WO2018024680A1 - Steuern einer intelligenten glasscheibe mit einem direktumrichter - Google Patents

Steuern einer intelligenten glasscheibe mit einem direktumrichter Download PDF

Info

Publication number
WO2018024680A1
WO2018024680A1 PCT/EP2017/069334 EP2017069334W WO2018024680A1 WO 2018024680 A1 WO2018024680 A1 WO 2018024680A1 EP 2017069334 W EP2017069334 W EP 2017069334W WO 2018024680 A1 WO2018024680 A1 WO 2018024680A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cycloinverter
voltage
glass pane
intelligent glass
frequency
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/069334
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Aurel-Vasile NEIC
Wolfgang KÖLLNER
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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 Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Publication of WO2018024680A1 publication Critical patent/WO2018024680A1/de

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
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/225—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode comprising two stages of AC-AC conversion, e.g. having a high frequency intermediate link
    • 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
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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
    • H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B2009/2464—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds featuring transparency control by applying voltage, e.g. LCD, electrochromic panels
    • 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
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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
    • H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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
    • H02M5/2932—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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, current or power
    • 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
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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
    • H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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
    • H02M5/2932—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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, current or power
    • H02M5/2937—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc 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, current or power using whole cycle control, i.e. switching an integer number of whole or half cycles of the AC input voltage

Definitions

  • the present invention relates to a method for driving a smart glass by means of an output voltage. Moreover, the present invention relates to a glass ⁇ disk device with a smart glass and a control device for driving the smart glass with an output voltage.
  • So-called “smart glass” also called “smart glass”, for example, can be changed by applying an electrical voltage in its translucency.
  • intelligent glass panes made of such intelligent glass can be used for variable sun protection or variable privacy screens.
  • Intelligent glass panels can be used for house facades, car windows, glasses, etc. Electrically switchable smart glass such.
  • B. SPD Sudpended
  • Particle Device Polymer Dispersed Liquid Crystal Device
  • PDLC Polymer Dispersed Liquid Crystal Device
  • PDLC 60 V to 100 V at 50 Hz to 100 Hz
  • SPD 110 V at 50 Hz to 100 Hz.
  • the control of the dimming can be achieved via a PWM modulation of the drive voltage, ie, the transmissivity of the glass is set via the duty cycle of the smart glass on ⁇ control voltage. It should be noted in particular that the PWM-modulated drive voltage is DC-free.
  • Simple systems use a 50 Hz up to supply smart glasses or intelligent glass panes
  • the "dimming" function can be achieved via a phase control, which is disadvantageous
  • the smart glass supply can z. B. can not be easily integrated into a smart glass panel. Furthermore, a dimming by Pha ⁇ senan bainuite horrung generates unwanted, relatively low-frequency harmonics, which must be eliminated with large filter components in order to ensure a standard-compliant EMC behavior. In addition, additional compensation effort is required due to a phase shift on the supply line.
  • the object of the present invention is to provide a method with which an intelligent glass pane can be operated as simply and space-saving as possible.
  • a corresponding glass pane device should be specified.
  • a method for driving a smart glass pane wherein the driving is carried out with an output voltage.
  • the output voltage is generated by a special frequency converter, namely a cycloinverter.
  • a cycloinverter also called cycloconverter or direct frequency converter, is a frequency converter that converts an input voltage at a first frequency by phase modulation into an output voltage at a second frequency lower than the first frequency. In doing so, it synthesizes the output waveform from segments of the input waveform without generating a DC voltage.
  • the cycloinverter uses a synchronous bipolar switch with ON / OFF phases with a phase difference of 180 °, wherein the phase for switching the switches on the input voltage can vary between -90 ° and + 90 ° (modulation of the cycloinverter). For example, in this way a drive voltage or an output voltage having a lower second frequency, z. B. 25 Hz to 200 Hz, for a smart glass from an AC system with the higher first frequency of z. B. 100 kHz generated by means of the cycloinverter.
  • the bipolar switches of the cycloinverter can, for. B. as a semiconductor switch (MOSFET, bipolar transistor, IGBT, thyristor, etc.) are executed.
  • the cycloinverter can produce an output voltage with adjustable slew rate and rounded corners. As a result, the harmonic content of the output voltage is low and the signal can be smoothed with less expensive filter components.
  • the cycloinverter is inherently capable of no additional components in discharging capacitive loads to be fed back into the supply network.
  • the implicit regenerative ability of cycloinverters is a particularly advantageous feature for smart glass panels, because e.g. For example, current smart glass panels have a capacity of approx.
  • the cycloinverter is due to its high efficiency particularly suitable for larger power, i. for controlling larger or several Smart Glass panels. Therefore, the cycloinverter is well suited for integration into smart glass panels, since a heat sink can be omitted. This integration in smart glass panels is also easily possible because the cycloinverter requires only a small number of small volume components.
  • the output voltage of the cycloinverter i. generates the drive voltage for the intelligent glass pane or the Smart Glass without DC voltage. This is with the
  • the intelligent glass pane or a plurality of such intelligent glass panes can be controlled by the cycloinverter or by a number of such cycloinverters, wherein the input voltage for each cycloinverter consists of a
  • the input voltage for each cycloinverter may also be provided from a 2-phase AC system.
  • the output voltage for the or the smart Glass panels can be obtained without DC voltage by means of a half-bridge circuit.
  • the cycloinverter requires only two switches. But there are three supply lines required.
  • the input voltage for each cycloinverter may be provided from an AC system having more than two phases.
  • a DC voltage-free control signal for smart glass panels can be generated.
  • Ver ⁇ application of AC systems with a higher number of phases although the number of switches increases, advantageous is here but the reduction of power per switch and the reduced filtering requirements.
  • a potential separation for the intelligent glass pane can take place in the or each cycloinverter.
  • the integration of the potential separation in the cycloinverter or in the cycloinverter module is particularly advantageous in an all-in-one device solution.
  • This embodiment which is particularly suitable for driving individual smart glass panels, includes a converter for generating the higher-frequency AC voltage from the supply network (DC-AC or AC-AC converter), the cycloinverter and a potential isolation element (eg a transformer).
  • a potential separation for the intelligent glass pane in an AC voltage source which provides the input voltage. It is advantageous that only one potential separating element such.
  • Transformer in the central voltage source for generating the higher-frequency AC voltage is required. It is also advantageous that the or the potential separation elements such. B. transformer must not be installed in or on the smart glass panel. This enables a simpler space-optimized In ⁇ tegration into the smart glass panel. This version is be ⁇ Sonder for installations with a large number of Cyclo inverters or smart glass panels beneficial. ⁇
  • At least one further intelligent glass pane connected in series or in parallel to the intelligent glass pane is supplied by the cycloinverter.
  • this arrangement results in a reduction of the material cost for the cycloinverter.
  • a disadvantage compared to the 1-to-1 assignment between the cycloinverter and the smart glass panel is, of course, that the transmissivity of the smart glass panels can only be controlled or regulated in groups. This solution can but z. B. be useful in smart glass facades of office buildings. It could here z. B. all an office room associated smart glass panels are controlled or regulated.
  • the drive means comprises a cycloinverter, which converts an input voltage having a first frequency by phase modulation in the output voltage at a lower second frequency relative to the first frequency.
  • FIG. 1 is a block diagram of a cycloinverter for a 2-phase AC system, ⁇ an output voltage of a cycloinverter for driving a smart glass panel; a voltage in the cycloinverter before the output filter; a modulation of the phase between -90 ° and + 90 °; an input voltage of the cycloinverter;
  • Figure 6 is an example of a system diagram of a cyclo-inverter powered by a 1-phase AC system, including Smart Glass Load, with potential isolation in the RF power supply;
  • Fig. 7 is an example of a system diagram of a 2-phase AC system supplied
  • Fig. 8 shows an embodiment of a cycloinverter for a
  • Fig. 9 shows an example of a Cycloinverters
  • the cycloinverter 1 shown in FIG. 1 can be used. It has a first AC input AC_In_l and a second AC input AC_In_2. Between these two AC inputs, a high-side switch SW_HS and a low-side switch SW_LS are connected in series. Both switches are controlled by a phase modulator PM. This, in turn, receives a phase shift signal Vv from a phase shift ⁇ generator PVG. The phase shift generator PVG is controlled by a dimming signal DIM_CTRL_In originating outside of the cycloinverter 1. In addition, the cycloinverter 1 receives a neutral signal N via a ground terminal.
  • a switching signal Vs can be tapped.
  • This signal is supplied to an output filter LPF having low-pass characteristics.
  • the output signal of the output filter LPF simultaneously represents the output signal SG_Out of the cycloinverter 1. It supplies the intelligent glass pane or the smart glass.
  • the output or drive signal SG_Out is generated here by a 2-phase AC voltage system.
  • the bipolar switches SW_HS and SW_LS can, for. B. as a semiconductor switch (MOSFET, bipolar transistor, IGBT, etc.) are executed.
  • FIGS. 2 to 5 show signal curves of the individual voltages in or on the cycloinverter 1.
  • FIG. 5 shows the sinusoidal input voltage at the signal input AC_IN_1 or AC_I_2.
  • FIG. 4 shows the phase shift signal Vv supplied from the phase shift generator PVG to the phase modulator PM is delivered. In the present example, this signal increases from -90 ° linear to + 90 ° at 19.00 ms at about 19.12 ms.
  • Fig. 3 shows the switching voltage Vs after the bipolar switches SW_HS and SW_LS again. While the half-cycles of the input ⁇ voltage are folded down in the switch signal Vs to 19, 00 ms, they are folded upwards from about 19.12 ms. In between there is a transitional phase.
  • the voltage at the output terminal SG_Out of the cycloinverter 1 is shown in FIG. It changes continuously from -90V at 19.00ms to + 90V at about 19.12 ms. With the cycloinverter 1 can thus be generated from the high-frequency input voltage, a lower frequency output voltage.
  • FIG. 6 shows an intelligent glass pane 2, which is controlled by a slightly modified cycloinverter 1 ⁇ , wherein the supply via a high-frequency power supply ⁇ device 3 takes place, which generates a 1-phase alternating current and even from an AC or DC current is supplied.
  • This supply voltage is controlled by a converter CV in the
  • High-frequency supply device 3 converted into a high-frequency AC voltage.
  • the tension is over one
  • Transformer Tr and provided as input voltage for the cycloinverter 1 ⁇ at the input terminals AC_In_l and AC_In_2.
  • the transformer Tr ensures the appropriate potential separation.
  • the cycloinverter 1 ⁇ is similar to that Cycloinverter 1 of Fig. 1. However, the cycloinverter 1 ⁇ has four switches, namely two high-side switch SW_HS and two low-side switch SW_LS. Each a pair of high-side switches SW_HS and
  • Low-side switches SW_LS are connected in series between the input sources AC_In_l and AC_In_2. Parallel to these series circuits, a series of two capacitances of the output filter LPF X are connected. While the center tap is routed directly to a first output SG_Out_l, the center tap between the two other switches is via an inductance of the output filter LPF X to the node between the two placed two capacitors and a second output terminal SG_Out_2 of the cycloinverter 1 ⁇ . From the two gear connections ⁇ SG_Out_l and SG_Out_2 of Cyclo inverter 1, the intelligent glass pane 2 is connected, has a characteristic capacitance in its equivalent circuit diagram.
  • FIG. 6 shows a supply of the intelligent glass pane 2 with a single-phase AC voltage system
  • FIG. 7 shows an example of the supply by a 2-phase AC system.
  • High-frequency power supply device 3 ⁇ in contrast to the variant 3 of Fig. 6, a transformer Tr, in which a center tap of the secondary side is grounded.
  • the corresponding ⁇ ⁇ are provided at the outputs of the high-voltage supply device 3, two phases for the input terminals and AC_In_l AC_In_2 of Cyclo inverter. 1
  • This Cyclo inverter 1 corresponds to that of FIG. 1.
  • the output terminal of the cyclo SG_Out inverter 1 is connected to an A ⁇ through terminal of the intelligent glass pane 2.
  • the other terminal of the intelligent glass pane is grounded.
  • the cycloinverter needs three supply lines but only two switches.
  • a cycloinverter 1 ⁇ ⁇ is now shown, which is designed for a 3-phase AC system with neutral. Accordingly, the cycloinverter 1 ⁇ ⁇ has three phases ⁇ inputs AC_In_l, AC_In_2 and AC_In 3 and a neutral ⁇ conductor input N. Furthermore, it also has a course
  • the cycloinverter 1 ⁇ ⁇ further has six switches, of which a first pair SW_HS and SW_LS between the input terminals AC_In_l and AC_In_2, a second pair SW_HS and SW_LS between the input terminals AC_In_2 and AC_In_3 and a third pair SW_HS and SW_LS between the input terminals AC_In_3 and AC_In_l is switched. All six switches are controlled by the Phasenmo ⁇ dulator PM, which is its phase shift signal Vv of receives the phase shift generator PVG. The center taps of the pairs of switches are jointly connected as a switching signal Vs to the output filter LPF, this is placed with its capacitor to the neutral conductor N. The output signal of the output filter LPF is connected to the output terminal SG_Out of the cycloinverter 1 ⁇ ⁇ .
  • the cycloinverter 1 ⁇ ⁇ needs four supply lines and six switches in the present case, but the power to be converted is distributed to these many switches, so that each switch can ultimately be designed for a lower power.
  • a cycloinverter 1 ⁇ ⁇ ⁇ is shown, which substantially corresponds to the cycloinverter 1 of FIG. He has only after the output filter LPF one
  • the transformer Tr2 of the example of FIG. 9 has a primary-side winding connected between the input terminals AC_In_l and AC_In_2. A center tap of the primary side is integrally joined ⁇ to the output of the output filter LPF. The winding of the secondary side of the transformer Tr2 is between two output terminals SG_Out_l and SG_Out_2. The intelligent glass pane 2 is connected to these two connections.
  • the cycloinverter ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ thus represents an advantageous all-in-one solution.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Es soll eine einfache und bauraumoptimierte Ansteuerung einer so genannten „intelligenten Glasscheibe" bereitgestellt werden. Dazu wird ein Verfahren zum Ansteuern der intelligenten Glasscheibe (2) durch Ansteuern dieser intelligenten Glasscheibe (2) mit einer Ausgangsspannung (SG_Out_1, SG_Out_2) vorgeschlagen, wobei die Ausgangsspannung mit einem Cycloinverter (1') erzeugt wird. Dieser wandelt eine Eingangsspannung (AC_In_1, AC_In_2) mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in die Ausgangsspannung (SG_Out_1, SG_Out_2) mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz. Ein derartiger Cycloinverter kann in der Regel in die intelligente Glasscheibe integriert werden.

Description

STEUERN EINER INTELLIGENTEN GLASSCHEIBE MIT EINEM DIREKTUMRICHTER
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer intelligenten Glasscheibe mittels einer Ausgangsspannung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Glas¬ scheibenvorrichtung mit einer intelligenten Glasscheibe und einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der intelligenten Glasscheibe mit einer Ausgangsspannung.
Sogenanntes „intelligentes Glas" auch „Smart Glass" genannt, kann beispielsweise durch Anlegen einer elektrischen Spannung in seiner Lichtdurchlässigkeit verändert werden. So lassen sich beispielsweise intelligente Glasscheiben aus einem solchen intelligenten Glas zum variablen Sonnenschutz oder variablen Sichtschutz nutzen. Intelligente Glasscheiben können für Hausfassaden, Autofenster, Brillen etc. genutzt werden. Elektrisch schaltbares Smart Glass wie z. B. SPD (Suspended
Particle Device) , PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal Device) werden in der Regel durch Ein- und Ausschalten einer Wechselspannung zwischen den Zuständen „transparent" und „abgedunkelt" umgeschaltet. Bei den aktuell verfügbaren, mit
Wechselspannungen anzusteuernden Smart Gläsern existieren folgende Zustände: a) „abgedunkelt" bei Ansteuerspannung 0 V
b) „transmissiv" bei Ansteuerspannung positiv oder negativ.
Die Ansteuerwechselspannungen für aktuelle Smart Gläser liegen z. B. in folgenden Bereichen:
PDLC: 60 V bis 100 V bei 50 Hz bis 100 Hz
SPD: 110 V bei 50 Hz bis 100 Hz.
Aktuelle Smart Glass-Paneele stellen eine kapazitive Last mit einer Kapazität von ca. 500 nF/m2 dar. Aus Sicherheitsgründen ist für die Ansteuerung von Smart Glass-Paneelen eine Potenzialtrennung (erdfrei) für die Ansteuerung gefordert (Berührspannung) . Idealerweise handelt es sich bei der Wechselspannung um eine Rechteckspannung, weil sich dabei die transmissivitäts- bestimmenden Dipole während der On-Periode der Ansteuerspannung aufgrund des konstanten Feldes nicht mehr bewegen. Außerdem ist gefordert, dass die Wechselspannung gleichspannungsfrei ist, um eine elektrochemische Zersetzung der aktiven Materialien und Elektroden zu verhindern. Zusätzlich ist in der Regel eine Dimmung eines Smart-Glases gefordert, d.h. ein analoger Übergang zwischen dem Zustand „abgedunkelt" und dem Zustand „trans- missiv". Die Steuerung der Dimmung kann über eine PWM-Modulation der Ansteuerspannung erreicht werden, d.h. die Transmissivität des Glases wird über das Tastverhältnis der Smart-Glas An¬ steuerspannung eingestellt. Dabei ist insbesondere zu beachten, dass die PWM-modulierte Ansteuerspannung gleichspannungsfrei ist .
Einfache Systeme verwenden für die Versorgung von Smart Glasses bzw. intelligenten Glasscheiben einen 50 Hz bis
60 Hz-Transformator mit geblechtem Transformatorkern (Eisenkern) . Die Funktion„dimmen" kann hier über eine Phasenanschnitt- Steuerung erreicht werden. Nachteilig sind hier das große
Bauvolumen und das hohe Gewicht des Transformators. Die Smart Glas Versorgung kann z. B. nicht einfach in ein Smart Glas Paneel integriert werden. Ferner erzeugt eine Dimmung mittels Pha¬ senanschnittsteuerung unerwünschte, relativ tieffrequente Oberwellen, die mit großen Filterbauteilen eliminiert werden müssen, um ein normgerechtes EMV-Verhalten zu gewährleisten. Außerdem ist aufgrund einer Phasenverschiebung auf der Versorgungsleitung zusätzlicher Kompensationsaufwand erforderlich.
Darüber hinaus ist für Smart Glas bzw. intelligente Glasscheiben auch eine Ansteuerung aus einer Gleichspannungsquelle mittels bipolarem Verstärker bekannt. Hier wird einfach z. B. aus einer bipolaren Gleichspannungsversorgung mit z. B. +/-120 V über einen bipolaren Hochspannungs-Operationsverstärker eine beliebig modulierte, gleichstromfreie Ansteuerspannung für das Smart Glas Paneel generiert. Die Vorgabe der Spannungsform kann hier z. B. einfach über einen MikroController oder eine analoge Generatorschaltung erfolgen . Dieses Verfahren kann z . B. einfach mit der integrierten Schaltung „DRV2700 High Voltage Driver with Integrated Boost Converter" des Herstellers „Texas Instruments" dargestellt werden. Nachteilig sind bei diesem Verfahren die hohen Verluste eines analogen Verstärkers, sodass dieses Verfahren nur für kleine Smart Glas Paneele geeignet ist.
Zudem ist auch bekannt, intelligente Glasscheiben mittels AC-AC- oder DC-AC-Konverter anzusteuern. Hierbei wird das Smart Glas Ansteuersignal direkt mittels eines Standard AC-AC-Konverter für Netzspannungsapplikationen bzw. mit einem DC-AC-Konverter bei KFZ-Applikationen generiert. Diese Konverter werden mit höheren Schaltfrequenzen betrieben, z. B. einige 100 kHz. Vorteilhaft ist hier eine mögliche Reduktion des Bauvolumens und des Ge- wichts. Diese Konverter benötigen aus EMV-Gründen ebenfalls aufwendige Ausgangsfilter, um die höheren Harmonischen der Ansteuerspannung herauszufiltern . Nachteilig ist allerdings ein hoher Bauteilaufwand zur Implementierung des AC-AC- bzw.
AC-DC-Konverters bei Ansteuerung von mehreren Smart Glas Pa- neelen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine intelligente Glasscheibe möglichst einfach und bauraumsparend betrieben werden kann. Darüber hinaus soll eine entsprechende Glasscheibenvorrichtung angegeben werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Glasscheibenvorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Es wird demnach ein Verfahren zum Ansteuern einer intelligenten Glasscheibe bereitgestellt, bei dem das Ansteuern mit einer Ausgangsspannung erfolgt. Die Ausgangsspannung wird von einem speziellen Frequenzumrichter, nämlich einem Cycloinverter erzeugt. Ein Cycloinverter, auch Cyclokonverter oder Direct Frequency Converter genannt, ist ein Frequenzumrichter, der eine Eingangsspannung mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in eine Ausgangsspannung mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz wandelt. Dabei synthe- tisiert er die Ausgangswellenform aus Segmenten der Eingangswellenform ohne eine Gleichspannung zu erzeugen. Insbesondere verwendet der Cycloinverter einen synchronen, bipolaren Schalter mit ON/OFF-Phasen mit einer Phasendifferenz von 180°, wobei die Phase zum Einschalten der Schalter bezogen auf die Eingangsspannung zwischen -90° und +90° variieren kann (Modulation des Cycloinverters ) . Beispielsweise wird auf diese Weise eine Ansteuerspannung bzw. eine Ausgangsspannung mit einer niedrigeren zweiten Frequenz, z. B. 25 Hz bis 200 Hz, für ein Smart Glas aus einem Wechselspannungssystem mit der höheren ersten Frequenz von z. B. 100 kHz mittels des Cycloinverters erzeugt .
Die bipolaren Schalter des Cycloinverters können z. B. als Halbleiterschalter (MOSFET, Bipolartransistor, IGBT, Thyristor, etc.) ausgeführt werden.
Für die Ansteuerung der intelligenten Glasscheibe können in Abhängigkeit von der Phasenmodulation des Cycloinverters verschiedene Ausgangsspannungen, Ausgangsspannungsänderungs- raten (slew rates) , Signalformen und Frequenzen verwendet werden. Der Cycloinverter kann eine Ausgangsspannung mit einstellbarer Slew Rate und verrundeten Ecken erzeugen. Dadurch ist der Oberwellengehalt der Ausgangsspannung gering und das Signal kann mit weniger aufwendigen Filterbauteilen geglättet werden.
Der Cycloinverter ist von seinem Prinzip her ohne zusätzliche Bauelemente in der Lage, die beim Entladen von kapazitiven Lasten freiwerdende Energie in das Versorgungsnetz zurückzuspeisen . Die implizite Rückspeisefähigkeit von Cycloinvertern ist eine für Smart Glas Paneele besonders vorteilhafte Eigenschaft, weil z. B. aktuelle Smart Glas Paneele eine Kapazität von ca.
500 nF/m2 aufweisen. Bei großen Smart Glas Fassaden, z. B. an Hochhäusern kann durch die Rückspeisung erheblich Energie gespart werden.
Der Cycloinverter ist aufgrund seines hohen Wirkungsgrades besonders auch für größere Leistungen geeignet, d.h. zur An- steuerung größerer bzw. mehrerer Smart Glass Paneele. Deshalb ist der Cycloinverter gut zur Integration in Smart Glas Paneele geeignet, da ein Kühlkörper entfallen kann. Diese Integration in Smart Glas Paneele ist auch deshalb leicht möglich, da der Cycloinverter nur eine geringe Anzahl an kleinvolumigen Bauteilen benötigt.
Vorzugsweise wird die Ausgangsspannung des Cycloinverters , d.h. die Ansteuerspannung für die intelligente Glasscheibe bzw. das Smart Glas gleichspannungsfrei erzeugt. Dies ist mit dem
Cycloinverter aus beliebigen Wechselspannungssystemen einfach möglich .
Des Weiteren können die intelligente Glasscheibe oder mehrere derartige intelligente Glasscheiben von dem Cycloinverter oder von mehreren derartigen Cycloinvertern angesteuert werden, wobei die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter aus einem
1-Phasen-Wechselspannungssystem bereitgestellt wird. In vorteilhafter Weise kann nämlich mittels des Cycloinverters auch aus einem 1-Phasen-Wechselspannungssystem einfach durch eine
Vollbrückenschaltung ein gleichspannungsfreies Ansteuersignal für Smart Glas Paneele erzeugt werden. Die Versorgung des Cycloinverters erfolgt hier nur aus zwei Leitungen. Es sind aber vier Schalter im Cycloinverter erforderlich.
Alternativ kann die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter auch aus einem 2-Phasen-Wechselspannungssystem bereitgestellt werden. Dabei kann die Ausgangsspannung für das bzw. die Smart Glas Paneele mittels Halbbrückenschaltung gleichspannungsfrei gewonnen werden. In diesem Fall benötigt der Cycloinverter nur zwei Schalter. Es sind aber drei Versorgungsleitungen erforderlich .
Weiter alternativ kann die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter aus einem Wechselspannungssystem mit mehr als zwei Phasen bereitgestellt werden. Auch hier kann mit dem Cycloinverter auf einfache Weise ein gleichspannungsfreies An- Steuersignal für Smart Glas Paneele erzeugt werden. Bei Ver¬ wendung von Wechselspannungssystemen mit höherer Phasenzahl erhöht sich zwar die Anzahl der Schalter, vorteilhaft ist hier aber die Reduktion der Leistung pro Schalter und der verringerte Filteraufwand .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in dem oder in jedem Cycloinverter eine Potenzialtrennung für die intelligente Glasscheibe erfolgen. Die Integration der Potenzialtrennung in den Cycloinverter bzw. in das Cycloinverter-Modul ist insbe- sondere bei einer All-In-One-Gerätelösung vorteilhaft. Diese besonders für die Ansteuerung von einzelnen Smart Glas Paneelen geeignete Ausführungsform beinhaltet einen Wandler zur Generierung der höherfrequenten Wechselspannung aus dem Versorgungsnetz (DC-AC bzw. AC-AC-Wandler) , den Cycloinverter sowie ein Potenzialtrennelement (z. B. einen Transformator).
Bei einer weiteren Ausgestaltung kann eine Potenzialtrennung für die intelligente Glasscheibe in einer Wechselspannungsquelle erfolgen, die die Eingangsspannung bereitstellt. Vorteilhaft dabei ist, dass nur ein Potenzialtrennelement wie z. B. ein
Transformator in der zentralen Spannungsquelle zur Erzeugung der höherfrequenten Wechselspannung erforderlich ist. Vorteilhaft ist außerdem, dass das bzw. die Potenzialtrennelemente wie z. B. Transformator nicht in oder am Smart Glas Paneel verbaut werden müssen. Das ermöglicht eine einfachere bauraumoptimierte In¬ tegration in das Smart Glas Paneel. Diese Ausführung ist be¬ sonders bei Anlagen mit einer größeren Anzahl von Cycloinvertern bzw. Smart Glas Paneelen vorteilhaft. ^
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass von dem Cycloinverter mindestens eine zu der intelligenten Glasscheibe in Reihe oder parallel geschaltete, weitere intelligente Glasscheibe versorgt wird. In vorteilhafter Weise ergibt sich bei dieser Anordnung eine Reduktion des Materialaufwands für die Cycloinverter. Nachteilig gegenüber der 1-zu-l-Zuordnung zwischen Cycloinverter und Smart Glas Paneel ist hier natürlich, dass die Transmissivität der Smart Glas Paneele nur in Gruppen gesteuert bzw. geregelt werden kann. Diese Lösung kann aber z. B. bei Smart Glas Fassaden von Bürogebäuden sinnvoll sein. Es könnten hier z. B. alle einem Büroraum zugeordneten Smart Glas Paneele gesteuert bzw. geregelt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass von der intelligenten Glasscheibe bzw. dem Smart Glas Paneel über den Cycloinverter Energie in ein Versorgungsnetz, das die Eingangsspannung bereitstellt, rückgespeist wird. Der Cycloinverter eignet sich also für bidirektionalen Betrieb und bringt für die Energie¬ einsparung einen Zusatznutzen.
Die oben angeführte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Glasscheibenvorrichtung mit
- einer intelligenten Glasscheibe und
- einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der intelligenten Glasscheibe mit einer Ausgangsspannung,
wobei
- die Ansteuereinrichtung einen Cycloinverter aufweist, der eine Eingangsspannung mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in die Ausgangsspannung mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz wandelt.
Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Verfahrensmerkmale können auch als funktionelle Merkmale einer entsprechenden Einheit der Glasscheibenvor- richtung gesehen werden. Damit ergeben sich für die erfindungsgemäße Glasscheibenvorrichtung die gleichen Variationsmöglichkeiten und Vorteile wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren . Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen: einen Blockschaltplan eines Cycloinverters für ein 2 -Phasen-WechselspannungsSystem,· eine Ausgangsspannung eines Cycloinverters zur Ansteuerung eines Smart Glas Paneels bzw. einer intelligenten Glasscheibe; eine Spannung im Cycloinverter vor dem Ausgangsfilter; eine Modulation der Phase zwischen -90° und +90°; eine Eingangsspannung des Cycloinverters;
Fig. 6 ein Beispiel für einen Systemschaltplan eines mit einem 1-Phasen-Wechselstromsystem versorgten Cycloinverters einschließlich Smart Glas Last, wobei die Potenzialtrennung in der Hochfrequenz-Stromversorgung liegt;
Fig. 7 ein Beispiel für einen Systemschaltplan eines mit einem 2-Phasen-Wechselstromsystem versorgten
Cycloinverters einschließlich Smart Glas Last, wobei die Potenzialtrennung in der Hochfrequenz-Stromversorgung implementiert ist; Fig. 8 eine Ausführungsform eines Cycloinverters für ein
3-Phasen-Wechselstromsystem mit Neutralleiter; und
Fig. 9 ein Beispiel eines Cycloinverters mit
2-Phasen-Wechselstromversorgung und eine in den Cycloinverter implementierte Potenzialtrennung. Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Merkmale nicht nur in den geschilderten Merkmalskombinationen, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Merkmalskombinationen realisiert werden können.
Zur Ansteuerung einer intelligenten Glasscheibe bzw. eines Smart Glas Paneels (hier auch kurz Smart Glas genannt) kann der in Fig. 1 dargestellte Cycloinverter 1 verwendet werden. Er besitzt einen ersten Wechselstromeingang AC_In_l und einen zweiten Wechselstromeingang AC_In_2. Zwischen diese beiden Wechselstromeingänge sind in Serie ein High-Side-Schalter SW_HS und ein Low-Side-Schalter SW_LS geschaltet. Beide Schalter werden von einem Phasenmodulator PM gesteuert. Dieser wiederum erhält ein Phasenverschiebungssignal Vv von einem Phasenverschiebungs¬ generator PVG. Der Phasenverschiebungsgenerator PVG wird von einem von außerhalb des Cycloinverters 1 stammenden Dimmsignal DIM_CTRL_In gesteuert. Außerdem erhält der Cycloinverter 1 über einen Masseanschluss ein Neutralsignal N.
An einem Knoten zwischen dem High-Side-Schalter SW_HS und dem Low-Side-Schalter SW_LS kann ein Schaltsignal Vs abgegriffen werden. Dieses Signal wird einem Ausgangsfilter LPF zugeführt, welcher Tiefpasscharakteristik besitzt. Das Ausgangssignal des Ausgangsfilters LPF stellt gleichzeitig das Ausgangssignal SG_Out des Cycloinverters 1 dar. Mit ihm wird die intelligente Glasscheibe bzw. das Smart Glas versorgt. Das Ausgangs- bzw. Ansteuersignal SG_Out wird hier von einem 2-Phasen-Wechsel- spannungssystem erzeugt. Die bipolaren Schalter SW_HS und SW_LS können z. B. als Halbleiterschalter (MOSFET, Bipolartransistor, IGBT etc.) ausgeführt werden.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen Signalverläufe der einzelnen Spannungen im oder am Cycloinverter 1. Insbesondere zeigt Fig. 5 die sinusförmige Eingangsspannung am Signaleingang AC_IN_1 oder AC_I _2. Fig. 4 zeigt das Phasenverschiebungssignal Vv, das von dem Phasenverschiebungsgenerator PVG zu dem Phasenmodulator PM geliefert wird. Im vorliegenden Beispiel steigt dieses Signal bei 19,00 ms von -90° linear auf +90° bei etwa 19,12 ms an.
Fig. 3 gibt die Schaltspannung Vs nach den bipolaren Schaltern SW_HS und SW_LS wieder. Während die Halbzyklen der Eingangs¬ spannung in dem Schaltersignal Vs bis 19, 00 ms nach unten geklappt sind, sind sie ab etwa 19,12 ms nach oben geklappt. Dazwischen liegt eine Übergangsphase. Die Spannung am Ausgangsanschluss SG_Out des Cycloinverters 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Sie wechselt kontinuierlich von -90V bei 19,00 ms auf +90V bei etwa 19, 12 ms . Mit dem Cycloinverter 1 kann also aus der hochfrequenten Eingangsspannung eine niedrigere frequente Ausgangsspannung erzeugt werden. Fig. 6 zeigt eine intelligente Glasscheibe 2, die von einem etwas veränderten Cycloinverter 1 λ angesteuert wird, wobei die Versorgung über eine Hochfrequenz-Spannungsversorgungs¬ einrichtung 3 erfolgt, die einen 1-phasigen Wechselstrom erzeugt und selbst von einem AC- oder DC-Strom versorgt wird. Diese Versorgungsspannung wird durch einen Converter CV in der
Hochfrequenzversorgungseinrichtung 3 in eine hochfrequente Wechselspannung gewandelt. Die Spannung wird über einen
Transformator Tr übertragen und als Eingangsspannung für den Cycloinverter 1 λ an den Eingangsklemmen AC_In_l und AC_In_2 bereitgestellt. Der Transformator Tr sorgt für die entsprechende Potentialtrennung .
Der Cycloinverter 1λ ähnelt demjenigen Cycloinverter 1 von Fig. 1. Der Cycloinverter 1λ besitzt jedoch vier Schalter, nämlich zwei High-Side-Schalter SW_HS und zwei Low-Side-Schalter SW_LS. Jeweils ein Paar von High-Side-Schalter SW_HS und
Low-Side-Schalter SW_LS sind in Reihe zwischen den Eingangsquellen AC_In_l und AC_In_2 geschaltet. Parallel zu diesen Serienschaltungen ist eine Reihe von zwei Kapazitäten des Ausgangsfilters LPFX geschaltet. Während der Mittenabgriff direkt zu einem ersten Ausgang SG_Out_l geführt ist, ist der Mittenabgriff zwischen den beiden anderen Schaltern über eine Induktivität des Ausgangsfilters LPFX an den Knoten zwischen den beiden Kondensatoren und einen zweiten Ausgangsanschluss SG_Out_2 des Cycloinverters 1λ gelegt. An die beiden Aus¬ gangsanschlüsse SG_Out_l und SG_Out_2 des Cycloinverters 1 ist die intelligente Glasscheibe 2 angeschlossen, die in ihrem Ersatzschaltbild eine charakteristische Kapazität besitzt.
Während also die Fig. 6 eine Versorgung der intelligenten Glasscheibe 2 mit einem Ein-Phasen-Wechselspannungssystem zeigt, ist in Fig. 7 ein Beispiel mit der Versorgung durch ein 2-Phasen-Wechselstromsystem dargestellt. Hier besitzt die
Hochfrequenz-Spannungsversorgungseinrichtung 3 λ im Gegensatz zu der Variante 3 von Fig. 6 einen Transformator Tr, bei dem ein Mittenabgriff der Sekundärseite auf Masse gelegt ist. Dem¬ entsprechend werden an den Ausgängen der Hochfrequenz-Spannungs- Versorgungseinrichtung 3 λ zwei Phasen für die Eingangsanschlüsse AC_In_l und AC_In_2 des Cycloinverters 1 bereitgestellt. Dieser Cycloinverter 1 entspricht demjenigen von Fig. 1. Die Ausgangsklemme SG_Out des Cycloinverters 1 ist an eine Ein¬ gangsklemme der intelligenten Glasscheibe 2 angeschlossen. Die andere Klemme der intelligenten Glasscheibe ist an Masse gelegt. Der Cycloinverter benötigt hier also drei Versorgungsleitungen aber nur zwei Schalter.
In Fig. 8 ist nun ein Cycloinverter 1λ λ dargestellt, der für ein 3-Phasen-Wechselstromsystem mit Neutralleiter ausgelegt ist. Dementsprechend besitzt der Cycloinverter 1 λ λ drei Phasen¬ eingänge AC_In_l, AC_In_2 und AC_In 3 sowie einen Neutral¬ leitereingang N. Ferner besitzt er natürlich auch einen
Dimmsteuereingang DIM_CTRL_In für den Phasenverschiebungsge- nerator PVG.
Der Cycloinverter 1 λ λ weist ferner sechs Schalter auf, wovon ein erstes Paar SW_HS und SW_LS zwischen die Eingangsklemmen AC_In_l und AC_In_2, ein zweites Paar SW_HS und SW_LS zwischen die Eingangsklemmen AC_In_2 und AC_In_3 sowie ein drittes Paar SW_HS und SW_LS zwischen die Eingangsklemmen AC_In_3 und AC_In_l geschaltet ist. Alle sechs Schalter werden von dem Phasenmo¬ dulator PM gesteuert, der sein Phasenverschiebungssignal Vv von dem Phasenverschiebungsgenerator PVG erhält. Die Mittenabgriffe der Schalterpaare sind gemeinsam als Schaltsignal Vs zum Ausgangsfilter LPF geführt, dieser ist mit seinem Kondensator an den Neutralleiter N gelegt. Das Ausgangssignal des Ausgangs- filters LPF ist an die Ausgangsklemme SG_Out des Cycloinverters 1 λ λ gelegt .
Der Cycloinverter 1 λ λ benötigt im vorliegenden Fall zwar vier Versorgungsleitungen und sechs Schalter, aber die umzusetzende Leistung wird auf diese vielen Schalter verteilt, sodass jeder Schalter letztlich für eine geringere Leistung ausgelegt werden kann .
In dem Beispiel von Fig. 9 ist ein Cycloinverter 1 λ λ λ dargestellt, der im Wesentlichen den Cycloinverter 1 von Fig. 1 entspricht. Er besitzt lediglich nach dem Ausgangsfilter LPF einen
Transformator Tr2, der für eine Potentialtrennung sorgt. Auch ein anderes Potentialtrennelement beispielsweise auf optischer Basis wäre hier geeignet. Dies gilt auch für die Potential- trennungen in den Beispielen der Fig. 6 und 7.
Der Transformator Tr2 vom Beispiel von Fig. 9 besitzt eine primärseitige Wicklung, die zwischen die Eingangsanschlüsse AC_In_l und AC_In_2 geschaltet ist. Ein Mittenabgriff der Primärseite ist an den Ausgang des Ausgangsfilters LPF ange¬ schlossen. Die Wicklung der Sekundärseite des Transformators Tr2 liegt zwischen zwei Ausgangsanschlüssen SG_Out_l und SG_Out_2. An diese beiden Anschlüsse ist die intelligente Glasscheibe 2 angeschlossen. Der Cycloinverter ΐλ λ λ stellt hier also eine vorteilhafte All-In-One-Lösung dar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ansteuern einer intelligenten Glasscheibe (2) durch
- Ansteuern der intelligenten Glasscheibe (2) mit einer Ausgangsspannung,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- Erzeugen der Ausgangsspannung mit einem Cycloinverter (1), der eine Eingangsspannung mit einer ersten Frequenz durch Pha- senmodulation in die Ausgangsspannung mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz wandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsspannung des Cycloinverters (1) gleichspannungsfrei erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die intelligente Glasscheibe (2) oder mehrere derartige intelligente Glasscheiben von dem Cycloinverter (1) oder von mehreren derartigen Cyc- loinvertern (1) angesteuert werden und die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter aus einem 1-Phasen-Wechselspannungssystem bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die intelligente Glasscheibe (2) oder mehrere derartige intelligente Glasscheiben (2) von dem Cycloinverter (1) oder von mehreren derartigen
Cycloinvertern (1) angesteuert werden und die Eingangsspannung für jeden Cycloinverter aus einem 2-Phasen-Wechselspannungs- system bereitgestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die intelligente
Glasscheibe (2) oder mehrere derartige intelligente Glasscheiben (2) von dem Cycloinverter (1) oder von mehreren derartigen Cycloinvertern (1) angesteuert werden und die Eingangsspannung für j eden Cycloinverter (1) aus einem Wechselspannungssystem mit mehr als zwei Phasen bereitgestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem oder in jedem Cycloinverter (1) eine Potentialtrennung (Tr) für die intelligente Glasscheibe (2) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine
Potentialtrennung (Tr) für die intelligente Glasscheibe (2) in einer Wechselspannungsquelle (3) erfolgt, die die Eingangs¬ spannung bereitstellt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von dem Cycloinverter (1) mindestens eine zu der intelligenten Glasscheibe (2) in Reihe oder parallel geschaltete, weitere intelligente Glasscheibe (2) versorgt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von der intelligenten Glasscheibe (2) über den Cycloinverter (1) Energie in ein Versorgungsnetz rückgespeist wird, das die Eingangsspannung bereitstellt.
10. Glasscheibenvorrichtung mit
- einer intelligenten Glasscheibe (2) und
- einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern der intelligenten Glasscheibe mit einer Ausgangsspannung,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die Ansteuereinrichtung einen Cycloinverter (1) aufweist, der eine Eingangsspannung mit einer ersten Frequenz durch Phasenmodulation in die Ausgangsspannung mit einer gegenüber der ersten Frequenz niedrigeren zweiten Frequenz wandelt.
PCT/EP2017/069334 2016-08-03 2017-07-31 Steuern einer intelligenten glasscheibe mit einem direktumrichter WO2018024680A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016214292.5A DE102016214292A1 (de) 2016-08-03 2016-08-03 Steuern einer intelligenten Glasscheibe mit Cycloinverter
DE102016214292.5 2016-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018024680A1 true WO2018024680A1 (de) 2018-02-08

Family

ID=59485359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/069334 WO2018024680A1 (de) 2016-08-03 2017-07-31 Steuern einer intelligenten glasscheibe mit einem direktumrichter

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016214292A1 (de)
WO (1) WO2018024680A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021111426A1 (de) 2021-05-04 2022-11-10 Webasto SE Vorrichtung zum Ansteuern einer elektrischen Komponente eines Fahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
DE102021126557B3 (de) 2021-10-13 2023-03-23 Webasto SE Glasscheibenvorrichtung sowie Verfahren zum Ansteuern einerGlasscheibenvorrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009036439A1 (de) * 2009-08-06 2010-05-20 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb von transparenten Flächenelementen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008060040B4 (de) * 2008-12-02 2013-06-20 Daimler Ag Vorrichtung zum Betrieb von transparenten Flächenelementen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009036439A1 (de) * 2009-08-06 2010-05-20 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb von transparenten Flächenelementen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUTZWILLER F W: "Thyristors and rectifier diodes-the semiconductor workhorses", IEEE SPECTRUM, IEEE INC. NEW YORK, US, vol. 5, no. 8, 1 August 1967 (1967-08-01), pages 102 - 111, XP011295264, ISSN: 0018-9235 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016214292A1 (de) 2018-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2537239B1 (de) 3-stufen-pulswechselrichter mit entlastungsnetzwerk
EP2030299B1 (de) Wechselrichter zur einspeisung elektrischer energie in ein energieversorgungsnetz
EP2863528B1 (de) Einsatz eines Wechselrichters als Gleichstrom-Wander
DE102017213291B3 (de) Schaltungsvorrichtung zum Steuern einer in ihrer Transparenz schaltbaren Verglasung sowie schaltbare Verglasungsanordnung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Steuern einer in ihrer Transparenz schaltbaren Verglasung
DE102012216691A1 (de) Stromrichterschaltung und Verfahren zur Steuerung der Stromrichterschaltung
EP2992595A1 (de) Umrichteranordnung mit parallel geschalteten mehrstufen-umrichtern sowie verfahren zu deren steuerung
DE102017212462A1 (de) Galvanisch gekoppelter elektrischer Wandler
WO2013083761A2 (de) Asynchronmotoreinheit mit einem frequenzumrichter mit potentialtrennung im gleichspannungszwischenkreis
WO2018024680A1 (de) Steuern einer intelligenten glasscheibe mit einem direktumrichter
EP3563475A1 (de) Stromrichterschaltung und verfahren zur steuerung derselben
EP1643816A2 (de) Wandlerschaltung mit Klasse-E-Konvertermodulen
WO2019053160A1 (de) Aufladen eines elektrischen energiespeichers eines kraftfahrzeugs
WO2018104174A1 (de) Hocheffizienter stromrichter für einphasige systeme
WO2013023914A1 (de) Wechselrichteranordnung
EP0474060B1 (de) Vierquadranten-Wechselstrom-Umrichter
EP3095178A1 (de) Modulare stromrichterschaltung mit submodulen, die im linearbetrieb betrieben werden
EP2961054B1 (de) Regelung eines Resonanzwandlers
WO2016091300A1 (de) Bidirektionaler dc/dc-steller mit geteiltem zwischenkreis
DE102016224312A1 (de) Hocheffizienter Stromrichter für dreiphasige Systeme
EP3806314A1 (de) Umrichter für ein wechselstromnetz
WO2016110363A1 (de) Modularer multilevelumrichter mit phasenspezifischen modulatoren
DE102008034989B4 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zur Steuerung der Leistungsaufnahme von Beleuchtungsanlagen mit Wechselspannungsspeisung
DE102023107921B3 (de) Verfahren und Wechselrichtersystem mit Leistungsfaktorkorrektur zur Bereitstellung eines Multiphasenstroms
DE102023211309B3 (de) Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer mit einer Wechselspannung zu betreibenden großflächigen kapazitiven Last und Verfahren zum Betreiben einer solchen Schaltungsanordnung
WO2024193941A1 (de) Stromrichter und steuerverfahren für einen stromrichter

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17745733

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17745733

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1