KR20220070322A - 중간 회로 및 중간 회로를 갖는 차량 장착형 충전 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중간 회로(KS)로서, 중성 도체 연결부(N)를 갖는 제1 연결부(A1), 제1 및 제2 중간 회로 커패시터(C1, C2), 및 또한 다이오드 회로(G1, G2)를 포함한다. 중간 회로(KS)는, 제1 상태(1)에서 중간 회로 커패시터(C1, C2)를 서로 직렬로 연결하고, 제2 상태(2)에서 중간 회로 커패시터(C1, C2)를 서로 병렬로 연결하는 구성 스위치(WS1, WS2)를 갖는, 중간 회로(KS)에 관한 것이다. 구성 스위치(WS1, WS2)는 각각 제1 상태에서 다이오드 회로(G1, G2)를 가교시키는 선택기 스위치로 설계되고, 중성 도체 연결부(N)는 다이오드 회로에 연결된다. 본 발명은 또한 중간 회로와 정류기 회로를 포함하는 차량 장착형 충전 회로에 관한 것이다.

Description

중간 회로 및 중간 회로를 갖는 차량 장착형 충전 회로

본 발명은 중간 회로 및 중간 회로를 갖는 차량 장착형 충전 회로에 관한 것이다.

에너지 저장부로서 배터리에 의해 자동차를 구동하는 것이 알려져 있고, 여기서 전기 구동부는 전기 기계를 포함한다. 한편, 회전 장을 발생시켜 일반적으로 전기 기계를 제어하기 위해, 에너지 저장부의 직류 전압으로 전기 기계를 동작할 수 있기 위해 반도체, 특히 전력 변환기의 반도체 스위치가 필요하다.

또한, 특히 견인용으로 사용되는 전기 에너지 저장부를 갖는 차량은 차량 외부의 충전 인터페이스("플러그인")를 통해 충전될 수 있는 것이 일반적으로 알려져 있다. 충전 스테이션은 설계에 따라 3상 또는 단상일 수 있는 충전용 AC 소스로 사용될 수 있다. 단상 충전보다 3상 충전에서 더 높은 정류 전압이 발생하기 때문에 중간 회로 커패시턴스와 같은 성분은 더 높은 전압에 따라 설계되어야 한다.

본 발명의 목적은 비교적 높은 전압용으로 설계된 중간 회로 커패시턴스의 높은 비용을 감소시킬 수 있고 높은 레벨의 효율로 충전을 수행할 수 있는 가능성을 제시하는 것이다.

본 목적은 청구항의 중간 회로 및 차량 기반 충전 회로를 통해 달성된다. 추가 특성, 특징, 실시예 및 이점은 종속 청구항, 상세한 설명 및 도면에서 나타난다.

충전 회로의 중간 회로 커패시터를 두 개의 커패시턴스로 분할하고, 두 개의 커패시턴스를 정류기 전압에 따라 (비교적 낮은 전압에서 높은 커패시턴스를 위해) 병렬로 연결하고 또는 (높은 정류 전압을 여러 커패시터에 분배하기 위해 고전압으로) 직렬로 연결하는 것이 제안된다. 두 가지 상태를 설정할 수 있기 위해 두 개의 전환 스위치가 사용되며, 이들 전환 스위치 사이에 다이오드 회로가 있다. 커패시터는 각 전환 스위치와 다이오드 회로 사이의 연결점에 교차 연결된다. 다이오드 회로의 전압 강하 및 이로 인한 손실을 피하기 위해 중간 회로 커패시터가 직렬로 구성될 때 다이오드 회로를 우회하는 방식으로 전환 스위치를 연결하는 것이 제안된다. (병렬 구성에서는 다이오드 회로는 바람직하게는 우회되지 않고 특히 구성 스위치에 의해 우회되지 않는다.) 동시에, 다이오드 회로는 예를 들어 3상 충전의 경우 대칭 성분을 회피(divert)할 수 있기 위해 중성 도체를 연결할 수 있다.

따라서 제안된 회로는 중간 회로 커패시터의 직렬 구성으로 다이오드 회로를 우회함으로써 직렬 연결의 경우의 손실을 줄일 수 있음과 동시에 다이오드 회로를 통해 비대칭 성분을 회피할 수 있다. 중성 도체 및 대응하는 다이오드를 통해 비대칭을 회피할 때, 다이오드 양단의 전압이 강하하더라도, 비대칭 성분의 관련 전류는 중간 회로 커패시터를 통한 보상 전류에 비해 작아서, 회로는 다이오드 회로를 통해 중간 회로 커패시터의 보상 전류를 전달함으로써 주 손실을 방지할 수 있다는 것에 유의해야 한다.

따라서 대응하는 형태를 갖는 중간 회로가 설명된다. 중간 회로는 특히 차량 기반 중간 회로이고, 온보드 차량 전기 시스템의 일부일 수 있다. 중간 회로를 포함하는 차량 기반 충전 디바이스가 제공될 수 있다. 중간 회로는 제1 단자 연결부를 갖는다. 충전 디바이스가 중간 회로를 포함하지만 정류기 회로를 포함하지 않는 경우, 제1 단자 연결부는 충전 디바이스의 DC 충전 연결부에 대응할 수 있다. 이 DC 충전 연결부는 유선 충전 표준에 따라 설계될 수 있다. 대안으로서, 정류기 회로 및 중간 회로를 포함하는 차량 기반 충전 회로가 제공될 수 있다. 이 경우에, 정류기 회로는 AC 전압 연결부를 가질 수 있다. AC 전압 연결부는 바람직하게는 유선 충전 표준에 따라 설계된다. 중간 회로는 정류기 회로의 다운스트림에 연결된다.

본 명세서에 설명된 중간 회로는 제1 단자 연결부를 포함한다. 제1 단자 연결부는 중간 회로의 입력 연결부로 간주될 수 있다. 제1 단자 연결부는 중성 도체 연결부를 갖는다. 중성 도체 연결부에 더하여 제1 단자 연결부는 양 및 음 단자 연결부를 가질 수 있다. 중간 회로는 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 중간 회로 커패시터를 포함한다. 중간 회로는 이 중간 회로 커패시터를 병렬 또는 직렬로 서로 연결하도록 설정된다. 중간 회로는 또한 다이오드 회로를 포함한다. 중간 회로는 구성 스위치를 갖는다. 이를 통해 중간 회로 커패시터 간에 스위칭 가능한 병렬 또는 직렬 구성 또는 연결을 구현할 수 있다. 구성 스위치는 제1 상태에서 중간 회로 커패시터를 서로 직렬로 연결한다. 구성 스위치는 제2 상태에서 중간 회로 커패시터를 병렬로 서로 연결한다. 본 명세서에 사용된 구성 스위치는 각각 전환 스위치로 설계된다.

구성 스위치를 사용하여 설정될 수 있는 중간 회로 커패시터를 서로 연결하는 것에 더하여 구성 스위치는 또한 특히 제1 상태에서(그리고 바람직하게는 제2 상태가 아님) 다이오드 회로를 우회하는 특성을 갖는다. 따라서 제1 상태에서, 중간 회로 커패시터는 (다이오드 회로의 순방향 전압으로 인한) 전류가 기본적으로 구성 스위치에 의해 전달되도록 다이오드 회로를 통해 서로 (직렬로) 연결될 뿐만 아니라 구성 스위치를 통해 연결된다. 우회는 다이오드 회로에서 전압 강하가 발생하지 않아 다이오드에서 관련 전력 손실이 발생하지 않게 할 수 있다. 대신에, 구성 스위치는 특히 상당한 전압 강하 없이 직접 연결을 허용한다. 특히, 구성 스위치는 제1 상태에서 p-n 접합으로 인해 초래될 수 있는 전압 강하 없이 중간 회로 커패시터 사이에 연결을 허용한다. 중성 도체 연결부는 다이오드 회로에 연결된다. 따라서, 2상 충전의 경우 중성 도체 연결부는 다이오드 회로를 통해 비대칭 성분을 멀리 안내하는 데 사용될 수 있다.

중간 회로 및 특히 중간 회로 커패시터는 고전압 성분이고, 즉 적어도 60볼트, 적어도 100볼트, 바람직하게는 적어도 400볼트 또는 800볼트의 공칭 전압을 갖는다. 중간 회로의 성분은 전력 성분이며, 이는 특히 중간 회로 커패시터, 구성 스위치 및 다이오드와 관련된다. 다이오드는 또한 바람직하게는 위에서 언급한 공칭 전압(역 전압)을 갖는 고전압 성분으로 설계된다. 구성 스위치는 다수의 반도체 스위치에 걸쳐 전압 강하가 없도록 전기 기계 스위치인 것이 바람직하다. 구성 스위치는 특히 전환 스위치이다. 구성 스위치는 전환 릴레이로 표현될 수 있고; 즉, 두 상태는 각각 구성 스위치의 두 전환 접점을 통한 연결에 해당한다.

다이오드 회로는 바람직하게는 2개의 다이오드의 직렬 연결부를 포함한다. 이 다이오드는 연결점을 통해 서로 연결된다. 중성 도체 연결부는 바람직하게는 특히 직접 방식으로 연결점에 연결된다. 제1 상태에서 다이오드 회로를 우회하는 연결부는 구성 스위치들 사이에 존재할 수 있다. 이 (직접) 연결부는 바람직하게는 중성 도체 연결부에도 연결된다.

제1 단자 연결부는 (양의 단자 연결부에 해당하는) 양의 전위와 (음의 단자 연결부에 해당하는) 음의 전위를 가진다. 제1 중간 회로 커패시터의 일단부는 양의 전위에 직접 연결된다. 제2 중간 회로 커패시터의 일단부는 음의 전위에 직접 연결된다. 중간 회로 커패시터의 각 반대쪽 단부는 스위칭 위치가 커패시터의 상호 연결에 영향을 미칠 수 있도록 구성 스위치에 연결된다.

제1 상태에서, 구성 스위치는 바람직하게는 구성 스위치들 사이의 직접 연결부를 통해 제1 중간 회로 커패시터의 일단부를 제2 중간 회로 커패시터의 일단부에 직접 연결한다. 직접 연결부는 다이오드 양단에 걸친 전압 강하를 방지하고 이의 양단부에 대해 다이오드 회로를 우회한다. 두 전위 중 하나에 직접 연결되지 않은 중간 회로 커패시터의 단부는 구성 스위치의 제1 상태에서 (구성 스위치 사이의 연결 없이) 구성 스위치에 의해 서로 직접 연결된다. 제2 상태에서, 각 중간 회로 커패시터의 단부는 구성 스위치에 의해 제1 단자 연결부의 전위에 직접 연결된다. 이것은 제1 단자 연결부의 전위에 직접 연결되지 않고 반대쪽 단부에 연결되는 중간 회로 커패시터의 단부에 적용된다. 이 반대쪽 단부는 각 구성 스위치 중 하나를 통해 다른 전위에 직접 연결된다. 이 경우, 제1 구성 스위치는 (음 전위에 연결되지 않은) 제2 중간 회로 커패시터의 단부를 양 전위에 연결한다. 제2 구성 스위치는 (양 전위에 연결되지 않은) 제1 중간 회로 커패시터의 단부를 제1 단자 연결부의 음 전위에 연결한다.

다이오드 회로는 바람직하게는 2개의 다이오드의 직렬 연결을 포함한다. 이 다이오드는 연결점을 통해 서로 연결된다. 중성 도체 연결부는 연결점에 직접 연결된다. (제1 상태에서) 구성 스위치를 서로 연결하는 직접 연결부가 중간 회로에 제공될 수 있다. 구성 스위치를 제1 상태에서(제2 상태가 아님) 서로 연결하는 직접 연결부는 바람직하게는 또한 (다이오드 회로의) 연결점 및/또는 중성 도체 연결부에 직접 연결된다.

예를 들어 충전식 배터리로 이어질 수 있는 제2 단자 연결부가 제공될 수 있다. 이 경우에, 충전식 배터리는 바람직하게는 중간 회로의 일부가 아니다. 따라서 제2 단자 연결부는 충전식 배터리 연결부 또는 또한 온보드 차량 전기 시스템 연결부 또는 출력 연결부라고 지칭될 수 있다. 제2 단자 연결부는 제1 단자 연결부의 두 전위에 연결된다. 다시 말해, 제2 단자 연결부는 제1 단자 연결부와 그 두 개의 전위에 각각 연결된 두 개의 전위(양 및 음)를 갖는다. 특히, 제2 단자 연결부는 (제1 단자 연결부와 달리) 중성 도체 연결부를 갖지 않는다. 제1 단자 연결부의 음의 전위는 제2 단자 연결부의 음의 전위에 접속된다. 제1 단자 연결부의 양의 전위는 제2 단자 연결부의 양의 전위에 접속된다. "접속"은 직접 연결을 통해 전위를 전달하는 것을 의미한다.

언급된 바와 같이, 특히 AC 충전 회로인 차량 기반 충전 회로가 제공될 수 있다. 충전 회로는 본 명세서에 설명된 중간 회로를 포함한다. 충전 회로는 또한 정류기 회로를 포함한다. 정류기 회로는 제어되지 않거나, 또는 대안적으로 제어되는 정류기 회로일 수 있다. 특히, 정류기 회로는 다상 구조를 갖는다. 정류기 회로는 다상, 특히 3상 AC 전압 연결부를 가진다. 따라서 정류기 회로는 3상 구조를 가질 수 있다.

정류기 회로의 다상 AC 전압 연결부는 중성 도체 연결부를 갖는 것이 바람직하다. 정류기 회로의 이 중성 도체 연결부는 특히 중간 회로의 중성 도체 연결부에 직접 연결된다. 중성 도체 연결부는 또한 정류기 회로의 스타 포인트(star point)에도 연결될 수 있다. 정류기 회로는 바람직하게는 다상 구조를 갖는다. 정류기 회로는 단상 및 다상 동작을 위해 설정된다. 특히, 정류기 회로는 3상 동작을 위해 설계된다. 또한, 정류기 회로는 바람직하게는 단상 동작을 위해 설계되며, AC 전압 연결부의 일 위상은 특히 대응하는 위상 연결부 스위치를 통해 일 위상, 여러 위상 또는 모든 위상에 연결될 수 있다. 이것은 충전 전력을 위상에 분배한다.

정류기 회로는 위상당 하나의 다이오드 하프 브리지를 가질 수 있다. 대안적으로, 정류기 회로는 위상당 하나의 제어 가능한 정류기 브리지, 예를 들어, 트랜지스터 하프 브리지를 가질 수 있다. 또한, 정류기 회로는 다이오드 하프 브리지와, AC 전압 연결부의 위상 연결부 사이에 직렬 인덕턴스로 삽입되는 부하 인덕턴스를 가질 수 있다. 각각의 하프 브리지는 연결점을 통해 서로 연결된 두 개의 스위칭 요소 또는 다이오드를 포함한다. 다이오드 하프 브리지의 연결점은 이하에서 중심점이라고 지칭된다. 직렬 인덕턴스는 각각의 중심점과 위상 연결부 중 하나 사이에 제공된다.

따라서 정류기는 능동 정류기 회로로 설계될 수 있다. 위에서 언급한 인덕턴스가 존재하는 경우, 전압 변환기 기능이 발생하여, 중간 회로의 제1 단자 연결부에 인가된 전압이 AC 전압 연결부의 정류된 반파(half-wave)에 반드시 대응하는 것은 아니다. 정류기 회로는 특히 역률 보정 필터, 예를 들어, 비엔나 필터로 설계될 수 있다.

정류기 회로는 스타 포인트를 가질 수 있다. 이 스타 포인트는 바람직하게는 중간 회로의 중성 도체 연결부에 연결된다. 스타 포인트는 또한 바람직하게는 정류기 회로의 중성 도체 연결부에 연결된다. 각각의 위상은 하나의 회로를 가질 수 있고, 이 회로는 각 중심점을 공통 스타 포인트에 연결한다. 이 회로는 특히 스위치, 바람직하게는 반도체 스위치를 포함하거나, 또는 특히 반도체 스위치가 바디 다이오드(body diode)를 갖는 경우 바람직하게는 역직렬로 서로 연결된 복수의 반도체 스위치를 포함할 수 있다. 다이오드 하프 브리지의 중심점은 각각 반도체 스위치를 통해 정류기 회로의 공통 스타 포인트에 연결될 수 있다. 이 경우에, 반도체 스위치는 전술한 회로를 형성한다.

정류기 회로는 단상 또는 다상 방식으로 동작되도록 설정될 수 있다. 중간 회로의 구성 스위치는 바람직하게는 정류기 회로의 다상 동작 동안 제1 상태를 취하도록 설정된다. 구성 스위치는 또한 정류기 회로의 단상 동작 동안(즉, 정류기 회로의 단 하나의 상만이 동작하는 경우, 또는 정류기 회로의 여러 상 또는 모든 상이 같은 상으로 동작하는 경우) 제2 상태를 취하도록 설정된다.

구성 스위치에 구동 방식으로 연결되는 제어기가 제공될 수 있다. 제어기는 동작 상태 신호를 수신할 수 있는 입력을 가질 수 있다. 이 동작 상태 신호는 예를 들어 정류기 회로에 의해 출력될 수 있다. 동작 상태 신호는 정류기 회로의 개별 위상이 다상인지 또는 단상 동작(단상 동작은 정류기 회로의 단 하나의 위상만이 활성인 것을 의미하거나 또는 정류기 회로의 여러 위상 또는 모든 위상이 활성이지만 동일한 위상 신호 또는 전압이 동일한 위상으로 수신되는 것을 의미함)이 나타나는지 여부를 나타낸다. 대안적으로, 정류기 회로의 동작 상태를 설정하고, 구성 스위치의 스위칭 상태를 설정하도록 구성된 제어기를 제공하는 것이 가능하다. 두 경우 모두, 제어기는 단상 동작(신호 입력에 의해 수신되거나 제어기 자체에 의해 설정됨)에서 구성 스위치가 중간 회로 커패시터를 서로 병렬로 연결하고, 다상 및 특히 3상 동작에서 구성 스위치가 중간 회로 커패시터를 서로 직렬로 연결하여, 이에 의해 이 경우 구성 스위치는 다이오드 회로를 우회하고 이에 따라 다이오드 회로를 통하지 않고 중간 회로 커패시터를 서로 직접 연결하는 방식으로 설계된다. 다시 말해, 제어기는 정류기 회로의 다상 및 특히 3상 동작의 경우 구성 스위치를 통해 다이오드 회로를 우회하도록 설정된다.

단상 동작에서, AC 전압은 하나의 상 연결부 또는 여러 상 연결부와 (병렬로) 중성 도체에 인가된다. 이 경우에, 전류는 정류기 회로의 다이오드 브리지를 통해 그리고 중간 회로의 다이오드 회로를 통해 흐른다. 그러나, 단상 동작의 전력은 다상 동작보다 낮기 때문에, 중간 회로의 다이오드 회로의 다이오드에서의 전력 손실은 다이오드 회로에서 기본적으로 전력 손실이 발생하지 않는 3상 동작만큼 상당하지 않다.

도 1은 본 명세서에 설명된 중간 회로와 본 명세서에 설명된 차량 기반 충전 회로에 대한 보다 상세한 설명을 제공하는 데 사용된다.

도 1의 우측 절반은 제1 단자 연결부(A1)와 제2 단자 연결부(A2)를 갖는 중간 회로(KS)를 도시한다. 온보드 전력 공급 분기 및/또는 충전식 배터리 및/또는 전기 드라이브는 단자 연결부(A2)에 연결될 수 있다. 그러나, 이들 요소는 중간 회로의 일부가 아니다. 제1 단자 연결부(A1)는 양 전위에 해당하는 양 단자 연결부(+), 음 전위에 해당하는 음 단자 연결부(-) 및 중성 도체 연결부(N)를 포함한다. 중간 회로(KS)는 2개의 전환 스위치(WS1, WS2)와, 제1 중간 회로 커패시터(C1) 및 제2 중간 회로 커패시터(C2)를 갖는다.

구성 스위치라고도 알려진 전환 스위치는 두 개의 스위칭 위치(1 및 2)를 갖는다. 도 1은 스위칭 위치(1)의 회로를 도시한다. 스위칭 위치(1)에서, 도시된 바와 같이, 양 단자 연결부(+)에 연결된 제1 중간 회로 커패시터(C1)는 제2 구성 스위치(WS2) 및 제1 구성 스위치(WS1)를 통해 제2 중간 회로 커패시터(C2)와 직렬로 (이 순서대로) 연결된다. 연결부(V)는 전환 스위치(WS1 및 WS2)를 서로 연결한다. 이 경우, 각각의 전환 스위치(WS1, WS2)의 중심 연결부는 연결부(V)를 통해 서로 연결된다. 2개의 전환 스위치(WS1, WS2)의 각각의 제1 극은 제1 스위치 위치(1)에 해당하고, 중심 연결부는 참조 번호(1) 옆에 있는 접점에 연결된다. 구성 스위치는 제1 단자 연결부(A1)의 양 및 음 전위 또는 단자 연결부에 직접 연결된 제2 극을 각각 갖는다. 각각의 전환 스위치의 제1 극은 연결부(V)에 연결된다; 즉, 구성 스위치(WS1, WS2)의 각각의 제1 극은 서로 (연결부(V)를 통해 직접) 연결된다. (참조 번호(2) 옆) 제2 극은 제1 단자 연결부(A1)의 다른 전위에 직접 연결된다.

구성 스위치(WS1, WS2)가 제2 상태에 있으면, 구성 스위치의 중심 연결부가 제1 단자 연결부(A1)의 두 전위에 연결된다. 이 경우, 제1 중간 회로 커패시터(C1)는 구성 스위치(WS2)가 제2 상태에 있을 때 음 전위(-)에 연결되고, 제1 중간 회로 커패시터(C1)는 제1 구성 스위치(WS1)를 통해 (제1 단자 연결부의) 양 전위(+)에 연결된다. 이들 커패시터는 병렬로 연결된다.

중간 회로(KS)는 직렬로 서로 연결된 2개의 다이오드(G1, G2)를 포함하는 다이오드 회로를 더 포함한다. 다이오드 회로의 순방향 및 이에 따라 다이오드의 순방향은 제1 커패시터(C1)에서 제2 커패시터(C2)로 이어진다. 다이오드 회로는 중간 회로 커패시터(C1 및 C2) 사이에 연결된다. 동일한 방식으로, 다이오드 회로는 구성 스위치(WS1, WS2) 사이, 특히 구성 스위치의 중심 연결부 사이에 연결된다. 다이오드 회로의 다이오드(G1, G2)는 연결점(VP)을 통해 서로 직렬로 연결된다. 구성 스위치(WS1, WS2)와 특히 이의 제1 극(이는 제1 상태에서 중심 연결부 또는 중간 회로 커패시터에 연결됨)은 연결부(V)를 통해 서로 연결된다. 이 연결부(V)는 구성 스위치(WS1, WS2)가 제1 상태(1)에 있을 때 다이오드 회로(G1, G2)를 우회한다. 이것은 도시된 상태에 해당한다. 결과적으로 중간 회로 커패시터(C1, C2)의 직렬 연결에서 중간 다이오드 회로(G1, G1)는 순방향 전압과 손실이 모두 발생하지 않도록 우회된다.

제어기(C)는 구성 스위치(WS1, WS2)에 구동 방식으로 연결된다. 제1 단자 연결부(A1)의 중성 도체 연결부(N)는 연결점(VP)에 연결된다. 동일한 방식으로, 제1 단자 연결부(A1)의 중성 도체 연결부(N)는 구성 스위치 또는 이의 제1 극을 서로 연결하는 연결부(V)에 연결된다. 특히, 제어기(C)는 직렬 상태와 병렬 상태 간을 이리 저리 스위칭하도록 설정되며, 직렬 상태와 병렬 상태는 언급된 바와 같이 구성 스위치의 상태에 대응한다. 제어기(C)는 2개의 구성 스위치(WS1, WS2)를 대칭적으로 스위칭하도록 설정된다. 제어기(C)는 업스트림 정류기 회로(GR)(간단히, 정류기라 함)의 동작 상태를 나타내는 동작 신호에 따라 구성 스위치를 스위칭할 수 있다.

도 1은 또한 중간 회로의 제1 단자 연결부를 통해 중간 회로에 연결된 정류기(GR)를 도시한다. 이 경우, 정류기는 예를 들어 충전 스테이션의 일부로 고정되어 있고, 이때 단자 연결부(A1)는 중간 회로가 위치된 차량의 충전 연결부일 수 있다. 또한, 정류기(GR)는 중간 회로(KS)와 같이 차량 측에 배치되어, 정류기(GR)의 AC 전압 연결부는 중간 회로와 정류기가 위치된 차량의 충전 연결부로서 제공될 수 있다.

일 실시예는 정류기(GR)와 중간 회로(KS)가 차량 측에 배치되어 차량 기반 충전 회로를 형성하는 것을 제공한다.

정류기(GR)는 3상 연결부(L1 내지 L3)와, AC 전압 연결부의 일부로서 중성 도체 연결부를 포함한다. 또한, 정류기(GR)는 3개의 다이오드 하프 브리지(D1 내지 D3)를 가진다. 따라서 정류기는 3상으로 설계된다. 직렬 인덕턴스는 예로서 다이오드 하프 브리지(D1 내지 D3)와 관련 위상 연결부(L1 내지 L3) 사이에 표시되고, 이를 통해 정류기도 전압 변환 기능을 가질 수 있다. 특히, 이를 통해 정류기(GR)는 역률 보정 필터로 설계될 수 있다.

3개의 다이오드 하프 브리지(D1 내지 D3)(및 또한 여기에 제공된 인덕턴스)는 정류기 회로(GR)의 3개 위상의 일부이다. 또한, 서로 역직렬로 연결된 2개의 스위치가 각 상마다 제공되어 함께 각 상의 반도체 스위치를 형성한다. 역직렬 배향은 반도체 스위치(S)의 개별 스위칭 요소의 바디 다이오드의 순방향과 관련이 있다. 각각의 다이오드 하프 브리지는 반도체 스위치(S)를 통해 정류기 회로(GR)의 공통 스타 포인트(SP)에 연결된다. 이 스타 포인트(SP)는 AC 전압 연결부(WA)의 중성 도체 연결부(N)에 연결된다. 위상 보정 및/또는 전압 변환 기능은 표시된 선택적 인덕턴스와 함께 반도체 스위치(S)의 클록 스위칭으로 구현될 수 있다. 다이오드 하프 브리지는 B6U 브리지를 형성한다; 대안적으로, B6C 브리지가 제공될 수 있다. 따라서 정류기 회로는 완전히 또는 적어도 부분적으로 제어 가능한 하프 브리지를 가질 수 있다. 두 개의 전위(+ 및 -)는 제1 단자 연결부(A1)를 통해 중간 회로(KS)에 연결된 다이오드 하프 브리지의 단부에 제공된다. 반도체 스위치(S)와 개별 위상 연결부(L1 내지 L3)는 중심점이라고 지칭되는 다이오드 하프 브리지의 연결점에 (선택적 직렬 인덕턴스를 통해) 연결된다.

3상 충전의 경우 위상 연결부(L1 내지 L3)에 다상 전압이 인가되고, 특히 서로에 대해 120° 위상 이동된 전압이 인가된다. 단상 동작에서, 단일 AC 전압이 위상 연결부(L1 내지 L3) 중 하나에 인가되거나 또는 중성 도체 연결부(N)에 대해 동시에 모든 위상 연결부(L1 내지 L3)에 인가된다. 후자의 경우, 다상 전압이 AC 전압 연결부(WA)에 인가될 때보다 더 낮은 정류 전압이 단자 연결부(A1)에 존재한다.

Claims (11)

1. 중간 회로(KS)로서,
   중성 도체 연결부(N)를 포함하는 제1 단자 연결부(A1); 제1 및 제2 중간 회로 커패시터(C1, C2); 및 또한 다이오드 회로(G1, G2)를 포함하고, 상기 중간 회로(KS)는 구성 스위치(WS1, WS2)를 포함하고, 상기 구성 스위치는 제1 상태(1)에서 상기 중간 회로 커패시터(C1, C2)를 서로 직렬로 연결하고, 제2 상태(2)에서 상기 중간 회로 커패시터(C1, C2)를 서로 병렬로 연결하고, 상기 구성 스위치(WS1, WS2)는 각각 전환 스위치로 설계되고, 상기 구성 스위치는 상기 제1 상태에서 상기 다이오드 회로(G1, G2)를 우회하고, 상기 중성 도체 연결부(N)는 상기 다이오드 회로에 연결된, 중간 회로(KS).
2. 제1항에 있어서, 상기 다이오드 회로는 연결점(VP)을 통해 서로 연결된 2개의 다이오드(G1, G2)의 직렬 회로를 포함하고, 상기 중성 도체 연결부(N)는 상기 연결점에 연결된, 중간 회로(KS).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 단자 연결부(A1)는 양 전위(+)와 음 전위(-)를 갖고, 상기 제1 중간 회로 커패시터(C1)의 일단부는 상기 양 전위(+)에 직접 연결되고, 상기 제2 중간 회로 커패시터(C1)의 일단부는 상기 음 전위(-)에 직접 연결된, 중간 회로(KS).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구성 스위치(WS1, 2)는 상기 제1 상태(1)에서 상기 구성 스위치(WS1, 2) 사이의 직접 연결부(V)를 통해 상기 제1 중간 회로 커패시터(C2)의 일단부를 상기 제2 중간 회로 커패시터(C2)의 일단부에 직접 연결하고, 상기 제2 상태(2)에서 상기 제1 중간 회로 커패시터(C1)의 단부를 상기 제1 단자 연결부(A1)의 전위에 직접 연결하고, 상기 제2 중간 회로 커패시터(C2)의 단부를 상기 제1 단자 연결부(A1)의 다른 전위에 직접 연결하는, 중간 회로(KS).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이오드 회로는 연결점(VP)을 통해 서로 연결된 2개의 다이오드(G1, G2)의 직렬 회로를 포함하고, 상기 중성 도체 연결부(N)는 상기 연결점(VP)에 직접 연결되고, 상기 제1 상태(1)에서 상기 구성 스위치(WS1, 2)를 서로 연결하는 직접 연결부(V)는 상기 연결점(VP)과 상기 중성 도체 연결부(N)에 연결된, 중간 회로(KS).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단자 연결부의 2개의 전위에 연결된 제2 단자 연결부(A2)를 포함하는, 중간 회로(KS).
7. 차량 기반 충전 회로로서,
   제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 중간 회로(KS), 및 상기 중간 회로(KS)의 제1 단자 연결부(A1)에 연결된 정류기 회로(GR)를 포함하고, 상기 정류기 회로(GR)는 상기 중간 회로(KS)의 중성 도체 연결부(N)에 연결된 중성 도체 연결부(N)를 갖는 다상 AC 전압 연결부(WA)를 포함하는, 차량 기반 충전 회로.
8. 제7항에 있어서, 상기 정류기 회로(GR)는 위상당 하나의 다이오드 하프브리지(D1 내지 D3)를 갖는, 차량 기반 충전 회로.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 정류기 회로(GR)는 상기 중간 회로(KS)의 중성 도체 연결부(N)에 연결된 스타 포인트(SP)를 갖는, 차량 기반 충전 회로.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정류기 회로(GR)는 반도체 스위치(S)를 통해 상기 정류기 회로(GR)의 공통 스타 포인트에 연결된 중심점을 각각 갖는 복수의 다이오드 하프 브리지(D1 내지 D3)를 갖는, 차량 기반 충전 회로.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정류기 회로(GR)는 단상 또는 다상 방식으로 동작되도록 설정되고, 상기 중간 회로(KS)의 구성 스위치(WS1, WS2)는 상기 정류기 회로(GR)의 다상 동작 동안 제1 상태(1)를 취하고, 상기 정류기 회로(GR)의 단상 동작 동안 제2 상태(2)를 취하도록 설정된, 차량 기반 충전 회로.

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