state in which the inverter receives electrical energy from the DC voltage source U IN during a positive half cycle of the output voltage.
  • the fifth semiconductor switch S5 is closed and thus given a current path between the positive pole of the DC voltage source U IN via the first choke Ll and the fifth semiconductor switch S5.
  • the sixth semiconductor switch S6 is open.
  • the choke Ll stores energy which, as shown in FIG. 4, after opening the fifth semiconductor switch S5 and closing the sixth semiconductor switch S6 via the first diode D1, the sixth semiconductor switch S6, the second choke L2, and
  • the circuit already shown in FIG. 3 forms from the positive pole of the DC voltage source U IN via the first choke L 1 and the fifth semiconductor switch S 5 to the negative pole of the DC voltage source U IN .
  • the sixth semiconductor switch S6 is pulsed during this period and the second and third semiconductor switches S2, S3 are permanently switched on during this period, the first, fourth and fifth semiconductor switches S1 , S4, S5, however, switched off permanently.
  • the function of a so-called inverter is carried out according to the invention during the negative half cycle of the AC output voltage.
  • FIG. 7 shows the conditions when the sixth semiconductor switch S6 is closed. It forms a current path between the positive pole of the DC voltage source U IN via the first choke Ll, the first diode Dl, the sixth semiconductor switch S6, the second inductor L2, and the third semiconductor switch S3 to the negative pole of
  • the sixth semiconductor switch S6 is opened.
  • the resulting circuits extend on the one hand from the positive pole of the DC voltage source U ⁇ N on the first inductor Ll, the first diode Dl and the capacitor Cz to the negative pole of the DC voltage source U ⁇ N and on the other hand via the second inductor L2, the third semiconductor switch S3, the AC voltage network U O u ⁇ and the second semiconductor switch S2 and the second diode D2.
  • FIGS. 9 and 10 each show the exemplary course of the control signals for the semiconductor switches S1, S2, S3, S4, S5 and S6, the two figures representing different switching variants during the period of the positive half cycle of the AC output voltage.

Abstract

The invention relates to a method for operating an electronically controlled inverted rectifier, characterized in that the inverted rectifier (S1-S6, Ci, L1, D1, Cz, L2, D Co) is controlled during the positive half-wave of the output alternating voltage (Uour) so that it operates in the manner of a step-up/step-down switching regulator cascade, and the inverted rectifier is controlled during the negative half-wave of the output alternating voltage so that it operates in the manner of an inverter.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens .Method for operating an inverter and arrangement for carrying out the method.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektronisch gesteuerten Wechselrichters und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens .The invention relates to a method for operating an electronically controlled inverter and arrangement for carrying out the method.
Elektronisch gesteuerte Wechselrichter sind beispielsweise aus US-Z. :C.M. Penalver, u.a. „Microprocessor Control of DC/AC Static Converters"; IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. IE-32, No.3, August 1985, S.186 -191; bekannt. Sie werden beispielsweise in Solaranlagen dazu eingesetzt, den durch die Sonnenzellen erzeugten Gleichstrom so umzuformen, dass eine Abgabe in das öffentliche Wechselstrom-Netz möglich ist. Erst damit ist eine praktisch uneingeschränkte Nutzung der solar produzierten Energie gewährleistet.Electronically controlled inverters are, for example, US-Z. :CM. Penalver, et al. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol., IE-32, No.3, August 1985, pages 186-191; They are used, for example, in solar systems, by the solar cells To convert the direct current generated in such a way that a discharge into the public AC grid is possible., This is a virtually unlimited use of the solar energy produced guaranteed.
Die Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für Wechselrichter hat unter anderem dazu geführt, die Grundtypen von Hochsetzsteller, Hochtiefsetzsteiler und Tiefsetzsteiler für spezielle Anwendungsfälle abzuwandeln. Als Beispiel sei hier eine Veröffentlichung in der Zeitschrift EDN vom 17. Okt. 2002 „Slave Converters power auxiliary Outputs", Sanjaya Maniktala; angeführt, in der verschiedene Kombinationsmöglichkeiten von Wechselrichter-Grundtypen beschrieben werden.The large number of possible applications for inverters has, among other things, led to the modification of the basic types of boost converter, high-set divider and step-down divider for special applications. As an example, here is a publication in the magazine EDN of Oct. 17, 2002, "Slave Converters Power Auxiliary Outputs", Sanjaya Maniktala, cited, in which various combinations of basic inverter types are described.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Wechselrichter weiterzubilden.The invention has the object of developing the known from the prior art inverter.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem der Wechselrichter während der positiven Halbwelle der Ausgangswechselspannung so angesteuert wird, dass er nach Art einer Hoch- /Tiefsetzsteller-Kaskade arbeitet und bei dem der Wechselrichter während der negativen Halbwelle der Ausgangswechselspannung so angesteuert wird, dass er nach Art eines Inverters arbeitet.According to the invention the object is achieved with a method of the type mentioned, in which the inverter is controlled during the positive half cycle of the AC output voltage so that it is in the manner of a high / Buck converter cascade works and in which the inverter during the negative half cycle of the AC output voltage is controlled so that it operates in the manner of an inverter.
Die erfindungsgemäße Kombination der Funktionen von Hoch-/ Tiefsetzsteiler und Inverter führt zu einem verlustarmen Wechselrichter mit besonders geringem Rippeistrom, der damit auch einen hohen Wirkungsgrad aufweist und daher insbesondere für den Einsatz in Solaranlagen besonders geeignet ist.The combination according to the invention of the functions of step-up / step-down divider and inverter leads to a low-loss inverter with a particularly low ridge current, which thus also has a high efficiency and is therefore particularly suitable for use in solar systems.
Vorteilhaft ist es, wenn der Wechselrichter eine aus erstem, zweitem, drittem und viertem Halbleiterschalter gebildete Halbleiterbrückenschaltung umfasst, deren erster Ausgang mit einem ersten Anschluss eines Wechselspannungsausganges des Wechselrichters verbunden ist, deren zweiter Ausgang mit einem zweiten Anschluss des Wechselspannungsausganges des Wechselrichters verbunden ist, wenn weiterhin eine erste Drossel vorgesehen ist, deren erste Seite mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden ist und deren zweite Seite über einen fünften Halbleiterschalter mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, wenn die Verbindung zwischen erster Drossel und fünftem Halbleiterschalter über eine erste Diode und einen sechsten Halbleiterschalter mit dem ersten Anschluss einer zweiten Drossel und der Kathode einer zweiten Diode verbunden ist, wenn der zweite Anschluss der zweiten Drossel mit einem ersten Eingang der Brückenschaltung verbunden ist und die Anode der zweiten Diode mit einem zweiten Eingang der Brückenschaltung verbunden ist und wenn der negativen Pol der Gleichspannungsquelle mit dem zweiten Anschluss des Wechselspannungsausganges verbunden ist und die Verbindung von erster Diode und sechstem Halbleiterschalter über einen Kondensator mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist.It is advantageous if the inverter comprises a semiconductor bridge circuit formed from first, second, third and fourth semiconductor switches whose first output is connected to a first terminal of an AC output of the inverter whose second output is connected to a second terminal of the AC output of the inverter Furthermore, a first choke is provided, whose first side is connected to the positive pole of a DC voltage source and whose second side is connected via a fifth semiconductor switch to the negative pole of the DC voltage source, when the connection between the first choke and the fifth semiconductor switch via a first diode and a first sixth semiconductor switch is connected to the first terminal of a second choke and the cathode of a second diode when the second terminal of the second choke is connected to a first input of the bridge circuit and the anode the second diode is connected to a second input of the bridge circuit and when the negative pole of the DC voltage source is connected to the second terminal of the AC output and the connection of the first diode and the sixth semiconductor switch is connected via a capacitor to the negative pole of the DC voltage source.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn mittels MikroController während der positiven Halbwelle der Ausgangswechselspannung der erste und der vierte Halbleiterschalter permanent eingeschaltet und der zweite und der dritte Halbleiterschalter permanent ausgeschaltet werden, und wenn der fünfte und der sechste Halbleiterschalter gepulst geschaltet werden und wenn während der negativen Halbwelle der Ausgangswechselspannung der sechste Halbleiterschalter gepulst geschaltet wird, und wenn in diesem Zeitraum der zweite und der dritte Halbleiterschalter dauerhaft eingeschaltet und der erste,, der vierte und der fünfte Halbleiterschalter dauerhaft ausgeschaltet werden.It is furthermore particularly advantageous if the microcontroller during the positive half-wave of Output AC voltage of the first and fourth semiconductor switches permanently turned on and the second and third semiconductor switches are switched off permanently, and when the fifth and sixth semiconductor switches are pulsed and pulsed during the negative half cycle of the AC output voltage of the sixth semiconductor switch, and if in this Period of the second and third semiconductor switches permanently switched on and the first, the fourth and the fifth semiconductor switch are switched off permanently.
Günstig ist es, wenn bei einem Wechselrichter zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ein MikroController vorgesehen ist, welcher zur Steuerung der Halbleiterschalter entsprechend programmiert ist.It is advantageous if in an inverter for carrying out the method according to the invention, a microcontroller is provided, which is programmed to control the semiconductor switch accordingly.
Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:The invention will be explained in more detail with reference to figures. They show by way of example:
Fig.l den Schaltplan eines beispielhaften Wechselrichters Fig. 2 den Schaltplan eines beispielhaften Wechselrichters bei Verwendung von n-Kanal Sperrschicht MOSFETs. Fig.3, 4, 5 und 6 Stromfluß und Schaltzustände in einem beispielhaften Wechselrichter während der positiven Halbwelle der Ausgangswechselspannung,2 shows the circuit diagram of an exemplary inverter using n-channel junction MOSFETs. FIG. 3, 4, 5 and 6 current flow and switching states in an exemplary inverter during the positive half cycle of the AC output voltage,
Fig.7 und 8 Stromfluß und Schaltzustände in einem beispielhaften Wechselrichter während der negativen Halbwelle der Ausgangswechselspannung, sowie Fig.9 und Fig. 10 den zeitlichen Verlauf beispielhafter Ansteuersignale für die Halbleiterschalter.7 and 8 current flow and switching states in an exemplary inverter during the negative half cycle of the AC output voltage, and FIG. 9 and FIG. 10 show the time profile of exemplary drive signals for the semiconductor switches.
Der in den Figuren dargestellte Wechselrichter umfasst eine aus erstem, zweitem, drittem und viertem Halbleiterschalter Sl, S2, S3, S4 gebildete Halbleiterbrückenschaltung. Der aus der Verbindung von erstem und zweitemThe inverter shown in the figures comprises a semiconductor bridge circuit formed of first, second, third and fourth semiconductor switches S1, S2, S3, S4. The one from the combination of first and second
Halbleiterschalter Sl, S2 gebildete erste Ausgang der Halbleiterbrückenschaltung ist mit einem ersten Anschluss eines Wechselspannungsausganges UOuτ des Wechselrichters verbunden. Der aus der Verbindung von drittem und viertem Halbleiterschalter S3, S4 gebildete zweite Ausgang der Halbleiterbrückenschaltung ist mit einem zweiten Anschluss des Wechselspannungsausganges UOuτ des Wechselrichters verbunden. Weiterhin ist eine erste Drossel Ll vorgesehen, deren erste Seite mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle UIN verbunden und deren zweite Seite über einen fünften Halbleiterschalter S5 mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle UIN verbunden ist. Die Verbindung zwischen erster Drossel Ll und fünftem Halbleiterschalter S5 ist über eine erste Diode Dl und einen sechsten Halbleiterschalter S6 mit dem ersten Anschluss einer zweiten Drossel L2 und der Kathode einer zweiten Diode D2 verbunden und der zweite Anschluss der zweiten Drossel L2 an einen, durch die Verbindung von erstem und drittem Halbleiterschalter Sl, S3 gebildeten ersten Eingang der Brückenschaltung Sl, S2, S3, S4 angeschlossen.Semiconductor switch Sl, S2 formed first output of the semiconductor bridge circuit is connected to a first terminal an alternating voltage output U O uτ connected to the inverter. The second output of the semiconductor bridge circuit formed from the connection of the third and fourth semiconductor switches S3, S4 is connected to a second terminal of the alternating voltage output U O uτ of the inverter. Furthermore, a first choke L1 is provided, whose first side is connected to the positive pole of a DC voltage source U IN and whose second side is connected via a fifth semiconductor switch S5 to the negative pole of the DC voltage source U IN . The connection between the first throttle Ll and the fifth semiconductor switch S5 is connected via a first diode Dl and a sixth semiconductor switch S6 to the first terminal of a second inductor L2 and the cathode of a second diode D2 and the second terminal of the second inductor L2 to one, through which Connection of the first and third semiconductor switch Sl, S3 formed first input of the bridge circuit Sl, S2, S3, S4 connected.
Erste und zweite Drossel Ll, L2 können einen gemeinsamen Kern aufweisen. Die Verbindung von erster Diode Dl und sechstem Halbleiterschalter S6 ist über einen Kondensator Cz mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden.First and second throttle L1, L2 may have a common core. The connection of the first diode Dl and the sixth semiconductor switch S6 is connected via a capacitor Cz to the negative pole of the DC voltage source.
Die Anode der zweiten Diode D2 ist mit einem durch dieThe anode of the second diode D2 is connected to one through the
Verbindung von zweitem und viertem Halbleiterschalter S2, S4 gebildeten zweiten Eingang der Brückenschaltung Sl, S2, S3, S4 verbunden. Weiterhin ist der negativen Pol der Gleichspannungsquelle UIN mit dem zweiten Anschluss des Wechselspannungsausganges UOuτ verbunden.Connection of the second and fourth semiconductor switches S2, S4 formed second input of the bridge circuit Sl, S2, S3, S4 connected. Furthermore, the negative pole of the DC voltage source U IN is connected to the second terminal of the AC voltage output U O uτ.
Bei Verwendung von n-kanal Sperrschicht MOSFET als Halbleiterschalter Sl, S2, S3, S4 ,S5, S6 ist die Einbaurichtung zu beachten, die in Fig. 2 durch die strichliert dargestellten Diodensymbole angedeutet ist. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Einsatz einer Diode D3 zweckmäßig, deren Funktion allerdings auch durch eine entsprechende Ansteuerung der Halbleiterschalter realisiert werden kann.When using n-channel junction MOSFET as a semiconductor switch Sl, S2, S3, S4, S5, S6, the installation direction is observed, which is indicated in Fig. 2 by the diode symbols shown by dashed lines. In this embodiment of the invention, the use of a diode D3 is expedient whose function, however, can also be realized by a corresponding control of the semiconductor switch.
Die Ansteuerung der Halbleiterschalter erfolgt mittels (nicht dargestelltem) MikroController.The control of the semiconductor switches by means (not shown) microcontroller.
Dabei werden erfindungsgemäß während der positiven Halbwelle der Ausgangswechselspannung der erste und der vierteIn this case, according to the invention during the positive half cycle of the AC output voltage of the first and the fourth
Halbleiterschalter Sl, S4 permanent eingeschaltet und der zweite und der dritte Halbleiterschalter S2,S3 permanent ausgeschaltet. Der fünfte und der sechste Halbleiterschalter S5,S6 werden in diesem Zeitraum gepulst geschaltet. Während der negativen Halbwelle der Ausgangswechselspannung wird der sechste Halbleiterschalter S6 gepulst geschaltet und der zweite und der dritte Halbleiterschalter S2,S3 werden in diesem Zeitraum dauerhaft eingeschaltet, der erste, der vierte und der fünfte Halbleiterschalter S1,S4,S5 hingegen dauerhaft ausgeschaltet.Semiconductor switch Sl, S4 permanently switched on and the second and third semiconductor switches S2, S3 permanently off. The fifth and sixth semiconductor switches S5, S6 are pulsed during this period. During the negative half cycle of the AC output voltage, the sixth semiconductor switch S6 is pulsed and the second and third semiconductor switches S2, S3 are switched on permanently in this period, whereas the first, fourth and fifth semiconductor switches S1, S4, S5 are permanently switched off.
Fig.3 zeigt dabei den Zustand, in dem der Wechselrichter während einer positiven Halbwelle der AusgangsSpannung elektrische Energie aus der Gleichspannungsquelle UIN aufnimmt. Dazu ist der fünfte Halbleiterschalter S5 geschlossen und damit ein Strompfad zwischen dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle UIN über die erste Drossel Ll und den fünften Halbleiterschalter S5 gegeben. Der sechste Halbleiterschalter S6 ist dabei geöffnet.3 shows the state in which the inverter receives electrical energy from the DC voltage source U IN during a positive half cycle of the output voltage. For this purpose, the fifth semiconductor switch S5 is closed and thus given a current path between the positive pole of the DC voltage source U IN via the first choke Ll and the fifth semiconductor switch S5. The sixth semiconductor switch S6 is open.
In diesem Zustand speichert die Drossel Ll Energie, die - wie in Fig. 4 dargestellt - nach dem Öffnen des fünften Halbleiterschalters S5 und dem Schließen des sechsten Halbleiterschalters S6 über die erste Diode Dl, den sechsten Halbleiterschalter S6, die zweite Drossel L2 und dieIn this state, the choke Ll stores energy which, as shown in FIG. 4, after opening the fifth semiconductor switch S5 and closing the sixth semiconductor switch S6 via the first diode D1, the sixth semiconductor switch S6, the second choke L2, and
Halbleiterbrückenschaltung an den Wechselspannungsausgang UOUT und gleichzeitig auch an den Kondensator Cz abgegeben wird.Semiconductor bridge circuit to the AC output UOUT and at the same time to the capacitor Cz is discharged.
Wie in Fig. 5 dargestellt, wird die in der zweiten Drossel L2 gespeicherte Energie nach dem Öffnen des sechstenAs shown in Fig. 5, the energy stored in the second reactor L2 after the opening of the sixth
Halbleiterschalters S6 über die zweite Diode D2 und über die Halbleiterbrückenschaltung an den Wechselspannungsausgang UOUT abgegeben. Gleichzeitig wird der Kondensator Cz weiter geladen. Der entsprechende Stromkreis verläuft vom positiven Pol der Gleichspannungsquelle Uin über die erste Drossel Ll, die erste Diode Dl und den Kondensator Cz zum negativen Pol der Gleichspannungsquelle.Semiconductor switch S6 via the second diode D2 and the semiconductor bridge circuit to the AC output UOUT delivered. At the same time, the capacitor Cz is further charged. The corresponding circuit runs from the positive pole of the DC voltage source Uin via the first choke Ll, the first diode Dl and the capacitor Cz to the negative pole of the DC voltage source.
Im nächsten Schaltvorgang wird - wie in Fig. 6 dargestellt - wiederum der fünfte Halbleiterschalter S5 geschlossen und der sechste Halbleiterschalter S6 geöffnet.In the next switching operation - as shown in Fig. 6 - again the fifth semiconductor switch S5 closed and the sixth semiconductor switch S6 open.
Es bildet sich wiederum der bereits in Fig. 3 dargestellte Stromkreis vom positiven Pol der Gleichspannungsquelle UIN über die erste Drossel Ll und den fünften Halbleiterschalter S5 zum negativen Pol der Gleichspannungsquelle UIN .In turn, the circuit already shown in FIG. 3 forms from the positive pole of the DC voltage source U IN via the first choke L 1 and the fifth semiconductor switch S 5 to the negative pole of the DC voltage source U IN .
Der bereits in Fig. 5 dargestellte Stromkreis über die zweite Drossel L2, die zweite Diode D2 und über die Halbleiterbrückenschaltung an den Wechselspannungsausgang UOUT bleibt aufrecht.The circuit already shown in Fig. 5 via the second inductor L2, the second diode D2 and the semiconductor bridge circuit to the AC output U OUT remains upright.
Anhand der Fig. 7 und Fig. 8 werden nun die Schaltzustände während der negativen Halbwelle der Ausgangswechselspannung erläutert. Wie auch aus den Fig. 9 und Fig. 10 ersichtlich, wird in diesem Zeitraum der sechste Halbleiterschalter S6 gepulst geschaltet und der zweite und der dritte Halbleiterschalter S2,S3 werden in diesem Zeitraum dauerhaft eingeschaltet, der erste, der vierte und der fünfte Halbleiterschalter S1,S4,S5 hingegen dauerhaft ausgeschaltet. Damit wird erfindungsgemäß während der negativen Halbwelle der Ausgangswechselspannung die Funktion eines sogenannten Inverters ausgeführt.The switching states during the negative half cycle of the output alternating voltage will now be explained with reference to FIGS. 7 and 8. As can also be seen from FIGS. 9 and 10, the sixth semiconductor switch S6 is pulsed during this period and the second and third semiconductor switches S2, S3 are permanently switched on during this period, the first, fourth and fifth semiconductor switches S1 , S4, S5, however, switched off permanently. Thus, the function of a so-called inverter is carried out according to the invention during the negative half cycle of the AC output voltage.
Fig.7 zeigt die Verhältnisse, wenn der sechste Halbleiter¬ schalter S6 geschlossen ist. Es bildet sich ein Strompfad zwischen dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle UIN über die erste Drossel Ll, die erste Diode Dl, den sechsten Halbleiterschalter S6, die zweite Drossel L2, und den dritten Halbleiterschalter S3 zum negativen Pol derFIG. 7 shows the conditions when the sixth semiconductor switch S6 is closed. It forms a current path between the positive pole of the DC voltage source U IN via the first choke Ll, the first diode Dl, the sixth semiconductor switch S6, the second inductor L2, and the third semiconductor switch S3 to the negative pole of
Gleichspannungsquelle UIN. Diesem Strompfad ist ein zweiter Stromkreis überlagert, der über den Kondensator Cz, den sechsten Halbleiterschalter S6, die zweite Drossel L2, und den dritten Halbleiterschalter S3 verläuft.DC voltage source U IN . This current path is superimposed on a second circuit, which passes through the capacitor Cz, the sixth semiconductor switch S6, the second inductor L2, and the third semiconductor switch S3.
Im nächsten Schaltvorgang wird - wie in Fig. 8 dargestellt - der sechste Halbleiterschalter S6 geöffnet.In the next switching operation, as shown in FIG. 8, the sixth semiconductor switch S6 is opened.
Die sich daraus ergebenden Stromkreise verlaufen einerseits vom positiven Pol der Gleichspannungsquelle UΪN über die erste Drossel Ll, die erste Diode Dl und den Kondensator Cz zum negativen Pol der Gleichspannungsquelle UΪN und andererseits über die zweite Drossel L2, den dritten Halbleiterschalter S3, das Wechselspannungsnetz UOuτ sowie den zweiten Halbleiterschalter S2 und die zweite Diode D2.The resulting circuits extend on the one hand from the positive pole of the DC voltage source U ΪN on the first inductor Ll, the first diode Dl and the capacitor Cz to the negative pole of the DC voltage source U ΪN and on the other hand via the second inductor L2, the third semiconductor switch S3, the AC voltage network U O uτ and the second semiconductor switch S2 and the second diode D2.
In Fig. 9 und Fig. 10 ist jeweils der beispielhafte Verlauf der Steuersignale für die Halbleiterschalter Sl, S2, S3, S4, S5 und S6 dargestellt, wobei die beiden Figuren vorstellbare unterschiedliche Schaltvarianten während des Zeitraumes der positiven Halbwelle der Ausgangswechselspannung darstellen. FIGS. 9 and 10 each show the exemplary course of the control signals for the semiconductor switches S1, S2, S3, S4, S5 and S6, the two figures representing different switching variants during the period of the positive half cycle of the AC output voltage.

Claims

Patentansprüche / Patent Claims Claims / Patent Claims
1. Verfahren zum Betrieb eines elektronisch gesteuerten Wechselrichters, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter während der positiven Halbwelle der1. A method for operating an electronically controlled inverter, characterized in that the inverter during the positive half-wave of
Ausgangswechselspannung so angesteuert wird, dass er nach Art einer Hoch-/Tiefsetzsteller-Kaskade arbeitet und bei dem der Wechselrichter während der negativen Halbwelle der Ausgangswechselspannung so angesteuert wird, dass er nach Art eines Inverters arbeitet.Output AC voltage is controlled so that it operates in the manner of a buck-boost cascade and in which the inverter is driven during the negative half cycle of the AC output voltage so that it operates in the manner of an inverter.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter eine aus erstem, zweitem, drittem und viertem Halbleiterschalter (Sl, S2, S3, S4) gebildete Halbleiterbrückenschaltung umfasst, deren erster Ausgang mit einem ersten Anschluss eines Wechselspannungsausganges (UOuτ) des Wechselrichters verbunden ist, deren zweiter Ausgang mit einem zweiten Anschluss des Wechselspannungsausganges (UOuτ) des Wechselrichters verbunden ist, dass weiterhin eine erste Drossel (Ll) vorgesehen ist, deren erste Seite mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle (UIN) verbunden ist und deren zweite Seite über einen fünften Halbleiterschalter (S5) mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle (UIN) verbunden ist, dass die Verbindung zwischen erster Drossel (Ll) und fünftem Halbleiterschalter (S5)über eine erste Diode (Dl) und einen sechsten Halbleiterschalter (S6)mit dem ersten Anschluss einer zweiten Drossel (L2) und der Kathode einer zweiten Diode (D2) verbunden ist, dass der zweite Anschluss der zweiten Drossel (L2) mit einem ersten Eingang der Brückenschaltung (Sl, S2, S3, S4) verbunden ist und die Anode der zweiten Diode (D2) mit einem zweiten Eingang der Brückenschaltung (Sl, S2, S3, S4) verbunden ist und dass der negativen Pol der2. The method according to claim 1, characterized in that the inverter comprises a first, second, third and fourth semiconductor switch (Sl, S2, S3, S4) formed semiconductor bridge circuit whose first output to a first terminal of an AC output (U O uτ) the inverter is connected, whose second output is connected to a second terminal of the AC voltage output (U o uτ) of the inverter, further comprising a first choke (Ll) is provided whose first side is connected to the positive pole of a DC voltage source (U IN ) and whose second side is connected via a fifth semiconductor switch (S5) to the negative pole of the DC voltage source (U IN ) that the connection between the first inductor (Ll) and the fifth semiconductor switch (S5) via a first diode (Dl) and a sixth semiconductor switch (S6) is connected to the first terminal of a second reactor (L2) and the cathode of a second diode (D2) i st, that the second terminal of the second choke (L2) is connected to a first input of the bridge circuit (Sl, S2, S3, S4) and the anode of the second diode (D2) to a second input of the bridge circuit (Sl, S2, S3 , S4) and that the negative pole of the
Gleichspannungsquelle (UΪN) mit dem zweiten Anschluss des Wechselspannungsausganges (UOuτ)verbunden ist und dass und die Verbindung von erster Diode (Dl) und sechstem Halbleiterschalter (S6) über einen Kondensator mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle (UIN) verbunden ist.DC voltage source (U ΪN ) is connected to the second terminal of the AC voltage output (U O uτ) and in that the connection between the first diode (D1) and the sixth semiconductor switch (S6) is connected via a capacitor to the negative pole of the DC voltage source (U IN ).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels MikroController während der positiven Halbwelle der Ausgangswechselspannung der erste und der vierte Halbleiterschalter (Sl, S4) permanent eingeschaltet und der zweite und der dritte Halbleiterschalter (S2,S3) permanent ausgeschaltet werden, und dass der fünfte und der sechste Halbleiterschalter (S5,S6) gepulst geschaltet werden und dass während der negativen Halbwelle der Ausgangswechselspannung der sechste3. The method according to claim 2, characterized in that by means of microcontroller during the positive half cycle of the AC output voltage of the first and the fourth semiconductor switch (S, S4) permanently switched on and the second and third semiconductor switches (S2, S3) are permanently turned off, and that the fifth and the sixth semiconductor switch (S5, S6) are pulsed and that during the negative half cycle of the AC output voltage of the sixth
Halbleiterschalter (S6) gepulst geschaltet wird, und dass in diesem Zeitraum der zweite und der dritte Halbleiterschalter (S2,S3) dauerhaft eingeschaltet und der erstes der vierte und der fünfte Halbleiterschalter (S1,S4,S5) dauerhaft ausgeschaltet werden.Semiconductor switch (S6) is pulsed, and that in this period, the second and the third semiconductor switch (S2, S3) permanently switched on and the first s the fourth and the fifth semiconductor switch (S1, S4, S5) are switched off permanently.
4. Wechselrichter zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein MikroController vorgesehen ist, welcher zur Steuerung der Halbleiterschalter entsprechend programmiert ist. 4. inverter for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a microcontroller is provided, which is programmed to control the semiconductor switch accordingly.
EP05794629A 2004-09-23 2005-09-23 Method for operating an inverted rectifier and arrangement for carrying out the method Withdrawn EP1792388A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT15982004A AT500919B1 (en) 2004-09-23 2004-09-23 METHOD FOR OPERATING AN INVERTER AND ARRANGEMENT FOR IMPLEMENTING THE PROCESS
PCT/EP2005/054764 WO2006032694A1 (en) 2004-09-23 2005-09-23 Method for operating an inverted rectifier and arrangement for carrying out the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1792388A1 true EP1792388A1 (en) 2007-06-06

Family

ID=35844998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05794629A Withdrawn EP1792388A1 (en) 2004-09-23 2005-09-23 Method for operating an inverted rectifier and arrangement for carrying out the method

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1792388A1 (en)
AT (1) AT500919B1 (en)
WO (1) WO2006032694A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT504944B1 (en) * 2007-02-16 2012-03-15 Siemens Ag INVERTER
US7929325B2 (en) * 2008-05-27 2011-04-19 General Electric Company High efficiency, multi-source photovoltaic inverter
DE102009047936A1 (en) * 2009-10-01 2011-04-07 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Method of operating an inverter and inverter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5196995A (en) * 1989-12-01 1993-03-23 Zdzislaw Gulczynski 3-terminal bidirectional switching power supply with AC or DC input and AC or DC output
JPH09121559A (en) * 1995-10-24 1997-05-06 Toshiba Fa Syst Eng Kk Inverter device
DE19642522C1 (en) * 1996-10-15 1998-04-23 Dietrich Karschny Inverter
DE19732218C1 (en) * 1997-07-26 1999-03-18 Dirk Schekulin Transformerless ac. inverter circuit, for coupling photovoltaic systems or wind generator systems, esp. in the low power range, to current networks
US6002241A (en) * 1998-10-30 1999-12-14 Lucent Technologies Inc. Dual mode split-boost converter and method of operation thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006032694A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
AT500919A1 (en) 2006-04-15
WO2006032694A1 (en) 2006-03-30
AT500919B1 (en) 2009-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3014725B1 (en) Energy storage device having a dc voltage supply circuit and method for providing a dc voltage from an energy storage device
DE102006025975B4 (en) Inverter circuit and method for operating the inverter circuit
AT505801B1 (en) METHOD FOR OPERATING AN ELECTRONICALLY CONTROLLED INVERTER
EP2030299B1 (en) Inverter for feeding electrical energy into a power supply system
EP1766767B1 (en) Method for operating an inverter, and arrangement for carrying out said method
DE102013212682B4 (en) Energy storage device with DC power supply circuit and method for providing a DC voltage from an energy storage device
EP2144359A2 (en) DC/DC-converter
DE102009029387A1 (en) DC-AC inverter arrangement, in particular solar cell inverter
DE102012202867A1 (en) Charging circuit for energy storage device for electrical propulsion system used for e.g. electric car, has choke transformer and switching element controller which receive direct current for charging energy storage modules
DE102012216691A1 (en) Converter circuit and method for controlling the converter circuit
DE102017212462A1 (en) Galvanically coupled electrical converter
DE102011018357A1 (en) DC converter
EP1754305B1 (en) Method for operating an electronically controlled inverter and arrangement for carrying out said method
DE102013005070A1 (en) Boost converter
EP1792388A1 (en) Method for operating an inverted rectifier and arrangement for carrying out the method
DE102018111154B4 (en) Charging system
DE102013212692A1 (en) Energy storage device with DC power supply circuit
WO2005109614A2 (en) Method for the operation of a dc/ac converter, and arrangement for carrying out said method
DE102021001483A1 (en) Converter device and method for an on-board network of an electrically operated vehicle
WO2009065678A1 (en) Inverter circuit
LU501001B1 (en) Method for providing sinusoidal phase currents with control and charging
DE102013005808B4 (en) DC converter
EP1950876A2 (en) Inverter
EP2174408A1 (en) Inverter
AT506179A1 (en) INVERTER

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20070123

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT DE FR IT

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT DE FR IT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100310

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20160912

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170124