WO2018104022A1 - Kommutierungsschaltkreisvorrichtung und verfahren zum entlasten zumindest eines halbleiters eines stromrichters und fahrzeug mit einer kommutierungsschaltkreisvorrichtung - Google Patents

Kommutierungsschaltkreisvorrichtung und verfahren zum entlasten zumindest eines halbleiters eines stromrichters und fahrzeug mit einer kommutierungsschaltkreisvorrichtung Download PDF

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Definitions

  • the present approach relates to a commutation circuit device and a method for relieving at least one semiconductor of a power converter and a vehicle having a commutation circuit device.
  • the intention is to reduce stray inductance in the commutation path to minimize turn-off losses.
  • Very low parasitic inductances on the one hand have a positive effect on the turn-off behavior but on the other hand have a negative effect on the turn-on behavior.
  • the present approach provides an improved commutation circuit device for relieving at least one semiconductor of a power converter, a vehicle having an improved commutation circuit device, and an improved method of relieving at least one semiconductor of a power converter according to the main claims.
  • Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
  • a commutation circuit device for relieving at least one semiconductor of a power converter comprises at least a first contact and a second contact for connecting a battery, furthermore an intermediate circuit capacitor which is connected between the first contact and the second contact and which has a first capacitance and a first parasitic inductance first connection line and a second connection line to the intermediate circuit capacitor and the first contact and the second contact-connected output-side power converter, which comprises at least a first series circuit of at least a second switch means and a third switch means to a voltage applied to the first contact and the second contact Direct current voltage into an alternating voltage applied to an output contact arranged between the second switching device and the third switching device. your.
  • the second switch device and the third switch device can be controlled using drive signals.
  • the Kommut istleitersschalt Vietnamesevoriques comprises a parallel to the intermediate circuit capacitor and the converter arranged second series circuit of a first switch means which is controlled using a further drive signal and a second capacitor and a second parasitic inductance having Snubberglied, wherein the second capacitance is smaller than that first capacitor of the DC link capacitor and / or the second parasitic inductance is smaller than the first parasitic inductance of the DC link capacitor.
  • a first terminal of the second switch device is connected to a first terminal of the second series circuit and a first terminal of the intermediate circuit capacitor.
  • a second terminal of the second switch device is connected to the output contact and a first terminal of the third switch device, and a second terminal of the third switch device is connected to a second terminal of the second series circuit and a second terminal of the DC link capacitor.
  • a switching device also referred to as a valve
  • a commutation circuit device described here can advantageously release two different commutation paths with different levels of parasitic inductances.
  • it is advantageous if there is a high parasitic inductance since when the current is commutated from the diode to the semiconductor, when the second and third switching devices each comprise a diode and a semiconductor, the rapid switching operations cause a high current change ,
  • the high parasitic inductance in this case favors the voltage drop of the semiconductor and as a result leads to a lower power loss in the switching process.
  • the turn-off operation it is advantageous if a low parasitic inductance is present, as this significantly reduces an overvoltage which is caused by the current change during the commutation process. With a reduced parasitic inductance, the switching speed can be increased with the same overvoltage and thus the resulting switching losses are minimized.
  • the first commutation path with the higher parasitic inductance and, for the turn-off operation, the second commutation path with the lower parasitic inductance can now advantageously be used for the switch-on process.
  • the second switch device and the third switch device using the drive signals and the first switch means using the further drive signal can be controlled so that during the switch-on a first Kommut réellespfad via the DC link capacitor and the power converter and during a turn-off a second Kommut réellespfad via the second series circuit and the power converter is enabled.
  • a switch-on process can be understood to mean that the second switch device and / or the third switch device are closed. Under a switch-off can be understood that the second switch means and the third switch means are opened.
  • the drive signals can be matched to one another, for example, with regard to their switching edges.
  • the snubber element may be formed as a snubber capacitor, or at least comprise a snubber capacitor.
  • the snubber element may be in the
  • the further drive signal may have switching edges which are offset in time from the switching edges of the drive signals of the second switch device and the third switch device.
  • a device can be used for this purpose, which is designed to generate the further drive signal with switching edges which are time-offset from the switching edges of the drive signals.
  • the first switching device can be opened in such a time-delayed manner in front of the second and the third switch device that the first commutation path is enabled during the switch-on process.
  • the first switch means can be closed to enable the second switching path for the subsequent turn-off.
  • the further drive signal can be generated via an OR operation from the drive signals of the second and third switch device.
  • a linking device may be used, which is designed to generate the further drive signal using an OR operation from the drive signals. Such a link is very easy to implement.
  • the commutation circuit device may further comprise a delay device, which is designed to delay an intermediate signal provided by the linking device and to provide it as the further drive signal.
  • a delay device By a delay device, an offset between the switching edges of the further drive signal for the further switch device and the drive signals for the second switch device and the third switch device can be achieved.
  • the first connecting line between the first contact and the first terminal of the second switching device of the power converter can be a through-line, that is to say that the first connecting line according to this embodiment has, for example, no choke, no capacitor and no resistance element.
  • the first connecting line according to this embodiment has, for example, no choke, no capacitor and no resistance element.
  • a vehicle includes one of the proposed commutation circuit devices.
  • the commutation circuit device presented here can be used as a replacement for known commutation circuit devices.
  • the commutation circuit device can in this case be used for driving an electric motor of the vehicle.
  • a method for relieving at least one semiconductor of a power converter using a commutation circuit device comprises the following steps: Providing the drive signals to the second switch means and the third switch means and the further drive signal to the first switch means during a switch-on to open the second switch means or the third switch means and to open the first switch means, so that a first Kommut istspfad via the DC link capacitor and the power converter is unlocked; and
  • FIG. 1 shows a commutation circuit device according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a commutation circuit device according to an embodiment
  • FIG. 3 shows a device for generating a further drive signal according to an exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a vehicle with a commutation circuit device according to an embodiment
  • FIG. 5 shows a flowchart of a method for relieving at least one semiconductor of a power converter according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a commutation circuit device 100 according to an embodiment.
  • the commutation circuit device 100 is designed to to relieve at least one semiconductor of a power converter 103.
  • the commutation circuit device 100 comprises at least a first contact 105, a second contact 110, an intermediate circuit capacitor 115, a first connection line 120, a second connection line 125, the power converter 103, which comprises a first series connection of a second switch device 130 and a third switch device 135 , an output contact 137 and a second series circuit 140 of a first switching device 145 and a Snub- berglied 150.
  • the output contact 137 may be connected to a phase of an electric motor that can be driven using the commutation circuit device 100.
  • a battery 155 for example, a trajectory battery of a vehicle connected.
  • the DC link capacitor 115 is connected between the first contact 105 and the second contact 110 and has a first capacitance and a schematically illustrated first parasitic inductance 160.
  • the power converter 103 is connected to the DC link capacitor 115 and the first contact 105 via the first connecting line 120 and to the DC link capacitor 115 and the second contact 110 via the second connecting line 125. Between the second switch device 130 and the third switch device 135 of the power converter 103, the output contact 137 is arranged.
  • the power converter 103 is configured to convert a DC voltage applied to the first contact 105 and the second contact 110 into an AC voltage applied to the output contact 137.
  • the second switch device 130 and the third switch device 135 can be actuated using drive signals so that the output contact 137 is connected in a time-shifted manner to the first contact 105 and the second contact 110.
  • the second switch device 130 has a second switch 161 and a second diode 162 and the third switch device. 135, a third switch 163 and a third diode 164.
  • the switch devices 130, 135 may each be designed as transistors.
  • the second series circuit 140 is arranged parallel to the intermediate circuit capacitor 115 and the power converter 103, according to this embodiment, the second series circuit 140 is arranged between the intermediate circuit capacitor 115 and the power converter 103.
  • the first switching device 145 of the second series circuit 140 can be controlled using a further drive signal.
  • the sub-member 150 has a second capacitance and a schematically illustrated second parasitic inductance 165, wherein the second capacitance is smaller than the first capacitance of the intermediate circuit capacitor 115 and the second parasitic inductance 165 is smaller than the first parasitic inductance 160 of the intermediate circuit capacitor 115.
  • the sub-member 150 is arranged on the side of the second contact 110.
  • the sub-member 150 may also be arranged on the side of the first contact 105.
  • the switch devices 130, 135, 145 can be driven using drive signals so that a first commutation path via the intermediate circuit capacitor 115 and the converter 103 during a switch-on process and a second commutation path via the second series circuit 140 and the converter 103 during a switch-off operation.
  • a first terminal 170 of the second switch device 130 is connected to a first terminal 175 of the second series circuit 140 and a first terminal 180 of the intermediate circuit capacitor 115.
  • a second terminal 185 of the second switch device 130 is connected to the output contact 137 and a first terminal 188 of the third switch device 135, and a second terminal 190 of the third switch device 135 is connected to a second terminal 193 of the second series circuit 140 and a second terminal 195 of the DC link capacitor 115 ,
  • the first connection line 120 according to this embodiment is formed between the first contact 105 and the first connection 170 as a passage line.
  • a shorter turn-off time in turn reduces the switching losses of the semiconductor.
  • a reduction of the parasitic inductances in the second commutation path by the second parasitic inductance 165 thus according to this embodiment reduces the turn-off losses at the same overvoltage during the turn-off operation.
  • the turn-on losses increase in the reduction of stray inductance since the parasitic inductance causes a voltage drop during the commutation, so during commutation of the current from one diode to the semiconductor of an opposing valve, for example, from the third diode 164 to the second semiconductor Switch 161, an increased proportion of the applied terminal voltage across the semiconductor drops.
  • the commutation circuit device 100 presented here makes a good compromise on the distribution of the turn-off and turn-on losses and can ultimately use the correct leakage inductance through different high parasitic inductances 160, 165 in the commutation paths, which can be very different in different semiconductor switch generations.
  • the key messages of what has been said thus far are that very low leakage inductances have a positive effect on the turn-off behavior but have a negative effect on the switch-on behavior.
  • two different commutation paths which can also be referred to as commutation meshes, are advantageously used in the commutation circuit device 100 presented here.
  • the first commutation path during the switch-on process is characterized by a thick line.
  • the first switching device 145 and the third switching device 135 are opened and the second switching device 130 is closed. In this way, the first contact 105 is connected to the output contact 137 via the second switching device 130.
  • the intermediate circuit capacitor 115 represents a DC link capacitance, previously referred to as the first capacitor, with the first parasitic inductance 160, the snubber link 150 being incorporated in the second commutation path having a snubber capacitance, previously referred to as the second capacitance, with the second parasitic inductance 165 represents.
  • the first capacitance is greater than the second capacitance and the first parasitic inductance 160 greater than the second parasitic inductance 165.
  • the first commutation path terminates with the intermediate circuit capacitor 115.
  • the first commutation path is used at power up to significantly reduce the losses of the semiconductor.
  • the parasitic inductance 160 When commutating the current from a diode to the semiconductor, a high current change is caused by fast switching operations.
  • the parasitic inductance 160 in this case favors the voltage drop of the semiconductor and as a result leads to a lower power loss in the switching process. For this process, a switch of the first switching device 145 remains open, so that the parasitic inductance 160 causes a large voltage drop.
  • FIG. 2 shows commutation circuit device 100 according to one embodiment. This may be the commutation circuit device 100 described in FIG.
  • the first switching device 145 is closed and the second switching device 130 and the third switching device 135 are opened.
  • the second commutation path is enabled at power off and indicated in FIG. 2 by a thick line.
  • the second commutation path terminates with the snubber element, which according to this embodiment is formed as a snubber capacitor 200.
  • the elements of the second series circuit 140 are integrated directly into a power electronics module of the power converter 103.
  • the first switch which is also referred to as the first switch device 145
  • the second commutation path is used.
  • the overvoltage which is caused by the current change during the commutation process is significantly reduced.
  • a maximum overvoltage during the turn-off process is limited by the breakdown voltage of the semiconductor.
  • FIG. 3 shows a device 300 for generating a further drive signal 305 according to one exemplary embodiment.
  • This may be a device 300, which is designed to generate the further drive signal 305 described with reference to FIG. 1 for driving the first switch device.
  • the device 300 has for this purpose a linking device 307 and a delay device 309.
  • the linking device 307 is designed to read in a second drive signal 310 for driving the second switch device described with reference to FIGS. 1 and 2 and a third drive signal 312 for driving the third switch device described with reference to FIGS. 1 and 2 and using the drive signals 310, 312 to generate an intermediate signal 315.
  • the linking device 307 is designed to generate the intermediate signal 315 via an OR operation from the drive signals 310, 312.
  • the delay device 309 is configured to read in, delay and output the intermediate signal 315 as the further drive signal 305.
  • the further drive signal 305 has switching edges that are offset in time from the switching edges of the drive signals 310.
  • the use of the first Kommut réellespfads or the second Kommut réellespfads is very easy to implement hardware.
  • the first switch of the first switch device is in this case by the further drive signal 305 respectively correspondingly delayed with respect to the drive signals 310 of the second switch means and the third switch means turned on that the first commutation path is used during the switch-on.
  • the second switch means and the third switch means may also be referred to as load valves. As soon as the switch-on process is completed, the first switch is closed and the second commutation path is used for the next commutation process, ie the switch-off process.
  • the device 300 is designed to generate the further drive signal 305 using the drive signals 310, 312.
  • an alternative device 300 is configured to generate the drive signals 310, 312 using the further drive signal 305 or the drive signals 305, 310, 312 together in accordance with a suitable generation rule.
  • the commutation circuit device 100 may be the commutation circuit device 100 described with reference to FIG. 1 or 2.
  • the commutation circuit device 100 is for converting a DC voltage of a battery 155 of the vehicle 400 in an AC voltage for operating an electric motor 405 for driving the vehicle 400 is used.
  • the electric motor 405 is designed as a three-phase electric motor and the commutation circuit device 100 accordingly has three current transformers whose output contacts are each connected to one phase of the three-phase electric motor.
  • FIG. 5 shows a flowchart of a method for relieving at least one semiconductor of a power converter using a commutation circuit device according to an exemplary embodiment. This may be a commutation circuit device, as described with reference to one of the figures 1 or 2.
  • a step 501 drive signals are provided to the switch devices of the commutation circuit device, by means of which one of the switch devices of the power converter is opened during a switch-on operation and, in addition, the first switch device connected in parallel with the converter is opened.
  • the drive signal for opening the first switch device according to an exemplary embodiment is provided shortly before the drive signal for opening the switch device of the power converter.
  • drive signals are provided to the switch devices of the commutation circuit device, by means of which the switch devices of the power converter are opened during a switch-off operation and, in addition, the first switch device connected in parallel with the converter is closed.
  • the steps 501, 503 can be carried out repeatedly, wherein the second and the third switching device of the power converter can be alternately opened in successive steps 501. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read such that the exemplary embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and In another embodiment, it may comprise only the first feature or only the second feature.

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Abstract

Der vorliegende Ansatz betrifft eine Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters (103). Die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) umfasst zumindest einen ersten Kontakt (105) und einen zweiten Kontakt (110) zum Anschließen einer Batterie (155), weiterhin einen Zwischenkreiskondensator (115), der eine erste Kapazität und eine erste parasitäre Induktivität (160) aufweist und den ausgangsseitigen Stromrichter (103). Eine zweite Schaltereinrichtung (130) und eine dritte Schaltereinrichtung (135) des Stromrichters (103) sind unter Verwendung von Ansteuersignalen ansteuerbar. Ferner umfasst die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) die zweite Serienschaltung (140) aus einer ersten Schaltereinrichtung (145) und einem eine zweite Kapazität und eine zweite parasitäre Induktivität (165) aufweisenden Snubberglied (150), wobei die zweite Kapazität kleiner ist, als die erste Kapazität des und/oder die zweite parasitäre Induktivität (165) kleiner ist, als die erste parasitäre Induktivität (160).

Description

Kommutierungsschaltkreisvorrichtung und Verfahren
zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters und Fahrzeug mit einer Kommutierungsschaltkreisvorrichtung
Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Kommutierungsschaltkreisvorrichtung und auf ein Verfahren zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters und ein Fahrzeug mit einer Kommutierungsschaltkreisvorrichtung.
In der Entwicklung eines Leistungsinverters ist die Intention eine Streuinduktivität in dem Kommutierungspfad zu reduzieren, um Ausschaltverluste auf ein Mindestmaß zu beschränken. Sehr geringe parasitäre Induktivitäten verursachen auf der einen Seite eine positive Auswirkung auf das Ausschaltverhalten aber auf der anderen Seite eine negative Auswirkung auf das Einschaltverhalten.
Vor diesem Hintergrund schafft der vorliegende Ansatz eine verbesserte Kommutierungsschaltkreisvorrichtung zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters, ein Fahrzeug mit einer verbesserten Kommutierungsschaltkreisvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Eine Kommutierungsschaltkreisvorrichtung zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters umfasst zumindest einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt zum Anschließen einer Batterie, weiterhin einen zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt geschalteten Zwischenkreiskondensator, der eine erste Kapazität und eine erste parasitäre Induktivität aufweist und den über eine erste Verbindungsleitung und eine zweite Verbindungsleitung mit dem Zwischenkreiskondensator und dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt verbundenen ausgangs- seitigen Stromrichter, welcher zumindest eine erste Serienschaltung aus zumindest einer zweiten Schaltereinrichtung und einer dritten Schaltereinrichtung umfasst, um eine an dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt anliegende Gleichspannung in eine an einem zwischen der zweiten Schaltereinrichtung und der dritten Schaltereinrichtung angeordneten Ausgangskontakt anliegende Wechselspannung umzuwan- dein. Die zweite Schaltereinrichtung und die dritte Schaltereinrichtung sind unter Verwendung von Ansteuersignalen ansteuerbar. Ferner umfasst die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung eine parallel zu dem Zwischen kreiskondensator und dem Stromrichter angeordnete zweite Serienschaltung aus einer ersten Schaltereinrichtung, die unter Verwendung eines weiteren Ansteuersignais ansteuerbar ist und einem eine zweite Kapazität und eine zweite parasitäre Induktivität aufweisenden Snubberglied, wobei die zweite Kapazität kleiner ist als die erste Kapazität des Zwi- schenkreiskondensators und/oder die zweite parasitäre Induktivität kleiner ist als die erste parasitäre Induktivität des Zwischenkreiskondensators.
Hierbei ist gemäß einer Ausführungsform ein erster Anschluss der zweiten Schaltereinrichtung mit einem ersten Anschluss der zweiten Serienschaltung und einem ersten Anschluss des Zwischenkreiskondensators verbunden. Ein zweiter Anschluss der zweiten Schaltereinrichtung ist mit dem Ausgangskontakt und einem ersten Anschluss der dritten Schaltereinrichtung verbunden und ein zweiter Anschluss der dritten Schaltereinrichtung mit einem zweiten Anschluss der zweiten Serienschaltung und einem zweiten Anschluss des Zwischenkreiskondensators verbunden.
Eine Schalteinrichtung, auch als Ventil bezeichnet, kann beispielsweise als Transistor realisiert sein. Eine hier beschriebene Kommutierungsschaltkreisvorrichtung kann vorteilhafterweise zwei unterschiedliche Kommutierungspfade mit unterschiedlich hohen parasitären Induktivitäten freigeben. Bei dem Einschaltvorgang ist es von Vorteil, wenn eine hohe parasitäre Induktivität vorliegt, da beim Kommutieren des Stroms von der Diode zum Halbleiter, wenn die zweite und die dritte Schalteinrichtung jeweils eine Diode und einen Halbleiter umfassen, durch die schnellen Schaltvorgänge eine hohe Stromänderung hervorgerufen wird. Die hohe parasitäre Induktivität begünstigt hierbei den Spannungsabfall des Halbleiters und führt infolge dessen zu einer geringeren Verlustleistung im Schaltvorgang. Bei dem Ausschaltvorgang hingegen ist es von Vorteil, wenn eine niedrige parasitäre Induktivität vorliegt, da hierdurch eine Überspannung, die während des Kommutierungsvorgangs durch die Stromänderung hervorgerufen wird, deutlich reduziert wird. Bei einer verminderten parasitären Induktivität kann bei gleicher Überspannung die Schaltgeschwindigkeit erhöht werden und dadurch die resultierenden Schaltverluste minimiert werden. Durch die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung kann nun vorteilhafterweise für den Einschaltvorgang der erste Kommutierungspfad mit der höheren parasitären Induktivität und für den Ausschaltvorgang der zweite Kommutierungspfad mit der niedrigeren parasitären Induktivität genutzt werden.
Vorteilhafterweise können dazu die zweite Schaltereinrichtung und die dritte Schaltereinrichtung unter Verwendung der Ansteuersignale und die erste Schaltereinrichtung unter Verwendung des weiteren Ansteuersignais so ansteuerbar sein, das während des Einschaltvorgangs ein erster Kommutierungspfad über den Zwischenkreis- kondensator und den Stromrichter und während eines Ausschaltvorgangs ein zweiter Kommutierungspfad über die zweite Serienschaltung und den Stromrichter freigeschaltet wird. Unter einem Einschaltvorgang kann dabei verstanden werden, dass die zweite Schaltereinrichtung und/oder die dritte Schaltereinrichtung geschlossen werden. Unter einem Ausschaltvorgang kann verstanden werden, dass die zweite Schaltereinrichtung und die dritte Schaltereinrichtung geöffnet werden. Um die entsprechenden Kommutierungspfade freischalten zu können, können die Ansteuersignale beispielsweise hinsichtlich ihrer Schaltflanken aufeinander abgestimmt sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Kommutierungsschaltkreisvorrichtung kann das Snubberglied als ein Snubberkondensator ausgeformt sein, oder zumindest einen Snubberkondensator umfassen. Somit kann es sich bei dem
Snubberglied um eine bekannte Schaltung zum Neutralisieren störender Spannungsspitzen handeln.
Das weitere Ansteuersignal kann gemäß einer Ausführungsform Schaltflanken aufweisen, die zeitversetzt sind zu den Schaltflanken der Ansteuersignale der zweiten Schaltereinrichtung und der dritten Schaltereinrichtung. Beispielsweise kann dazu eine Einrichtung verwendet werden, die ausgebildet ist, um das weitere Ansteuersignal mit Schaltflanken zu erzeugen, die zeitversetzt sind zu den Schaltflanken der Ansteuersignale. So kann die erste Schaltereinrichtung derart zeitversetzt vor der zweiten und der dritten Schaltereinrichtung geöffnet werden, dass während des Einschaltvorgangs der erste Kommutierungspfad freigegeben ist. Sobald der Einschalt- Vorgang beendet ist, kann die erste Schaltereinrichtung geschlossen werden, um für den folgenden Ausschaltvorgang den zweiten Kommutierungspfad freizugeben.
Beispielsweise kann das weitere Ansteuersignal über eine Oder-Verknüpfung aus den Ansteuersignalen der zweiten und dritten Schaltereinrichtung erzeugt werden. Dazu kann eine Verknüpfungseinrichtung verwendet werden, die ausgebildet ist, um das weitere Ansteuersignal unter Verwendung einer Oder-Verknüpfung aus den Ansteuersignalen zu erzeugen. Eine solche Verknüpfung ist sehr einfach zu realisieren.
Vorteilhafterweise kann die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung dabei ferner eine Verzögerungseinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um ein von der Verknüpfungseinrichtung bereitgestelltes Zwischensignal zu verzögern und als das weitere Ansteuersignal bereitzustellen. Durch eine Verzögerungseinrichtung kann ein Versatz zwischen den Schaltflanken des weiteren Ansteuersignais für die weitere Schaltereinrichtung und den Ansteuersignalen für die zweite Schaltereinrichtung und die dritte Schaltereinrichtung erzielt werden.
Die erste Verbindungsleitung zwischen dem ersten Kontakt und dem ersten An- schluss der zweiten Schaltereinrichtung des Stromrichters kann gemäß einer Ausführungsform eine Durchgangsleitung sein, das heißt, dass die erste Verbindungsleitung gemäß dieser Ausführungsform beispielsweise keine Drossel, keinen Kondensator und kein Widerstandselement aufweist. Hierdurch kann elektrische Energie möglichst verlustarm durch die erste Verbindungsleitung bis zu dem Stromrichter fließen.
Ein Fahrzeug weist eine der vorgestellten Kommutierungsschaltkreisvorrichtungen auf. Dabei kann die hier vorgestellte Kommutierungsschaltkreisvorrichtung als Ersatz für bekannte Kommutierungsschaltkreisvorrichtungen eingesetzt werden. Die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung kann hierbei für eine Ansteuerung eines Elektromotors des Fahrzeugs eingesetzt werden.
Ein Verfahren zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters unter Verwendung einer Kommutierungsschaltkreisvorrichtung gemäß dem hier vorgestellten Ansatz umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen der Ansteuersignale an die zweite Schaltereinrichtung und die dritte Schaltereinrichtung sowie des weiteren Ansteuersignais an die erste Schaltereinrichtung während eines Einschaltvorgangs, um die zweite Schaltereinrichtung oder die dritte Schaltereinrichtung zu öffnen sowie die erste Schaltereinrichtung zu öffnen, sodass ein erster Kommutierungspfad über den Zwischenkreiskondensator und den Stromrichter freigeschaltet wird; und
Bereitstellen der Ansteuersignale an die zweite Schaltereinrichtung und die dritte Schaltereinrichtung sowie des weiteren Ansteuersignais an die erste Schaltereinrichtung während eines Ausschaltvorgangs, um die zweite Schaltereinrichtung und die dritte Schaltereinrichtung zu öffnen sowie die erste Schaltereinrichtung zu schließen, sodass ein zweiter Kommutierungspfad über die zweite Serienschaltung und den Stromrichter freigeschaltet wird.
Fig. 1 eine Kommutierungsschaltkreisvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine Kommutierungsschaltkreisvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine Einrichtung zum Erzeugen eines weiteren Ansteuersignais gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 ein Fahrzeug mit einer Kommutierungsschaltkreisvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahren zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 ist dazu ausgebildet, um zumindest einen Halbleiter eines Stromrichters 103 zu entlasten. Die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 umfasst hierzu zumindest einen ersten Kontakt 105, einen zweiten Kontakt 110, einen Zwischen kreiskondensator 115, eine erste Verbindungsleitung 120, eine zweite Verbindungsleitung 125, den Stromrichter 103, der eine erste Serienschaltung aus einer zweiten Schaltereinrichtung 130 und einer dritten Schaltereinrichtung 135 umfasst, einen Ausgangskontakt 137 und eine zweite Serienschaltung 140 aus einer ersten Schaltereinrichtung 145 und einem Snub- berglied 150.
Der Ausgangskontakt 137 kann beispielsweise mit einer Phase eines unter Verwendung der Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 ansteuerbaren Elektromotors verbunden werden.
An den ersten Kontakt 105 und den zweiten Kontakt 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Batterie 155, beispielsweise eine Trajektionsbatterie eines Fahrzeugs, angeschlossen. Der Zwischenkreiskondensator 115 ist zwischen dem ersten Kontakt 105 und dem zweiten Kontakt 110 geschaltet und weist eine erste Kapazität und eine schematisch dargestellte erste parasitäre Induktivität 160 auf. Der Stromrichter 103 ist über die erste Verbindungsleitung 120 mit dem Zwischenkreiskondensator 115 und dem ersten Kontakt 105 und über die zweite Verbindungsleitung 125 mit dem Zwischenkreiskondensator 115 und dem zweiten Kontakt 110 verbunden. Zwischen der zweiten Schaltereinrichtung 130 und der dritten Schaltereinrichtung 135 des Stromrichters 103 ist der Ausgangskontakt 137 angeordnet. Der Stromrichter 103 ist dazu ausgebildet, um eine an dem ersten Kontakt 105 und dem zweiten Kontakt 110 anliegende Gleichspannung in eine an dem Ausgangskontakt 137 anliegende Wechselspannung umzuwandeln. Dazu können die zweite Schaltereinrichtung 130 und die dritte Schaltereinrichtung 135 unter Verwendung von Ansteuer- signalen angesteuert werden, sodass der Ausgangskontakt 137 zeitlich versetzt mit dem ersten Kontakt 105 und dem zweiten Kontakt 110 verbunden wird.
Die zweite Schaltereinrichtung 130 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen zweiten Schalter 161 und eine zweite Diode 162 und die dritte Schaltereinrich- tung 135 einen dritten Schalter 163 und eine dritte Diode 164 auf. Beispielsweise können die Schaltereinrichtungen 130, 135 je als Transistoren ausgeführt sein.
Die zweite Serienschaltung 140 ist parallel zu dem Zwischenkreiskondensator 115 und dem Stromrichter 103 angeordnet, gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Serienschaltung 140 zwischen dem Zwischenkreiskondensator 115 und dem Stromrichter 103 angeordnet. Die erste Schaltereinrichtung 145 der zweiten Serienschaltung 140 ist unter Verwendung eines weiteren Ansteuersignais ansteuerbar. Das Subberglied 150 weist eine zweite Kapazität und eine schematisch dargestellte zweite parasitäre Induktivität 165 auf, wobei die zweite Kapazität kleiner ist, als die erste Kapazität des Zwischen kreiskondensators 115 und die zweite parasitäre Induktivität 165 kleiner ist, als die erste parasitäre Induktivität 160 des Zwischen kreiskondensators 115. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Subberglied 150 aufseiten des zweiten Kontakts 110 angeordnet. Alternativ kann das Subberglied 150 auch aufseiten des ersten Kontakts 105 angeordnet sein.
Die Schaltereinrichtungen 130, 135, 145 sind unter Verwendung von Ansteuersigna- len so ansteuerbar, das während eines Einschaltvorgangs ein erster Kommutierungspfad über den Zwischenkreiskondensator 115 und den Stromrichter 103 und während eines Ausschaltvorgangs ein zweiter Kommutierungspfad über die zweite Serienschaltung 140 und den Stromrichter 103 verläuft.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein erster Anschluss 170 der zweiten Schaltereinrichtung 130 mit einem ersten Anschluss 175 der zweiten Serienschaltung 140 und einem ersten Anschluss 180 des Zwischenkreiskondensators 115 verbunden. Ein zweiter Anschluss 185 der zweiten Schaltereinrichtung 130 ist mit dem Ausgangskontakt 137 und einem ersten Anschluss 188 der dritten Schaltereinrichtung 135 verbunden und ein zweiter Anschluss 190 der dritten Schaltereinrichtung 135 mit einem zweiten Anschluss 193 der zweiten Serienschaltung 140 und einem zweiten Anschluss 195 des Zwischenkreiskondensators 115 verbunden. Die erste Verbindungsleitung 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem ersten Kontakt 105 und dem ersten Anschluss 170 als eine Durchgangsleitung ausgeformt. Im Folgenden werden Details der Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 noch einmal genauer ausgeführt: Eine Verringerung von Streuinduktivität ist verbunden mit einer erhöhten konstruktiven Komplexität und zumeist auch mit erhöhten Kosten. Eine Höhe der Streuinduktivität in einem Kommutierungspfad hat einen großen Einfluss auf ein Schaltverhalten, eine elektromagnetische Verträglichkeit, Verluste und schließlich für eine Ausbeute der Halbleiter. Bei einer Reduktion der Streuinduktivität wird eine Überspannung, die durch parasitäre Induktivitäten beim Ausschalten an einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode, kurz IGBT, hervorgerufen wird, deutlich reduziert. Würde eine ideale Stromquelle den Halbleiter treiben, wäre diese Überspannung beim Ausschalten des Halbleiters die limitierende Größe. Das heißt, eine Geschwindigkeit des Ausschaltvorgangs wird durch eine Reduktion der Streuinduktivität beschleunigt. Eine kürzere Ausschaltzeit verringert wiederum die Schaltverluste des Halbleiters. Eine Reduktion der parasitären Induktivitäten im zweiten Kommutierungspfad durch die zweite parasitäre Induktivität 165 verringert demnach gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Ausschaltverluste bei derselben Überspannung während des Ausschaltvorgangs. Die Einschaltverluste hingegen steigen bei der Reduktion der Streuinduktivität an, da die parasitäre Induktivität einen Spannungsabfall während des Kommutierungsvorgangs verursacht, sodass während der Kommutierung des Stroms von einer Diode zum Halbleiter eines gegenüberliegenden Ventils, also beispielsweise von der dritten Diode 164 zu dem als Halbleiter ausgeführten zweiten Schalter 161 , ein erhöhter Anteil der anliegenden Klemmenspannung über dem Halbleiter abfällt.
Die hier vorgestellte Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 trifft einen guten Kompromiss über die Verteilung der Ausschalt- und Einschaltverluste und kann durch unterschiedlich hohe parasitäre Induktivitäten 160, 165 in den Kommutierungspfaden letztlich die richtige Streu Induktivität einsetzen, die bei verschiedenen Halbleiter-Schalter-Generationen sehr unterschiedlich sein kann. Kernaussagen des bisher Gesagten sind demnach, dass sehr niedrige Streuinduktivitäten eine positive Auswirkung für das Ausschaltverhalten aber eine negative Auswirkung auf das Einschaltverhalten haben. Für das Ein- und Ausschalten der Halbleiter 161 , 163 werden bei der hier vorgestellten Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 vorteilhafterweise zwei unterschiedliche Kommutierungspfade, die auch als Kommutierungsmaschen bezeichnet werden können, verwendet.
In Fig. 1 ist hierbei der erste Kommutierungspfad beim Einschaltvorgang durch eine dicke Linie gekennzeichnet. In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand sind die erste Schalteinrichtung 145 und die dritte Schalteinrichtung 135 geöffnet und die zweite Schalteinrichtung 130 geschlossen. Auf diese Weise ist der erste Kontakt 105 über die zweite Schalteinrichtung 130 mit dem Ausgangskontakt 137 verbunden.
Dabei repräsentiert der Zwischenkreiskondensator 115 eine Zwischenkreiskapazität, zuvor als die erste Kapazität bezeichnet, mit der ersten parasitären Induktivität 160, wobei das Snubberglied 150, das in den zweiten Kommutierungspfad eingebunden ist, eine Snubberkapazität, zuvor als die zweite Kapazität bezeichnet, mit der zweiten parasitären Induktivität 165 repräsentiert. Dabei ist die erste Kapazität größer, als die zweite Kapazität und die erste parasitäre Induktivität 160 größer, als die zweite parasitäre Induktivität 165. Der erste Kommutierungspfad schließt mit dem Zwischenkreiskondensator 115 ab. Der erste Kommutierungspfad wird beim Einschalten verwendet, um die Verluste des Halbleiters deutlich zu verringern. Beim Kommutieren des Stroms von einer Diode zum Halbleiter wird durch schnelle Schaltvorgänge eine hohe Stromänderung hervorgerufen. Die parasitäre Induktivität 160 begünstigt hierbei den Spannungsabfall des Halbleiters und führt infolge dessen zu einer geringeren Verlustleistung im Schaltvorgang. Für diesen Vorgang bleibt ein Schalter der ersten Schaltereinrichtung 145 geöffnet, sodass die parasitäre Induktivität 160 einen großen Spannungsabfall hervorruft.
Fig. 2 zeigt Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 beschriebene Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 handeln.
In dem in Fig. 2 gezeigten Zustand sind die erste Schalteinrichtung 145 geschlossen und die zweite Schalteinrichtung 130 und die dritte Schalteinrichtung 135 geöffnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist nicht der erste Kommutierungspfad, sondern der zweite Kommutierungspfad beim Ausschalten freigeschaltet und in Fig. 2 durch eine dicke Linie gekennzeichnet. Der zweite Kommutierungspfad schließt mit dem Snubberglied ab, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Snubberkondensa- tor 200 ausgeformt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Elemente der zweiten Serienschaltung 140 direkt in ein Leistungselektronik-Modul des Stromrichters 103 integriert.
Beim Ausschaltvorgang wird der auch als erste Schaltereinrichtung 145 bezeichnete erste Schalter wie dargestellt geschlossen und der zweite Kommutierungspfad verwendet. Durch den durch die zweite parasitäre Induktivität 165 deutlich niederinduktiveren zweiten Kommutierungspfad wird die Überspannung, die durch die Stromänderung während des Kommutierungsvorgangs hervorgerufen wird, deutlich reduziert. Eine maximale Überspannung während des Ausschaltvorgangs wird durch die Durchbruchsspannung der Halbleiter begrenzt. Bei der verminderten zweiten parasitären Induktivität 165 kann bei gleicher Überspannung die Schaltgeschwindigkeit erhöht werden und dadurch die resultierenden Schaltverluste minimiert werden.
Fig. 3 zeigt eine Einrichtung 300 zum Erzeugen eines weiteren Ansteuersignais 305 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine Einrichtung 300 handeln, die dazu ausgebildet ist, um das anhand von Fig. 1 beschriebene weitere Ansteuersignal 305 zum Ansteuern der ersten Schaltereinrichtung zu erzeugen.
Die Einrichtung 300 weist hierzu eine Verknüpfungseinrichtung 307 und eine Verzögerungseinrichtung 309 auf. Die Verknüpfungseinrichtung 307 ist dazu ausgebildet, um ein zweites Ansteuersignal 310 zum Ansteuern der anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen zweiten Schaltereinrichtung und ein drittes Ansteuersignal 312 zum Ansteuern der anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen dritten Schaltereinrichtung einzulesen und unter Verwendung der Ansteuersignale 310, 312 ein Zwischensignal 315 zu erzeugen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Verknüpfungseinrichtung 307 ausgebildet, um das Zwischensignal 315 über eine Oder-Verknüpfung aus den Ansteuersignalen 310, 312 zu erzeugen. Die Verzögerungseinrichtung 309 ist ausgebildet, um das Zwischensignal 315 einzulesen, zu verzögern und als das weitere Ansteuersignal 305 auszugeben.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das weitere Ansteuersignal 305 Schaltflanken auf, die zeitversetzt sind zu den Schaltflanken der Ansteuersignale 310.
Anders ausgedrückt wird anhand von Fig. 3 eine Logik für die Ansteuerung des ersten Schalters der ersten Schaltereinrichtung durch das weitere Ansteuersignal 305 beschrieben. Die Verwendung des ersten Kommutierungspfads oder des zweiten Kommutierungspfads ist hardwaretechnisch sehr einfach realisiert. Der erste Schalter der ersten Schaltereinrichtung wird hierbei durch das weitere Ansteuersignal 305 jeweils dementsprechend zeitversetzt zu den Ansteuersignalen 310 der zweiten Schaltereinrichtung und der dritten Schaltereinrichtung eingeschaltet, dass während des Einschaltvorgangs der erste Kommutierungspfad verwendet wird. Die zweite Schaltereinrichtung und die dritte Schaltereinrichtung können auch als Lastventile bezeichnet werden. Sobald der Einschaltvorgang beendet ist, wird der erste Schalter geschlossen und für den nächsten Kommutierungsvorgang, also den Ausschaltvorgang, der zweite Kommutierungspfad verwendet.
Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 300 ausgebildet, um das weitere Ansteuersignal 305 unter Verwendung der Ansteuersignale 310, 312 zu erzeugen. Gemäß alternativer Ausführungsbeispiele ist ein alternative Einrichtung 300 ausgebildet, um die Ansteuersignale 310, 312 unter Verwendung des weiteren Ansteuersignais 305 oder die Ansteuersignale 305, 310, 312 zusammen gemäß einer geeigneten Erzeugungsvorschrift zu erzeugen.
Fig. 4 zeigt ein Fahrzeug 400 mit einer Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich bei der Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 um die anhand einer der Figuren 1 oder 2 beschriebene Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 handeln.
Die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel zum Umwandeln einer Gleichspannung einer Batterie 155 des Fahrzeugs 400 in eine Wechselspannung zum Betreiben eines Elektromotors 405 zum Antreiben des Fahrzeugs 400 eingesetzt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 405 als ein dreiphasiger Elektromotor ausgeführt und die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung 100 weist entsprechend drei Stromwandler auf, deren Ausgangskontakte jeweils mit einer Phase des dreiphasigen Elektromotors verbunden sind.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters unter Verwendung einer Kommutierungsschaltkreisvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine Kommutierungsschaltkreisvorrichtung handeln, wie sie anhand einer der Figuren 1 oder 2 beschrieben ist.
In einem Schritt 501 werden Ansteuersignale an die Schaltereinrichtungen der Kommutierungsschaltkreisvorrichtung bereitgestellt, durch die während eines Einschaltvorgangs eine der Schaltereinrichtungen des Stromrichters geöffnet werden und zudem die parallel zu dem Stromrichter geschaltete erste Schaltereinrichtung geöffnet wird. Dabei wird das Ansteuersignal zum Öffnen der ersten Schaltereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeitlich kurz vor dem Ansteuersignal zum Öffnen der Schaltereinrichtung des Stromrichters bereitgestellt.
In einem Schritt 503 werden Ansteuersignale an die Schaltereinrichtungen der Kommutierungsschaltkreisvorrichtung bereitgestellt, durch die während eines Ausschaltvorgangs die Schaltereinrichtungen des Stromrichters geöffnet und zudem die parallel zu dem Stromrichter geschaltete erste Schaltereinrichtung geschlossen wird.
Die Schritte 501 , 503 können wiederholt ausgeführt werden, wobei in aufeinanderfolgenden Schritten 501 alternierend die zweite und die dritte Schalteinrichtung des Stromrichters geöffnet werden können. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und ge- maß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
Bezuqszeichen
100 Kommutierungsschaltkreisvorrichtung
103 Stromrichter
105 erster Kontakt
110 zweiter Kontakt
115 Zwischenkreiskondensator
120 erste Verbindungsleitung
125 zweite Verbindungsleitung
130 zweite Schaltereinrichtung
135 dritte Schaltereinrichtung
137 Ausgangskontakt
140 zweite Serienschaltung
145 erste Schaltereinrichtung
150 Snubberglied
155 Batterie
160 erste parasitäre Induktivität
161 zweiter Schalter
162 zweite Diode
163 dritter Schalter
164 dritte Diode
165 zweite parasitäre Induktivität
170 erster Anschluss der zweiten Schaltereinrichtung
175 erster Anschluss der zweiten Serienschaltung
180 erster Anschluss des Zwischenkreiskondensators
185 zweiter Anschluss der zweiten Schaltereinrichtung
188 erster Anschluss der dritten Schaltereinrichtung
190 zweiter Anschluss der dritten Schaltereinrichtung
193 zweiter Anschluss der zweiten Serienschaltung
195 zweiter Anschluss des Zwischenkreiskondensators
310 zweites Ansteuersignal
312 drittes Ansteuersignal
307 Verknüpfungseinrichtung Verzögerungseinrichtung Zwischensignal
Fahrzeug
Schritt des Bereitstellens Schritt des Bereitstellens

Claims

Patentansprüche
1. Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters (103), wobei die Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) zumindest die folgenden Merkmale aufweist: einen ersten Kontakt (105) und einen zweiten Kontakt (110) zum Anschließen einer Batterie (155); einen zwischen dem ersten Kontakt (105) und dem zweiten Kontakt (110) geschalteten Zwischenkreiskondensator (115), der eine erste Kapazität und eine erste parasitäre Induktivität (160) aufweist; den über eine erste Verbindungsleitung (120) und eine zweite Verbindungsleitung (125) mit dem Zwischenkreiskondensator (115) und dem ersten Kontakt (105) und dem zweiten Kontakt (110) verbundenen ausgangsseitigen Stromrichter (103), welcher zumindest eine erste Serienschaltung aus zumindest einer zweiten Schaltereinrichtung (130) und einer dritten Schaltereinrichtung (135) umfasst, um eine an dem ersten Kontakt (105) und dem zweiten Kontakt (110) anliegende Gleichspannung in eine an einem zwischen der zweiten Schaltereinrichtung (130) und der dritten Schaltereinrichtung (135) angeordneten Ausgangskontakt (137) anliegende Wechselspannung umzuwandeln, wobei die zweite Schaltereinrichtung (130) und die dritte Schaltereinrichtung (135) unter Verwendung von Ansteuersignalen (310, 312) ansteuerbar sind; und eine parallel zu dem Zwischenkreiskondensator (115) und dem Stromrichter (103) angeordnete zweite Serienschaltung (140) aus einer ersten Schaltereinrichtung (145), die unter Verwendung eines weiteren Ansteuersignais (305) ansteuerbar ist und einem eine zweite Kapazität und eine zweite parasitäre Induktivität (165) aufweisenden Snubberglied (150), wobei die zweite Kapazität kleiner ist als die erste Kapazität des Zwischenkreiskondensators (115) und/oder die zweite parasitäre Induktivität (165) kleiner ist als die erste parasitäre Induktivität (160) des Zwischenkreiskondensators (115).
2. Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 , bei der die zweite Schaltereinrichtung (130) und die dritte Schaltereinrichtung (135) unter Verwendung der Ansteuersignale (310, 312) und die erste Schaltereinrichtung (145) unter Verwendung des weiteren Ansteuersignais (305) ansteuerbar sind, um während eines Einschaltvorgangs einen ersten Kommutierungspfad über den Zwischenkreiskonden- sator (115) und den Stromrichter (103) und während eines Ausschaltvorgangs einen zweiten Kommutierungspfad über die zweite Serienschaltung (140) und den Stromrichter (103) freizuschalten
3. Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Snubberglied (150) ein Snubberkondensator (200) ist.
4. Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Einrichtung (300), die ausgebildet ist, um das weitere Ansteuer- signal (305) mit Schaltflanken zu erzeugen, die zeitversetzt sind zu den Schaltflanken der Ansteuersignale (310, 312).
5. Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Verknüpfungseinrichtung (307), die ausgebildet ist, um das weitere Ansteuersignal (305) unter Verwendung einer Oder-Verknüpfung aus den An- steuersignalen (310, 312) zu erzeugen.
6. Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) gemäß Anspruch 5, mit einer Verzögerungseinrichtung (309), die ausgebildet ist, um ein von der Verknüpfungseinrichtung (307) bereitgestelltes Zwischensignal (315) zu verzögern und als das weitere Ansteuersignal (305) bereitzustellen.
7. Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die erste Verbindungsleitung (120) zwischen dem ersten Kontakt (105) und einem Anschluss an den Stromrichter (103) eine Durchgangsleitung ist.
8. Fahrzeug (400) mit einer Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Ausgangskontakt (137) mit einem Anschluss eines Elektromotors (405) des Fahrzeugs (400) verbunden ist.
9. Verfahren zum Entlasten zumindest eines Halbleiters eines Stromrichters (103) unter Verwendung einer Kommutierungsschaltkreisvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte um- fasst:
Bereitstellen der Ansteuersignale (310, 312) an die zweite Schaltereinrichtung (130) und die dritte Schaltereinrichtung (135) sowie des weiteren Ansteuersignais (305) an die erste Schaltereinrichtung (145) während eines Einschaltvorgangs, um die zweite Schaltereinrichtung (130) oder die dritte Schaltereinrichtung (135) zu öffnen sowie die erste Schaltereinrichtung (145) zu öffnen, sodass ein erster Kommutierungspfad über den Zwischenkreiskondensator (115) und den Stromrichter (103) freigeschaltet wird; und
Bereitstellen der Ansteuersignale (310, 312) an die zweite Schaltereinrichtung (130) und die dritte Schaltereinrichtung (135) sowie des weiteren Ansteuersignais (305) an die erste Schaltereinrichtung (145) während eines Ausschaltvorgangs, um die zweite Schaltereinrichtung (130) und die dritte Schaltereinrichtung (135) zu öffnen sowie die erste Schaltereinrichtung (145) zu schließen, sodass ein zweiter Kommutierungspfad über die zweite Serienschaltung (140) und den Stromrichter (103) freigeschaltet wird.
PCT/EP2017/079470 2016-12-08 2017-11-16 Kommutierungsschaltkreisvorrichtung und verfahren zum entlasten zumindest eines halbleiters eines stromrichters und fahrzeug mit einer kommutierungsschaltkreisvorrichtung Ceased WO2018104022A1 (de)

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