EP4529699A1 - Verfahren zur erhöhung der lebensdauer von wandler-schaltern sowie system - Google Patents

Verfahren zur erhöhung der lebensdauer von wandler-schaltern sowie system

Info

Publication number
EP4529699A1
EP4529699A1 EP23721908.4A EP23721908A EP4529699A1 EP 4529699 A1 EP4529699 A1 EP 4529699A1 EP 23721908 A EP23721908 A EP 23721908A EP 4529699 A1 EP4529699 A1 EP 4529699A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
converter
switch
bus
switches
power
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.)
Pending
Application number
EP23721908.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Zoltan KLAUSZ
Karl Nesemann
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.)
SMA Solar Technology AG
Original Assignee
SMA Solar Technology AG
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 SMA Solar Technology AG filed Critical SMA Solar Technology AG
Publication of EP4529699A1 publication Critical patent/EP4529699A1/de
Pending 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
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy using batteries or super capacitors with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
    • 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
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2101/00—Supply or distribution of decentralised, dispersed or local electric power generation
    • H02J2101/20—Dispersed power generation using renewable energy sources
    • H02J2101/22—Solar energy
    • H02J2101/24—Photovoltaics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Wandlerschaltern (Q1, Q2, Q3, Q4) in einem System (10) umfassend eine Energiequelle (PV), die gemeinsam mit einem die Wandlerschalter (Q1, Q2, Q3, Q4) umfassenden DC/DC-Wandler (12) an einem DC-Bus (DC+, DC-) angeschlossen ist. Das Verfahren umfasst die Schritte: • Feststellen eines Systemzustands, in dem elektrische Leistung der Energiequelle (PV) zur Verfügung steht, für die keine Übertragung über den DC/DC-Wandler (12) und keine Ausgabe an weitere Teilnehmer des DC-Busses (DC+, DC-) vorgesehen ist, und • Betreiben des DC/DC-Wandlers (12) während des festgestellten Systemzustands derart, dass Verlustleistung in dem DC/DC-Wandler (12) erzeugt wird, ohne dass Leistung über den DC/DC-Wandler (12) übertragen wird. Die Anmeldung betrifft weiter ein System mit einer Energiequelle (PV) und einem die Wandlerschalter (Q1, Q2, Q3, Q4) aufweisenden DC/DC-Wandler sowie eine Energieerzeugungsanlage mit einem solchen System.

Description

Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Wandlerschaltern sowie System
Technisches Gebiet
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Wandlerschaltern sowie ein System mit einem Generator und einen die Wandlerschalter aufweisenden DC/DC-Wandler.
Hintergrund
Für Energieerzeugungsanlagen, insbesondere PV-Anlagen (PV: Photovolta ik), finden Leistungswandler Anwendung, welche getaktete Halbleiterschalter, sogenannte Wandlerschalter, aufweisen können. Für solche Halbleiterschalter führen Temperaturschwankungen zu einer reduzierten Lebensdauer.
In EP2600510A1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein elektrischer Leistungswandler so angesteuert wird, dass zusätzlich zu einem Ausgangsstrom ein Strom erzeugt wird, der den Ausgangsstrom nicht beeinflusst und zugleich Wandlerschalter auf eine vorgegebene Zieltemperatur erwärmt.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer von Wandlerschaltern zu erhöhen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch System mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8 sowie durch eine Energieerzeugungsanlage gemäß Anspruch 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Übersicht
In einem System ist eine Energiequelle, insbesondere ein Generator, gemeinsam mit einem DC/DC-Wandler an einen DC-Bus angeschlossen. Bei der Energiequelle handelt es sich beispielsweise um einen PV-Generator. Der DC/DC-Wandler weist Wandlerschalter in Form von Halbleiterschaltern auf. Der DC/DC-Wandler ist zum Beispiel dazu vorgesehen, elektrische Leistung von dem DC-Bus an einen DC- Energiespeicher, zum Beispiel eine Batterie, oder in Gegenrichtung zu übertragen. Der DC-Speicher kann zum Beispiel dazu vorgesehen sein, von der Energiequelle erzeugte elektrische Energie aufzunehmen und zu speichern. Ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Wandlerschaltern des DC/DC-Wandlers weist die folgenden Schritte auf:
• Feststellen eines Systemzustandes, in dem elektrische Leistung der Energiequelle zur Verfügung steht, für die keine Übertragung über den DC/DC- Wandler und keine Ausgabe an weitere Teilnehmer des DC-Busses vorgesehen ist.
• Betreiben des DC/DC-Wandlers während des festgestellten Systemzustands derart, dass Verlustleistung in dem DC/DC-Wandler erzeugt wird, ohne dass Leistung über den DC/DC-Wandler übertragen wird.
Der festgestellte Systemzustand betrifft also einen Systemzustand, in dem nicht vorgesehen ist, elektrische Energie über den DC/DC-Wandler an den DC-Speicher zu übertragen. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn die Batterie bereits vollständig geladen ist. Ein weiterer Teilnehmer des DC-Busses kann zum Beispiel ein Wechselrichter sein, der vorgesehen ist, elektrische Energie vom DC-Bus in ein AC-Netz zu übertragen. Bei dem AC-Netz kann es sich zum Beispiel um ein AC-Versorgungsnetz handeln. Weitere Teilnehmer des DC-Busses können z. B. weitere DC-Lasten sein. Ein DC-Bus weist in der Regel zwei Leiter auf, welche auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen und zwischen denen die DC- Busspannung anliegt.
Durch das Verfahren wird also ermöglicht, den DC/DC-Wandlers während des festgestellten Systemzustands derart zu betreiben, dass Verlustleistung in dem DC/DC-Wandler, beispielsweise durch einen innerhalb des DC/DC-Wandlers fließenden Kreisstrom, erzeugt wird, ohne dass Leistung über den DC/DC-Wandler übertragen wird, so dass die Wandlerschalter in einem gegenüber einem inaktiven Zustand erwärmten Zustand gehalten werden. DC (engl. Direct Current) bezeichnet in dieser Anmeldung Gleichstrom/Gleichspannung. AC (engl. Alternating Current) bezeichnet in dieser Anmeldung Wechselstrom/Wechselspannung.
Der Systemzustand, in dem elektrische Leistung der Energiequelle Verfügung steht, und für die keine Übertragung über den DC/DC-Wandler und keine Ausgabe an weitere Teilnehmer des DC-Busses vorgesehen ist, kann zum Beispiel ein Systemzustands sein, bei dem die Batterie bereits vollständig geladen ist, keine oder zumindest keine vollständige Einspeisung der aktuell verfügbaren Leistung über einen an den DC-Bus angeschlossenen Wechselrichter in ein AC-Netz vorgesehen ist und zugleich kein weiterer Teilnehmer des DC-Busses, zum Beispiel weitere DC-Lasten, zur Aufnahme der elektrischen Energie vorgesehen sind. In einem solchen Zustand steht elektrische Energie der Energiequelle gegebenenfalls ungenutzt zur Verfügung und kann ohne Nachteile für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden.
In einer Schönwetterperiode einer PV-Anlage kann dies zum Beispiel an einem schönen Tag der Nachmittag bis zum frühen Abend sein, wo die Batterie bereits vorher am Tag durch den PV-Generator geladen wurde und der PV-Generator durch die immer noch vorhandene Sonneneinstrahlung mehr elektrische Energie produzieren kann als zur Versorgung des DC-Bus vorgesehen ist. Das Verfahren ermöglicht dabei das Feststellen eines solchen Betriebszustandes und zugleich einen Betrieb des DC/DC-Wandlers, bei dem keine Energie über den DC/DC-Wand- ler (z. B. in Richtung DC-Speicher) übertragen wird, sondern der DC/DC-Wandler nur Energie aufnimmt, um die Wandlerschalter durch einen internen Stromfluss im DC/DC-Wandler warm zu halten. Das Warmhalten erfolgt hierbei durch den Stromfluss im DC/DC-Wandler und die hierdurch erzeugte Verlustleistung in Form von Wärme.
In einer Ausführungsform weist der DC/DC-Wandler eine erste Halbbrücke mit einer Serienschaltung eines ersten Schalters und eines zweiten Schalters auf. Der erste und der zweite Schalter sind vorzugsweise als Halbleiterschalter ausgeführt. Der erste und der zweite Schalter sind Wandlerschalter des DC/DC-Wandlers. Die erste Halbbrücke ist zwischen ausgangsseitigen Anschlüssen des DC/DC-Wandlers angeordnet. Die ausgangsseitigen Anschlüsse sind zum Beispiel dafür vorgesehen, an einem DC-Speicher angeschlossen zu werden. Der DC/DC-Wandler weist weiter eine zweite Halbbrücke mit einer Serienschaltung eines dritten Schalters und eines vierten Schalters auf. Der dritte und der vierte Schalter sind Wandlerschalter des DC/DC-Wandlers und vorzugsweise als Halbleiterschalter ausgeführt. Die zweite Halbbrücke ist zwischen eingangsseitigen, an den DC-Bus angeschlossenen Anschlüssen des DC/DC-Wandlers angeordnet. Ein Mittenanschluss der ersten Halbbrücke und der zweiten Halbbrücke sind über eine Drossel miteinander verbunden. Die Mittenanschlüssen der ersten und der zweiten Halbbrücke ist jeweils zwischen den beiden Schaltern angeordnet. Eine Drossel ist als eine elektrische Drossel anzusehen, d. h. als Induktivität ausgeführt. Der erste und der vierte Schalter weisen einen gemeinsamen Anschluss auf, welcher zum Beispiel mit einem der Leiter des DC-Busses verbunden sein kann. Für einen solchen DC/DC-Wandler wird nun in einer Ausführungsform des Verfahrens während des festgestellten Systemzustands der zweite Schalter dauerhaft geschlossen und der erste Schalter dauerhaft geöffnet. Hierdurch wird ein Leistungsfluss über den DC/DC-Wandler wirksam unterbunden. Der dritte Schalter wird während des festgestellten Systemzustands getaktet. Eine Taktung bedeutet, dass der Schalter so angesteuert wird, dass er zeitweise geöffnet und zeitweise geschlossen wird.
Durch eine solche Ansteuerung der Schalter wird ermöglicht, dass elektrische Energie aus dem DC-Netz entnommen wird und als Strom, der Verlustleistung erzeugt, innerhalb des DC/DC-Wandlers fließt. Durch den fließenden Strom wird Verlustleistung erzeugt und durch die Verlustleistung werden die Schalter erwärmt. Bei eingeschaltetem drittem Schalter fließt dabei ein Strom über den dritten und den zweiten Schalter und über die Drossel. Bei geöffnetem drittem Schalter fließt ein elektrischer Strom über den zweiten Schalter und den vierten Schalter. Je nach Schaltzustand des vierten Schalters fließt der Strom über eine parallel zum vierten Schalter angeordnete Freilaufdiode oder über den geschlossenen vierten Schalter.
In einer Ausführungsform werden zum Betrieb des DC/DC-Wandlers im festgestellten Betriebszustand der dritte und der vierte Schalter getaktet. In einer weiteren Ausführungsform werden der dritte und der vierte Schalter komplementär getaktet. Komplementär getaktet bedeutet, dass in den Zeiträumen, in denen der dritte Schalter geschlossen ist, der vierte Schalter geöffnet ist und umgekehrt. Es ist auch möglich, den vierten Schalter während des festgestellten Systemzustands geöffnet zu halten, da der erwünschte Stromfluss zum Erwärmen der Wandlerschalter auch über die Freilaufdiode des vierten Schalters erfolgen kann.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Taktung des dritten Schalters mit einem solchen Tastgrad, dass ein zulässiger Nennstrom des DC/DC-Wandlers nicht überschritten wird. Beispielsweise wird der dritte Schalter stromgeregelt betrieben und zum Beispiel bei Überschreiten eines unter dem Nennstrom liegenden Abschaltschwellwert geöffnet und bei Unterschreiten einen Einschaltschwellwerts wieder geschlossen. Der durch den DC/DC-Wandler fließende Strom wird bei dem Verfahren durch den Tastgrad des dritten Schalters bestimmt, da nur bei geschlossenem drittem Schalter elektrische Leistung aus dem DC-Netz entnommen wird. Bei komplementärer Taktung des vierten Schalters wird der vierte Schalter mit entsprechendem Tastgrad jedoch komplementär zum dritten Schalter getaktet.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Taktung des dritten Schalters mit einem Tastgrad, der von einer im DC/DC-Wandler gemessenen Temperatur abhängt. Der Tastgrad kann beispielsweise derart gewählt werden, dass eine vorgebbare Zieltemperatur im DC/DC-Wandler angestrebt wird. Es ist auch möglich, bei niedriger Temperatur im DC/DC-Wandler den Stromfluss im festgestellten Systemzustand entsprechend zu erhöhen, um weiterhin eine gewünschte Erwärmung der Wandlerschalter zu erreichen. Beispielsweise kann der oben genannte Abschaltschwellwert und/oder der Einschaltschwellwert als Funktion der gemessenen Temperatur bestimmt werden. Der Tastgrad kann dabei selbstverständlich auch von weiteren Einflussfaktoren abhängen, zum Beispiel von der DC-Busspannung.
Anstelle oder zusätzlich zur im DC/DC-Wandler gemessenen Temperatur kann die Taktung des dritten Schalters beziehungsweise die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte Verlustleistung in Abhängigkeit von einer extern zum DC/DC- Wandler erfassten Temperatur bestimmt werden. Hierzu umfasst das Feststellen des Systemzustands ein Erfassen einer Temperatur einer Komponente, mit dem der DC/DC-Wandler in thermischem Kontakt steht, die ihrerseits aber nicht Teil des DC/DC-Wandlers ist, und deren Temperatur nicht unter einen vorgegebenen Wert sinken soll. Dies kann in einer Ausführung beispielsweise eine Batterie sein, die über den DC/DC-Wandler geladen und entladen wird. Batterien von häufig verwendeten Typen haben die Eigenschaft, dass sie unterhalb einer kritischen Ladetemperatur nicht geladen werden können, beziehungsweise geladen werden sollten, selbst wenn ein Entladen bei einer derart niedrigen Temperatur möglich ist. Hier kann die erzeugte Verlustleistung dazu verwendet werden, eine Temperatur der Batterie, die in thermischem Kontakt mit den DC/DC-Wandler steht, zu erhöhen oder oberhalb der genannten Temperatur zu halten. Die Verlustleistung kann hierbei auch ganz oder teilweise aus der Batterie entnommen werden und hierzu der vierte Schalter mit einem geeigneten Tastgrad getaktet werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Systemzustand in Abhängigkeit von der Spannung des DC-Busses festgestellt. Der festzustellende Systemzustands, bei dem keine Entnahme durch weitere Teilnehmer des DC-Bus- ses vorgesehen ist und zugleich keine Leistungsübertragung über den DC/DC- Wandler vorgesehen ist, lässt sich in Abhängigkeit von der Spannung auf dem DC- Bus ermitteln. Die Spannung auf dem DC-Bus wird zum Beispiel von dem Wechselrichter am DC-Bus, den weiteren Lasten am DC-Bus und/oder der Energiequelle bestimmt.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Feststellen des Systemzustandes dem DC/DC-Wandler durch ein Eingangssignal angezeigt. Diese Ausführungsform kann zum Beispiel zur Anwendung kommen, wenn der Systemzustand durch eine Steuereinrichtung festgestellt wird und danach an den DC/DC- Wandler übermittelt wird, wo eine Steuerung des DC/DC-Wandlers die Wandlerschalter des DC/DC-Wandlers gemäß dem beschriebenen Verfahren ansteuert. Die Steuereinrichtung des DC/DC-Wandlers kann dabei als Teil einer Steuereinrichtung des Systems verstanden werden. Diese Ausführungsform kann auch zur Anwendung kommen, wenn der Systemzustand zum Beispiel anhand einer Spannungsmessung auf dem DC-Bus ermittelt wird und an den DC/DC-Wandler übermittelt wird, wo dann eine Steuerung des DC/DC-Wandlers die Wandlerschalter entsprechend dem Verfahren ansteuert. Steuereinrichtungen können Recheneinheiten sein, die zumindest einen Prozessor, Speicher und eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen.
Ein System umfasst eine Energiequelle und einen DC/DC-Wandler. Die Energiequelle und der DC/DC-Wandler sind jeweils an einen DC-Bus angeschlossen. Der DC/DC-Wandler weist Wandlerschalter auf, welche durch zur Leistungswandlung durch den DC/DC-Wandler zum Öffnen und Schließen angesteuert werden können. Es ist weiter eine Steuereinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist eines der zuvor beschriebenen Verfahren auszuführen. Die Steuereinrichtung kann dabei beispielsweise in dem DC/DC-Wandler angeordnet sein und/oder auf einer anderen Recheneinheit des Systems angeordnet sein. Die Steuereinrichtung kann auch zum Beispiel verteilt auf dem DC/DC-Wandler und einer oder mehrerer weiterer Recheneinrichtungen des Systems oder entfernt vom System angeordnet sein. Die Steuereinrichtung kann zusätzlich zur Ansteuerung des DC/DC-Wandlers und/oder weiterer Teilnehmer des DC-Busses ausgelegt sein.
In einer Ausführungsform des Systems ist der erste Schalter thermisch mit mindestens einem der zweiten, dritten und/oder vierten Schalter gekoppelt. In dem Verfahren fließt der Strom, der zum Erzeugen der Verlustleistung erzeugt wird durch den zweiten, dritten und vierten Schalter. Diese können, also durch die Verlustleistung erwärmt werden. Durch die Kopplung des ersten Schalters mit dem zweiten, dritten und/oder vierten Schalter kann erreicht werden, dass auch der erste Schalter zur Erhöhung seiner Lebensdauer erwärmt wird.
In einer Ausführungsform ist der erste Schalter thermisch mit der Drossel als Wärmespeicher gekoppelt. Bei der Ausführung des Verfahrens fließt der Strom zur Erzeugung der Verlustleistung durch die Drossel des DC/DC-Wandlers. Zum Erwärmen des ersten Schalters ist dieser hierbei thermisch an die Drossel gekoppelt, welche als Wärmespeicher dient. Durch kann ebenfalls eine Erwärmung des ersten Schalters erreicht werden.
In einer Ausführungsform sind die Wandlerschalter und die Drossel thermisch mit einem gemeinsamen Kühlkörper gekoppelt. Über den gemeinsamen Kühlkörper kann ein gleichmäßiger Wärmeaustausch zwischen den Wandlerschaltern und der Drossel gewährleistet werden und so eine gleichmäßige Erwärmung der Wandlerschalter erreicht werden.
In einer Ausführungsform des Systems ist die Energiequelle ein PV-Generator. Das Verfahren ist zur Ausführung eines Systems mit PV-Generator besonders vorteilhaft, da Solarenergie, die durch den PV-Generator erzeugt wird, vorhanden sein kann, wenn der Systemzustand festgestellt wird, bei dem keine oder zumindest keine vollständige Netzeinspeisung der durch die Energiequelle erzeugbaren Leistung möglich oder erwünscht ist und zugleich eine an das System angeschlossene Batterie bereits vollständig geladen ist oder eine weitere Ladung nicht vorgesehen ist. Diese Solarenergie kann dann zur Erwärmung der Wandlerschalter verwendet werden und so die Lebensdauer der Wandlerschalter verlängert werden.
Es ist ebenfalls denkbar, dass während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kontinuierlich oder gelegentlich geprüft wird, ob die Bedingung, dass keine andere Verwendung der zur Erwärmung des DC/DC-Wandlers verwendeten Leistung vorgesehen ist, weiterhin erfüllt ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kann die Erwärmung beendet oder die zur Erwärmung verwendete Leistung reduziert werden.
In einer Ausführungsform des Systems weist der DC/DC-Wandler einen ersten und einen zweiten Teilwandler auf. Die beiden Teilwandler sind jeweils eingangs- seitig mit dem DC-Bus verbunden. Bei Feststellen des Systemzustandes ist vorgesehen, die beiden Teilwandler über einen optionalen Koppelschalter ausgangsseitig so miteinander zu verbinden, dass durch die beiden Teilwandler jeweils betragsgleiche, aber zueinander entgegengesetzte Leistungsflüsse übertragen werden. Die Teilwandler können aber auch dauerhaft ohne einen Koppelschalter ausgangsseitig miteinander verbunden sein. Durch die betragsgleichen, aber zueinander entgegengesetzten Leistungsflüsse wird in den Teilwandlern durch die Wandlerschalter Verlustleistung erzeugt und die Wandlerschalter somit in einem erwärmten Zustand gehalten. Dies erfolgt ohne eine Gesamtleistungsübertragung des DC/DC-Wandlers, d. h. ohne dass elektrische Leistung über die Ausgangsanschlüsse des DC/DC-Wandlers ausgegeben wird. Vorteilhafterweise ist hierbei vorgesehen, die beiden Teilwandler bei der Übertragung von Leistung über den DC/DC-Wandler parallel zu betreiben. Dies bedeutet, dass zum Übertragen von Gesamtleistung über den DC/DC-Wandler beide Teilwandler eingangsseitig an den DC-Bus angeschlossen sind, und dass beide Teilwandler ausgangsseitig an die Ausgangsanschlüsse des DC/DC-Wandlers angeschlossen sind. Über den Koppelschalter werden bei dem festgestellten Systemzustand dann die Ausgangsseiten der Teilwandler so verbunden, dass sie betragsgleiche, jedoch entgegengesetzte Leistungsflüsse jeweils zueinander übertragen. Anstelle eines Koppelschalters können die Teilwandler auch dauerhaft ausgangsseitig parallelgeschaltet sein.
Die Anmeldung betrifft weiter eine Energieerzeugungsanlage mit einem der zuvor beschriebenen Systeme sowie einen an den DC-Bus angeschlossenen Wechselrichter zur Einspeisung der durch die Energiequelle erzeugten Leistung in ein Wechselstromnetz. Bei dem Wechselstromnetz handelt es sich bevorzugt um ein AC-Versorgungsnetz.
Fiourenliste
Beispiele der Anmeldung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Systems mit einer Energiequelle und einem DC/DC-Wandler;
Fig. 2 schematisch ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Wandlerschaltern; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Systems mit einer Energiequelle und einem DC/DC-Wandler.
Es werden in den Figuren die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Elemente verwendet.
Fiourenbeschreibunq
In Figur 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10 dargestellt, welches den DC-Bus DC+ DC- umfasst, an welchen die Energiequelle PV mit einer Spannung U_PV und der DC/DC-Wandler 12 angeschlossen sind. Der DC-Bus DC+ DC- weist zwei Leiter DC+ und DC- auf, welche auf verschiedenen elektrischen Potenzialen liegen. Zwischen den beiden Leitern des DC-Busses DC+ DC- liegt eine DC-Busspannung U_Bus an. An den DC-Bus DC+ DC- können weitere DC- Bus Teilnehmer angeschlossen sein, welche in Figur 1 nicht dargestellt sind. Bei den weiteren DC-Busteilnehmern kann es sich beispielsweise um einen Wechselrichter handeln, der vorgesehen sein kann, von der Energiequelle PV erzeugte elektrische Leistung in ein AC-Versorgungsnetz einzuspeisen.
Der DC/DC-Wandler 12 ist vorgesehen, elektrische Leistung von dem DC-Bus DC+ DC- zu entnehmen, umzuwandeln und beispielsweise in einen an seinen Ausgangsanschlüsse 12A+ 12A- angeschlossenen DC-Speicher Bat zu übertragen, um diese Leistung zu einem späteren Zeitpunkt wieder dem DC-Bus zur Verfügung stellen zu können. Der DC-Speicher Bat weist zwischen seinen Anschlüssen eine Spannung U_Bat auf. Der DC/DC-Wandler weist zwischen seinen Ausgangsanschlüssen 12A+ 12A- eine Serienschaltung eines ersten und eines zweiten Halbleiterschalters Ql, Q2 auf. Parallel zu dieser Serienschaltung des ersten und des zweiten Schalters Ql und Q2 ist ein Kondensator angeordnet. Zwischen seinen Eingangsanschlüsse, 12E+ 12E- weist der DC/DC-Wandler 12 eine Reihenschaltung eines dritten und eines vierten Halbleiterschalters Q3, Q4 auf. Zwischen seinen Eingangsanschlüssen 12E+ 12E- ist parallel zu der Reihenschaltung des dritten und des vierten Schalters Q3, Q4 ein Kondensator angeordnet. Die Halbleiterschalter Ql, Q2, Q3, Q4 entsprechen Wandlerschaltern des DC/DC-Wandlers 12 und können intrinsische Freilaufdioden aufweisen oder ihnen sind Freilaufdioden antiparallel geschaltet. Die beiden Reihenschaltungen der Schalter Ql, Q2 und Q3, Q4 entsprechen zwei Halbbrücken des DC/DC-Wandlers 12. Die beiden Halbbrücken sind in der Mitte zwischen den beiden Schaltern durch eine Drossel D verbunden. In Serie zu der Drossel D ist ein Strommesser A angeordnet. Der zweite Schalter Q2 und der vierte Schalter Q4 sind miteinander verbunden, zum Beispiel mit einem Leiter DC- des DC-Busses.
Figur 2 zeigt schematisch ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Wandlerschaltern Ql, Q2, Q3, Q4. In einem beispielhaft in Figur 1 oder Figur 3 dargestellten System 10 mit einem DC/DC-Wandler 12 und einer Energiequelle PV, welche beide an einen DC-Bus DC+ DC- angeschlossen sind, kann von der Energiequelle PV erzeugte elektrische Energie in den DC-Bus DC+ DC- eingespeist werden. Die Energiequelle PV weist eine zwischen seinen Anschlüssen herrschende PV-Spannung U_PV auf. Der DC/DC-Wandler 12 kann dem DC-Bus DC+ DC- elektrische Leistung entnehmen und über seine Ausgangsanschlüsse 12A+ 12A- zum Beispiel an einen DC-Speicher Bat ausgeben.
Bei dem Verfahren wird in einem Schritt S1 ein Systemzustand festgestellt, in dem elektrische Leistung der Energiequelle PV auf dem DC-Bus DC+ DC- zur Verfügung steht. Der Systemzustand wird dabei festgestellt, wenn keine Übertragung der elektrischen Leistung über den DC/DC-Wandler 12 vorgesehen ist und zugleich keine Ausgabe der elektrischen Leistung an weitere Teilnehmer des DC-Busses DC+ DC- vorgesehen ist. Weitere Teilnehmer des DC-Busses DC+ DC- können beispielsweise weitere DC-Lasten (nicht dargestellt) und/oder ein Wechselrichter (nicht dargestellt) sein. Der Wechselrichter kann vorgesehen sein, um beispielsweise elektrische Leistung in ein AC-Versorgungsnetz zu einzuspeisen. Es kann sich nun ein Zustand des Systems ergeben, in dem die Energiequelle PV elektrische Leistung erzeugen kann, jedoch keine oder zumindest keine vollständige Übertragung der erzeugbaren Leistung über den Wechselrichter vorgesehen ist. Die Gründe hierfür können beispielsweise regulatorischer Art sein. Zugleich ist es möglich, dass auch keine Übertragung an den DC-Speicher Bat vorgesehen ist, beispielsweise weil der DC-Speicher Bat bereits voll ist. Dies ist ein Beispiel eines in Schritt S1 festgestellten Systemzustandes.
In einem Schritt S2 wird nun nach Feststellen des Systemzustandes der DC/DC- Wandler 12 derart betrieben, dass Verlustleistung in dem DC/DC-Wandler 12 erzeugt wird, ohne dass Leistung über den DC/DC-Wandler 12 übertragen wird. Hierdurch wird bewirkt, dass die Wandlerschalter Ql, Q2, Q3, Q4 des DC/DC- Wandlers 12 in einem gegenüber einem inaktiven Zustand erwärmten Zustand gehalten werden. Der erwärmte Zustand wird einerseits durch die Schaltvorgänge und durch den in dem DC/DC-Wandler 12 fließenden Strom und die dadurch erzeugte Verlustleistung bewirkt.
Der in Verfahrensschritt S1 festzustellende Systemzustand kann beispielsweise durch Messung der Spannung U_Bus des DC-Busses DC+ DC- erfolgen. Zum Betrieb des DC/DC-Wandlers 12 in Schritt S2 kann nun der erste Schalter Ql dauerhaft geöffnet werden. Der zweite Schalter Q2 kann dauerhaft geschlossen bleiben. Der dritte Schalter Q3 wird getaktet. Der vierte Schalter Q4 kann zum Beispiel dauerhaft geöffnet sein. Es ist ebenso möglich, den vierten Schalter Q4 zu schließen, wenn der dritte Schalter Q3 in einem Zustand ist, in dem er geöffnet ist. Es wäre also eine komplementäre Taktung des dritten und vierten Schalters, Q3, Q4 möglich. Es ist auch eine nicht komplett komplementäre Taktung des dritten und vierten Schalters Q3, Q4 möglich, sofern der vierte Schalter Q4 zu den Zeiten geöffnet ist, in denen der dritte Schalter Q3 geschlossen ist. Eine mögliche Taktung des dritten Schalters Q3 ist eine Einschaltdauer von 30ps bei 100Hz Taktfrequenz.
Im Betrieb in Schritt S2 fließt nun bei geschlossenem dritten Schalter Q3 ein Strom über den dritten Schalter Q3 über die Drossel D und den zweiten Schalter Q2. Wenn der dritte Schalter Q3 dann geöffnet wird, kann der Strom weiter über den Schalter Q4 über die Drossel D wieder zurück zum zweiten Schalter Q2 fließen. Der Stromfluss über den vierten Schalter Q4 kann dabei je nach Schaltertyp entweder über eine antiparallel zum vierten Schalter Q4 angeordnete oder eine intrinsische Freilaufdiode erfolgen oder aber, wenn der Schalter Q4 geschlossen ist, direkt über den geschlossenen Schalter Q4. Hierdurch wird ein Stromfluss über den dritten, zweiten und vierten Schalter Q3, Q2, Q4 erzeugt, ohne dass ein Strom über die Ausgangsanschlüsse 12A+ 12A- des DC/DC-Wandlers 12 fließt. Durch diesen Stromfluss wird Verlustleistung erzeugt, über welchen die Wandlerschalter Ql, Q2, Q3, Q4 erwärmt werden. Da kein direkter Stromfluss über den ersten Schalter Ql erfolgt, kann dieser beispielsweise über die Drossel D als gemeinsamen Wärmespeicher oder einen gemeinsamen Kühlkörper mit der Drossel D und den Schaltern Q2, Q4, Q3 erwärmt werden. Es ist aber auch denkbar, dass der Wandlerschalter Ql gemeinsam mit dem Wandlerschalter Q2 in einem Modul verbaut ist und bereits dadurch thermisch mit diesem gekoppelt ist und erwärmt wird.
Bei dem in Figur 3 dargestellten System 10 weist der DC/DC-Wandler 12 zwei Teilwandler 14, 16 auf. Der erste Teilwandler 14 und der zweite Teilwandler 16 sind jeweils eingangsseitig mit dem DC-Bus DC+ DC- verbunden. Der Eingangsanschluss 14E+ des ersten Teilwandler 14 und der Eingangsanschluss 16E+ des zweiten Teilwandler 16 sind dabei mit dem Eingangsanschluss 12E+ des DC/DC- Wandlers 12 verbunden. Der Eingangsanschluss 14E- des ersten Teilwandlers 14 und der Eingangsanschluss 16E- des zweiten Teilwandler 16 sind mit dem Eingangsanschluss 12E- des DC/DC-Wandlers 12 verbunden. Die beiden Teilwandler 14, 16 entsprechen dabei ebenfalls DC/DC-Wandlern. In einem Normalbetrieb, also wenn der DC/DC-Wandler 12 elektrische Leistung aus dem DC-Bus DC+ DC- entnimmt und an den DC-Speicher Bat überträgt, sind die Teilwandler 14, 16, wie in Figur 3 dargestellt eingangsseitig parallel verschaltet. Ausgangsseitig weist der DC/DC-Wandler 12 für jeden Teilwandler 14, 16 getrennte Ausgangsanschlüsse 12A+, 12A- auf, an die jeweils eine Batterie anschließbar ist. Zwischen den Ausgangsanschlüssen 14A+ und 16A+ und/oder zwischen den Ausgangsanschlüssen 14A- und 16A- kann optional ein Koppelschalter 18 vorgesehen sein, um eine zeitweise ausgangsseitige Parallelschaltung der Teilwandler 14, 16 zu ermöglichen beziehungsweise diese einpolig oder all polig ausgangsseitig voneinander zu trennen. Es ist aber auch denkbar, dass die den Teilwandler zugeordneten Ausgangsanschlüsse 12A+, 12A- mit der gleichen Batterie verbunden sind und dadurch die Teilwandler 14, 16 auch ausgangsseitig dauerhaft parallelgeschaltet sind.
Im Betrieb von Schritt S2 des Verfahrens werden die Teilwandler 14, 16 über den optionalen Koppelschalter nun ausgangsseitig parallelgeschaltet, sofern sie nicht ohnehin dauerhaft parallelgeschaltet sind, wobei die von einem der Teilwandler 14, 16 ausgegebene elektrische Leistung betragsgleich ist, jedoch jeweils vom anderen Teilwandler aufgenommen wird, sodass über die Ausgangsanschlüssen 12A+ 12A- des DC/DC-Wandlers 12 keine elektrische Leistung ausgetauscht wird. In dem Zustand von S2 wird zwar elektrische Leistung über die Eingangsanschlüsse 12E+ 12E- aufgenommen, jedoch verlaufen weitere Leistungsflüsse komplett innerhalb des DC/DC-Wandlers 12 und es wird keine elektrische Leistung über die Ausgangsanschlüsse 12A+ 12A- ausgetauscht. Bezugszeichenliste
10 System
12 DC/DC-Wandler
12A+, 12A- Ausgangsanschlüsse DC/DC-Wandler
12E+, 12E- Eingangsanschlüsse DC/DC-Wandler 14 erster Teilwandler
14A+, 14A- Ausgangsanschlüsse erster Teilwandler
14E+, 14E- Eingangsanschlüsse erster Teilwandler 16 zweiter Teilwandler
16A+, 16A- Ausgangsanschlüsse zweiter Teilwandler
16E+, 16E- Eingangsanschlüsse zweiter Teilwandler 18 Koppelschalter
A Strommesser
DC+, DC- DC-Bus
U_Bus DC-Busspannung
Bat Batterie
U_Bat Batteriespannung
PV Energiequelle
U_PV PV-Spannung
D Drossel
Ql, Q2, Q3, Q4 Wandlerschalter

Claims

Ansprüche Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Wandlerschaltern (Ql, Q2, Q3, Q4) in einem System (10) umfassend eine Energiequelle (PV), die gemeinsam mit einem die Wandlerschalter (Ql, Q2, Q3, Q4) umfassenden DC/DC-Wandler (12) an einem DC-Bus (DC+, DC-) angeschlossen ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
• Feststellen eines Systemzustands, in dem elektrische Leistung der Energiequelle (PV) zur Verfügung steht, für die keine Übertragung über den DC/DC-Wandler (12) und keine Ausgabe an weitere Teilnehmer des DC-Busses (DC+, DC-) vorgesehen ist, und
• Betreiben des DC/DC-Wandlers (12) während des festgestellten Systemzustands derart, dass Verlustleistung in dem DC/DC-Wandler (12) erzeugt wird, ohne dass Leistung über den DC/DC-Wandler (12) übertragen wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der DC/DC-Wandler (12) während des festgestellten Betriebszustand derart betrieben wird, dass ein über die Wandlerschalter (Ql, Q2, Q3, Q4) fließender Kreisstrom innerhalb des DC/DC-Wandlers (12) erzeugt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der DC/DC-Wandler (12) eine erste Halbbrücke mit einer Serienschaltung eines ersten Schalters (Ql) und eines zweiten Schalters (Q2) umfasst, die zwischen ausgangsseitigen Anschlüssen (12A+, 12A-) des DC/DC-Wandlers (12) angeordnet sind, und eine zweite Halbbrücke mit einer Serienschaltung eines dritten Schalters (Q3) und eines vierten Schalters (Q4) umfasst, die zwischen eingangsseitigen, an den DC-Bus (DC+, DC-) angeschlossenen, Anschlüssen (12E+, 12E-) des DC/DC-Wandlers (12) angeordnet sind, wobei Mittenanschlüssen der ersten Halbbrücke und der zweiten Halbbrücke über eine Drossel (D) miteinander verbunden sind und der zweite Schalter (Q2) mit dem vierten Schalter (Q4) einen gemeinsamen Anschluss aufweist, wobei der DC/DC-Wandler (12) während des festgestellten Systemzustands den zweiten Schalter (Q2) dauerhaft schließt und den ersten Schalter dauerhaft öffnet (Ql), während der dritte Schalter (Q3) getaktet wird. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der dritte Schalter (Q3) und der vierte Schalter (Q4) getaktet, insbesondere komplementär getaktet, werden. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Taktung des dritten Schalters (Q3), insbesondere die komplementäre Taktung des dritten Schalters (Q3) und des vierten Schalters (Q4), mit einem solchen Tastgrad erfolgt, dass ein zulässiger Nennstrom des DC/DC-Wandlers (12) nicht überschritten wird. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die Taktung des dritten Schalters (Q3), insbesondere die komplementäre Taktung des dritten Schalters (Q3) und des vierten Schalters (Q4), mit einem Tastgrad erfolgt, der derart gewählt ist, dass eine im DC/DC-Wandler (12) gemessene Temperatur auf eine Zieltemperatur geregelt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Feststellen des Systemzustands in Abhängigkeit von der Spannung des DC-Busses (DC+, DC-) erfolgt. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Feststellen des Systemzustands ein Erfassen einer Temperatur einer Komponente umfasst, mit dem der DC/DC-Wandler (12) in thermischem Kontakt steht. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Feststellen des Systemzustands dem DC/DC-Wandler (12) durch ein Eingangssignal angezeigt wird. System (10) umfassend eine Energiequelle (PV) und einen Wandlerschalter (Ql, Q2, Q3, Q4) umfassenden DC/DC-Wandler (12), die gemeinsam an einem DC-Bus (DC+, DC-) angeschlossen sind, umfassend eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen. System nach Anspruch 10, wobei der erste Schalter (Ql) thermisch mit mindestens einem der zweiten, dritten und/oder vierten Schalter (Q2, Q3, Q4) gekoppelt ist. System nach Anspruch 10 oder 11, wobei der erste Schalter (Ql) thermisch mit der Drossel (D) als Wärmespeicher gekoppelt ist. System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Wandlerschalter (Ql, Q2, Q3, Q4) und die Drossel (D) thermisch mit einem gemeinsamen Kühlkörper gekoppelt sind. System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Energiequelle (PV) einen PV-Generator umfasst. System nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der DC/DC-Wandler (12) einen ersten Teilwandler (14) und einen zweiten Teilwandler (16) umfasst, die eingangsseitig (14E+, 14E-, 16E+, 16E-) jeweils mit dem DC-Bus (DC+, DC-) verbunden sind und dazu eingerichtet sind, bei Feststellen des Systemzustands in einem ausgangsseitig parallelgeschalteten Zustand betragsgleiche, aber zueinander entgegengesetzte Leistungsflüsse zu übertragen, so dass die Wandlerschalter (Ql, Q2, Q3, Q4) des ersten und des zweiten Teilwandlers (14, 16) ohne eine Gesamtleistungsübertragung des DC/DC-Wandlers (12) in einem erwärmten Zustand gehalten werden. System nach Anspruch 15, wobei das System dazu eingerichtet ist, den ausgangsseitig parallelgeschalteten Zustand über ein zwischen den Ausgangsanschlüssen (14A+, 14A-, 16A+, 16A-) angeordneten Koppelschalter (18) herbeizuführen. Energieerzeugungsanlage umfassend ein System (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 16 und einen an den DC-Bus (DC+, DC-) angeschlossenen Wechselrichter zur Einspeisung der durch die Energiequelle (PV) erzeugten Leistung in ein Wechselstromnetz.
EP23721908.4A 2022-05-23 2023-04-24 Verfahren zur erhöhung der lebensdauer von wandler-schaltern sowie system Pending EP4529699A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022112903.9A DE102022112903B4 (de) 2022-05-23 2022-05-23 Verfahren zur erhöhung der lebensdauer von wandlerschaltern sowie system
PCT/EP2023/060676 WO2023227309A1 (de) 2022-05-23 2023-04-24 Verfahren zur erhöhung der lebensdauer von wandler-schaltern sowie system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4529699A1 true EP4529699A1 (de) 2025-04-02

Family

ID=86329646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23721908.4A Pending EP4529699A1 (de) 2022-05-23 2023-04-24 Verfahren zur erhöhung der lebensdauer von wandler-schaltern sowie system

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12556096B2 (de)
EP (1) EP4529699A1 (de)
JP (1) JP2025516760A (de)
CN (1) CN119318107A (de)
DE (1) DE102022112903B4 (de)
WO (1) WO2023227309A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1211908C (zh) 2001-02-14 2005-07-20 丰田自动车株式会社 动力输出装置及装有该装置的车辆、动力输出装置的控制方法和存储媒体及程序、驱动装置及装有该装置的车辆、驱动装置的控制方法和存储媒体及程序
JP5294335B2 (ja) 2010-06-18 2013-09-18 三菱電機株式会社 半導体装置
EP2600510A1 (de) 2011-11-30 2013-06-05 ABB Technology AG Aufwärmen eines Wandlers mit Kreisströmen
US9859787B2 (en) * 2015-04-22 2018-01-02 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Life of a semiconductor by reducing temperature changes therein via reactive power
AT517459B1 (de) 2015-07-31 2017-02-15 Avl List Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zum Ansteuern eines DC/DC-Wandlers mittels einer PWM-Steuerung
EP3139481B1 (de) 2015-09-04 2021-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betrieb einer photovoltaikanlage
WO2017187443A1 (en) * 2016-04-26 2017-11-02 REEMA, Agarwal Thermal management for concentrated photo voltaic power generation system and the method thereof
CN109391232B (zh) * 2017-08-02 2020-07-07 丰郅(上海)新能源科技有限公司 应用于光伏功率优化器的电流检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022112903B4 (de) 2023-12-21
WO2023227309A1 (de) 2023-11-30
CN119318107A (zh) 2025-01-14
DE102022112903A1 (de) 2023-11-23
US20250079994A1 (en) 2025-03-06
JP2025516760A (ja) 2025-05-30
US12556096B2 (en) 2026-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011108920B4 (de) Elektrisches Umrichtersystem
EP3022835B1 (de) Wechselrichter mit mindestens zwei gleichstromeingängen, photovoltaikanlage mit einem derartigen wechselrichter und verfahren zur ansteuerung eines wechselrichters
EP2831946B1 (de) Verfahren zum aufheizen von energiespeicherzellen einer energiespeichereinrichtung und aufheizbare energiespeichereinrichtung
DE102010013862A1 (de) Transformatorloser Direktumrichter
EP2510601B2 (de) System zur dezentralen speicherung und generierung elektrischer energie
DE102012002599B4 (de) Energieerzeugungsanlage mit Wechselrichter und Energiespeichersystem
DE102018111154B4 (de) Ladesystem
DE102013201909B4 (de) Energiespeichereinrichtung und Verfahren zum Ansteuern einer Energiespeichereinrichtung bei einem Kommunikationsausfall
DE102014100256B4 (de) Modularer Stromrichter
DE102014201440B4 (de) Kraftfahrzeugbordnetz mit optimierter Durchschaltfunktion
DE102019131019A1 (de) Verfahren zur ermittlung eines betriebsparameters einer pv-anlage, pv-anlage mit einem wechselrichter sowie wechselrichter für eine derartige pv-anlage
DE102011056135B4 (de) Energieerzeugungsanlage mit einem Energiespeichersystem und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102022112903B4 (de) Verfahren zur erhöhung der lebensdauer von wandlerschaltern sowie system
DE102013212692A1 (de) Energiespeichereinrichtung mit Gleichspannungsversorgungsschaltung
EP2933895B2 (de) Regelverfahren und System mit einem Wechselrichter, einer Gleichstromquelle und einer weiteren Gleichstromquelle oder einer Gleichstromsenke
DE102012223482A1 (de) Batterie mit mindestens einem Batteriestrang sowie Verfahren zur Regelung einer Batteriespannung
DE102021113937A1 (de) Energiesystem
DE102012022729A1 (de) Batteriewechselrichter und Vorrichtung zur Versorgung eines Hauses mit elektrischer Energie
EP2566026A1 (de) Gleichspannungssteller
DE102011075658B4 (de) Verfahren zum Erzeugen von Energie mittels einer Photovoltaikanlage und Photovoltaikanlage
EP3695500A1 (de) Gruppe von zwischenkreisumrichtern mit gezielter kopplung der zwischenkreisumrichter miteinander
DE202010007787U1 (de) Gleichspannungssteller
DE102012002601A1 (de) Energieerzeugungsanlage mit kostengünstigem Energiespeichersystem
DE102012106129B4 (de) Netzverbundenes Energieversorgungssystem
WO2024100048A1 (de) Inverter system und verfahren zum betreiben dieses inverter systems

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

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

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20241212

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)