WO2022184293A1 - Gleichtaktfilter mit y-kondensatoren und trennschalter zu deren entkopplung vom bezugspotential - Google Patents

Gleichtaktfilter mit y-kondensatoren und trennschalter zu deren entkopplung vom bezugspotential Download PDF

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capacitor
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Guido RASEK
Alexander Bucher
Georgios Lempidis
Maximilian Frank Gerner
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Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh
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    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration

Definitions

  • the present invention relates to a power converter for an on-board network of an electrically driven vehicle.
  • the invention relates to a vehicle electrical system for an electrically driven vehicle.
  • the capacitors store electrical energy between the first and second lines on the one hand and the third line, which is typically at a common potential of a chassis of the vehicle as a reference potential, on the other hand.
  • the third line typically at a common potential of a chassis of the vehicle as a reference potential, on the other hand.
  • this amount of energy increases quadratically with the voltage across the capacitors, which in turn is proportional to the nominal voltage of the traction battery of the vehicle electrical system.
  • the invention has for its object to provide a way to operate an electrical system of an electrically powered vehicle with a power converter that allows a high filter efficiency even at high nominal voltage of a traction battery.
  • a power converter for an on-board power supply system of an electrically drivable vehicle having a first line for a first potential, a second line for a second potential that differs from the first potential, a third line for a reference potential that lies between the first potential and the second potential, and a filter device which has a first capacitor and a second capacitor and is set up to form an electrically conductive connection between the first line and the third line via the first capacitor and an electrically conductive connection between the produce the second line and the third line via the second capacitor as a function of control information and separate it along at least one current direction.
  • the power converter according to the invention for a vehicle electrical system of an electrically driven vehicle has a first line for a first potential.
  • the power converter also has a second line for a second potential.
  • the second potential differs from the first potential.
  • the power converter also has a third line for a reference potential.
  • the reference potential lies between the first potential and the second potential.
  • the power converter also has a filter facility up.
  • the filter device has a first capacitor.
  • the filter device also has a second capacitor.
  • the filter device is set up to establish an electrically conductive connection between the first line and the third line via the first capacitor and an electrically conductive connection between the second line and the third line via the second capacitor as a function of control information and along at least one current direction separate.
  • the filter device of the power converter according to the invention enables the electrically conductive connections via the respective capacitor to be interrupted as a function of the control information which can be obtained, for example, from an external control unit.
  • the electrically conductive connections can be established in order to implement a filter effect of the capacitors, or separated in order to avoid a flow of energy from the capacitors to the third line.
  • the capacitors can thus advantageously be designed with regard to their capacity for the desired filter effect to avoid electromagnetic interference, without being restricted because of the amount of electrical energy that can be stored in the capacitors with regard to operating situations in which an energy flow into the third line is to be limited be.
  • the first line and the second line are formed in particular by busbars, in which the filter device is connected.
  • the third line preferably includes one or more electrical conductors which are connected or can be connected to a housing of the power converter and/or to a chassis of the vehicle.
  • the term “potential” is to be understood as meaning an electrostatic potential.
  • the reference potential is in particular a chassis potential of the vehicle.
  • the reference potential can also be understood or referred to as ground potential or ground potential.
  • the first Potential higher than the second potential. It is further preferable if a difference between the first potential and the third potential and between the third potential and the second potential is the same. In other words, the vehicle electrical system is symmetrical.
  • the filter device is preferably set up to establish the electrically conductive connections when the control information is in a first information state, so that the first capacitor and the second capacitor serve as filters for common-mode interference on the first and second line.
  • the first information status represents, in particular, normal operation of the power converter.
  • the filter device can also be set up to disconnect the electrically conductive connections when the control information is in a second information state, so that a flow of energy from the first capacitor and from the second capacitor into the third line is avoided.
  • the second information state represents, in particular, an operating state of the vehicle electrical system, in which it is connected to an electrical system external to the vehicle, in particular for charging a traction battery of the vehicle electrical system.
  • the first capacitor and the second capacitor can also be understood or referred to as Y-capacitors.
  • the first capacitor and the second capacitor can be part of a filter stage of the filter device.
  • the filter stage may further include a third capacitor connected between the first and second lines.
  • Such a third capacitor can also be regarded as an X-capacitor.
  • the filter stage can also include a choke, which is formed around the first and second lines by a ferrite core or a nanocrystalline core, for example.
  • the filter device can have a second filter stage which corresponds to the first filter stage and is connected downstream of this.
  • the filter device can be set up to an electrically conductive connection between the first line and the third line via the first capacitor of the second filter stage and establish and disconnect an electrically conductive connection between the second line and the third line via the second capacitor of the second filter stage depending on the control information. Otherwise, the explanations for the first filter stage can be transferred to the second filter stage.
  • the filter effect of the filter device can be realized as soon as the voltage between the first and the second line exceeds the voltage threshold value. This allows the filter device to operate normally on.
  • the voltage threshold can be at most sixty volts, preferably at most forty volts, particularly preferably at most twenty volts.
  • the filter device has at least one switching device, which has a first connection, a second connection, a control connection for receiving the control information, and a switching unit, which has at least one control input and is set up, depending on the control information, to initiate a current flow between the first To switch connection and the second connection has.
  • the switching unit can be set up to conduct and/or block the flow of current unidirectionally.
  • the switching unit can be set up to conduct and/or block the flow of current bidirectionally.
  • the switching element can have an electromechanical switch, for example a relay or a contactor.
  • the at least one switching element can have a semiconductor switch and a diode connected in antiparallel thereto.
  • the or a respective switching element can be a bipolar transistor with iso profiled gate (IGBT) or a field effect transistor, such as a field effect transistor with insulated gate (IGFET), in particular a power mosfet, or a junction field effect transistor (JFET).
  • the antiparallel diode can be formed by a body diode of the field effect transistor.
  • the or a respective switching element can be a bipolar transistor or a triac, in particular an opto-triac.
  • the switching element can also have a reverse blocking IGBT (RB-IGBT).
  • the at least one control input of the switching unit can comprise a first control input and a second control input.
  • the switching unit comprises a first switching element and a second switching element, each of which has a first-type connection, a second-type connection, a third-type connection and a connection between the first-type connection and the connection of the second type, the conducting state of which can be predetermined as a function of a voltage present between the connection of the third type and the connection of the second type, the connections of the second type of the first switching element and of the second switching element being connected to one another and the connections of the third type can be controlled depending on the control information.
  • the connection of the first type is in particular a drain connection or a collector connection.
  • the connection of the second type is in particular a source connection or an emitter connection.
  • connection of the third type is in particular a gate connection or a base connection.
  • a switching unit in a common source circuit or a common emitter circuit can be formed with two only unidirectionally blocking switching elements.
  • the connections of the third type of switching elements can receive the same signal representing the control information.
  • connection of the first type of the first switching element forms the first connection of the switching device and the connection of the first type of the second switching element forms the second connection of the switching device, with the first control input being connected to the connections of the third type of the first switching element and the second switching element is connected and the second control input is connected to the terminals of the second type of the first switching element and the second switching element.
  • the switching unit comprises a first switching element and a second switching element, each of which has a first-type connection, a second-type connection, a third-type connection and a contact gap formed between the first-type connection and the second-type connection.
  • the switching unit can be designed as a common-drain circuit or a common-collector circuit.
  • the switching unit has a bridge rectifier with a switching element connected in parallel.
  • a bidirectionally conducting and/or blocking switching unit can also be realized by this switching device.
  • the switching unit can also have a suppressor diode, which is connected to the first connection and the second connection of the switching device and/or is connected in parallel to the switching elements.
  • the first capacitor is connected between the first line and the first connection of a first switching device of the at least one switching device, with the second connection of the first switching device being connected to the third line.
  • the second capacitor is connected between the second line and the second connection of a second switching device of the at least one switching device, the first connection of the second Switching device is connected to the third line. In this case, both switching devices are connected to the third line.
  • the second capacitor is connected between the third line and the first connection of a second switching device of the at least one switching device, the second connection of the second switching device being connected to the second line. In this case, the switching devices are connected to the respectively lower potential between the lines.
  • a dedicated switching device is assigned to the first capacitor and the second capacitor.
  • a common-mode current can flow through the respective capacitor and the semiconductor switch or through the anti-parallel diode, so that there is conductivity in both current directions. If the electrically conductive connections are separated when using a bidirectionally conducting and/or blocking switching unit, the capacitors are neither charged nor discharged via the third line, even if a voltage is present between the first line and the second line. If the electrically conductive connections are separated when using a unidirectionally conducting and/or blocking switching unit, the capacitors are not charged when a voltage is applied between the first line and the second line.
  • the capacitors can be discharged via a discharge resistor - described in more detail below - so that the entire voltage between the first or second line on the one hand and the third conduction, on the other hand, drops across the switching device in a stationary, i.e. discharged, state.
  • a maximum permissible blocking voltage of a respective switching unit is preferably at least the nominal voltage of the vehicle electrical system or half the voltage to be expected between the first line and the second line. In this way, voltages can also be effectively blocked in the event of a fault in the event of short circuits between one of the first and second lines and the third line. To the If the maximum permissible blocking voltage is to be lower than the nominal voltage, the symmetry of the vehicle electrical system can also be taken into account when designing the switching unit.
  • the switching device can have a normal operating circuit. This has in particular a voltage limiting element, preferably a zener diode, which is connected between the control input of the switching unit and the second connection of the switching device.
  • the normal operating circuit has a resistance element, which is connected between the control input of the switching unit and a third connection of the switching device, which is connected to such a pole of the capacitor that is connected neither to the first connection nor to the second connection of the switching device is.
  • the resistance element preferably has a resistance value of at least one megohm, preferably at least ten megohms.
  • the resistance element can be formed by several resistance components connected in series. Preferably, each resistive component has a resistance of at least one megohm.
  • the normal operating circuit enables in particular the previously described normal-on operation in that the control input of the switching unit is supplied with a voltage from the first or second line that is limited by the voltage-limiting element as soon as the predetermined voltage threshold value is reached.
  • the switching device can also have an input circuit which is connected between the control connection of the switching device and the control input of the switching unit and is set up to actuate the switching unit to interrupt a connection between the first connection and the second connection when the control connection and the second connection are at the same potential.
  • the control information for separating the electrically conductive connection via the first capacitor by a signal related to the reference potential and to disconnect the electrically conductive connection via the second capacitor by a signal related to the second potential is particularly true when using n-channel type switching elements.
  • the switching device even in the case of a voltage resistance test, in which a voltage that is considerably higher than the nominal voltage of the vehicle electrical system, for example two to four kilovolts, is usually between the first line and the third line and/or or between the second line and the third line is not damaged.
  • the voltage across the switching unit of one of the switching devices can be limited in particular via the anti-parallel diode to its forward voltage, which is regularly in the order of 0.7 volts, while the switching unit of the other switching device is protected via the normal operating circuit or other protective measures can be.
  • the first capacitor can also be connected between the third line and the second connection of a first switching device of the at least one switching device, with the first connection of the first switching device being connected to the first line.
  • the second capacitor can be connected between the second line and the second connection of a second switching device of the at least one switching device, the first connection of the second switching device being connected to the third line.
  • the second capacitor can be connected between the third line and the first connection of a second switching device of the at least one switching device, the second connection of the second switching device being connected to the second line.
  • the first capacitor is connected to the first line and the second capacitor is connected to the second line
  • the first capacitor, the second capacitor and the first connection of the switching device is connected to a common circuit node and the second connection of the switching device is connected to the third line.
  • a common switching device is therefore provided in a common current path from the first capacitor and from the second capacitor to the third line. This also has the advantage that with the same potential difference between the first line or the second line on the one hand and the third line on the other hand, there is no voltage drop across the switching device.
  • the first capacitor of the second filter stage can be connected to the first line and the second capacitor of the second filter stage can be connected to the second line, wherein the first capacitor and the second capacitor of the second filter stage can be connected to the common circuit node.
  • a plurality of parallel filter stages can be connected to or disconnected from the third line by a single switching device.
  • a common-mode current can flow through the respective capacitor and through the switching unit.
  • the first and second capacitors are connected in series and the switching unit blocks current flow into the third line.
  • the first and the second capacitor are then connected in series and act like a capacitor connected between the first and the second line, ie as an X-capacitor.
  • a maximum permissible blocking voltage of a respective switching unit is preferably at least the nominal voltage of the vehicle electrical system or half the voltage expected between the first line and the second line. In this way, voltages can also be effectively blocked in the event of a fault in the event of short circuits between one of the first and second lines and the third line. In order to select the maximum permissible blocking voltage lower than the nominal voltage, at When designing the switching unit, the symmetry of the vehicle electrical system must also be taken into account.
  • the switching device even in the case of a voltage resistance test, in which a voltage that is considerably higher than the nominal voltage of the vehicle electrical system, for example two to four kilovolts, is usually between the first line and the third line and/or applied between the second line and the third line is not damaged.
  • the switching device also has a normal operating circuit.
  • the normal operating circuit can have a voltage limiting element, in particular a zener diode, which is connected between the first control input and the second control input of the switching unit.
  • the normal operating circuit can have a resistance element which is connected between the first control input of the switching unit and the first or second line.
  • the resistance element preferably has a resistance of at least one megohm, preferably at least ten megohms.
  • the resistance element can be formed by several resistance components connected in series. Preferably, each resistive component has a resistance of at least one megohm.
  • the normal operating circuit enables in particular the previously described normal on operation, in which the control input of the switching unit is supplied with a voltage limited by the voltage limiting element from the first or the second line as soon as the predetermined voltage threshold value is reached between them.
  • the switching device also has an input circuit which is connected between the first control input and the second control input and is set up to switch the switching unit to breaking a connection between the first connection and the second connection by the first control input and the second control input are connected to one another in an electrically conductive manner.
  • a resistor element can be provided for balancing purposes between the first line and the third line and between the second line and the third line.
  • One of the resistance elements, in particular the resistance element between the first line and the third line can be formed by the resistance element of the normal operation circuit.
  • the respective resistance element preferably has a resistance value of at least one megohm, preferably at least ten megohms.
  • the respective resistance element can be formed by a plurality of resistance components connected in series.
  • each resistive component has a resistance of at least one megohm.
  • the filter device also has an isolation device, which has an input and an output electrically decoupled from the input and is set up to provide the control information provided at the input to the at least one switching device at the output.
  • the input and the output can be decoupled capacitively, inductively or optically, for example by means of an optocoupler.
  • the filter device is set up to provide a control voltage dependent on the control information at the at least one control input of the switching unit.
  • the control voltage can be present at the first and second control input or referred to a potential at the first connection or at the second connection of the switching device at the control input.
  • the control voltage can be provided by the isolation device.
  • the filter device can also have a monitoring device which is set up to detect whether the first capacitor and the second capacitor are connected to the third line and to provide a monitoring signal describing a result of the detection.
  • the isolation device can have a further input and a further output which is electrically decoupled from the further input and can be set up to provide the monitoring signal provided at the further input at the further output.
  • the monitoring device can be connected to the first connection and to the second connection of the or a respective switching device.
  • the monitoring device has a switching element, for example a bipolar transistor, with a first-type connection, a second-type connection, a third-type connection and a contact gap formed between the first-type connection and the second-type connection for a respective switching device , the conduction state of which can be specified as a function of a voltage present between the connection of the third type and the connection of the second type.
  • the connection of the third type can be connected to the first connection of the switching device via a diode.
  • the connection of the second type is preferably connected to a voltage source.
  • the connection of the first type is preferably connected to the second connection of the switching device via a resistor, it being possible for the monitoring signal to be provided between the connection of the first type and the resistor.
  • the terminal of the third type is connected to the voltage source via a resistor and/or to the second terminal of the switching device via a capacitor.
  • the monitoring device also has a controlled current source, the current source being connected on the one hand via a diode to the first connection of the switching device and via a diode to the second connection of the switching device and on the other hand to the second control input of the switching unit.
  • the monitoring signal can be provided between the diodes and the power source.
  • a voltage limiting element for example a zener diode, can be connected in parallel to the current source.
  • the power converter according to the invention can also include an intermediate circuit capacitor which is connected between the first line and the second line.
  • the power converter according to the invention can also include a converter circuit, in particular an inverter circuit or an active rectifier circuit, which is connected between the first line and the second line.
  • the filter device can be arranged on that side of the intermediate circuit capacitor which is remote from the converter circuit.
  • the power converter can be in the form of an AC-DC converter, a DC-AC converter or a DC-DC converter.
  • an on-board electrical system for an electrically drivable vehicle having at least one power converter according to the invention, a traction battery, a charging device for charging the traction battery from an electrical network external to the vehicle, and a control device that is set up to Provide disconnection of the electrically conductive connections when the charging device charges the traction battery.
  • the charging device can also be implemented by a power converter according to the invention.
  • the object on which the invention is based is also achieved by an electric drive for a vehicle, having a power converter according to the invention and an electric machine, in particular a rotating electric machine, which is set up to drive the vehicle, the electric machine being equipped with a power converter, in particular a three-phase , AC voltage can be supplied.
  • the electrical machine can be a synchronous machine, in particular a permanently excited one, or an asynchronous machine.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a vehicle comprising the drive according to the invention and/or the vehicle electrical system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a first exemplary embodiment of the power converter according to the invention in an operating state in which the electrically conductive connections are made via the capacitors;
  • FIG. 2 shows a sectional schematic diagram of the filter device according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a sectional circuit diagram of the filter device according to the first exemplary embodiment
  • 4 shows a sectional circuit diagram of the filter device according to a second exemplary embodiment of the power converter according to the invention
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of the monitoring device for the second exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a sectional schematic circuit diagram of the filter device according to a third exemplary embodiment of the power converter according to the invention.
  • FIG. 7 shows a sectional circuit diagram of the filter device according to the third exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a sectional circuit diagram of the filter device according to a fourth exemplary embodiment
  • FIG. 9 to 11 each show a circuit diagram of a switching unit according to further exemplary embodiments of the power converter according to the invention.
  • FIG. 12 shows a schematic diagram of a vehicle with an exemplary embodiment of the on-board electrical system according to the invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a power converter 1 .
  • the power converter 1 has a first line 2 for a first potential P1, a second line 3 for a second potential P2, which differs from the first potential P1 un, and a third line 4 for a reference potential P3 that between the first potential P1 and the second potential P2 is on. In the present embodiment, the second potential P2 is lower than the first potential P1.
  • the power converter 1 also has a filter device 5 .
  • the filter device 5 includes a first capacitor 6 and a second capacitor 7.
  • FIG. 1 shows an operating state in which an electrically conductive connection between the first line 2 and the third line 4 via the first capacitor 6 and an electrically conductive connection is established between the second line 3 and the third line 4 via the second capacitor 7 .
  • the first capacitor 6 and the second capacitor 7 form Y capacitors.
  • the filter device 5 also has a third capacitor 8, which is connected between the first line 2 and the second line 3 as a so-called X-capacitor.
  • the filter device 5 has a choke 9 , for example a ferrite core, which is arranged around the first line 2 and in the second line 3 .
  • the capacitors 6 , 7 , 8 and the inductor 9 form a first filter stage of the filter device 5 .
  • a further filter stage can also be provided, which is constructed like the first filter stage and is connected downstream of this.
  • the second filter stage can have a first capacitor 6a, a second capacitor 7a, a third capacitor 8a and an inductor 9a.
  • the power converter 1 has, for example, an intermediate circuit capacitor 10 and a converter circuit 11 .
  • the converter circuit 11 is an inverter circuit that is set up to convert a DC voltage provided via the first line 2 and the second line 3 into a three-phase AC voltage.
  • an electrical machine 12 connected to the power converter 1 can be supplied with the three-phase AC voltage.
  • the filter device 5 is arranged on the side of the intermediate circuit capacitor 10 facing away from the converter circuit 11 .
  • FIG. 2 and FIG. 3 are partial circuit diagrams of the filter device 5 according to the first exemplary embodiment.
  • the filter device 5 is set up to the electrically conductive connection between the first line 2 and the third line 4 via the first capacitor 6 and the electrically conductive connection between the second line 3 and the third line 4 via the second capacitor 7 depending on a control - Manufacture and separate formation 13.
  • the filter device has a first switching device 14 and a second switching device 15 .
  • Each switching device 14 , 15 has a first connection 16 , a second connection 17 and a control connection (not shown) for receiving the control information 13 .
  • the first capacitor 6 is connected between the first line 2 and the first connection 16 to the first switching device 14 .
  • the second connection 17 of the first switching device 14 is connected to the third line 4 .
  • the second capacitor 7 is connected between the second line 3 and the second connection 17 of the second switching device 15 .
  • the first connection 16 of the second switching device 15 is connected to the third line 4 .
  • Fig. 3 also shows a switching unit 18 of a respective switching device 14, 15.
  • the switching unit 18 has a control input (not shown) and is set up to, depending on the control information 13, a current flow between the first terminal 16 and the second terminal 17, in particular from the first terminal 16 to the second terminal 17 to switch.
  • the switching unit 18 has a switching element 19 with a semiconductor switch 20a and with a diode 20b connected antiparallel thereto.
  • the switching element 19 is formed by, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a separate diode device.
  • the switching element 19 and the diode 20 can be formed by an insulated gate field effect transistor (IGFET), for example a power MOSFET, with the diode 20b being realized by its body diode.
  • IGBT insulated gate field effect transistor
  • the switching element 19 is formed by an electromechanical switch, for example a relay or a contactor.
  • 3 also shows two discharge resistors 21 which are each connected in parallel with the first capacitor 6 and the second capacitor 7 .
  • the electrical energy stored in the capacitors 6, 7 can be converted into heat by the discharge resistors 21 when the electrically conductive connections via the capacitors 6, 7 are separated by the switching device 14, 15, ie when the respective switching element 19 blocks.
  • the switching devices 14, 15 shown in FIGS. 2 and 3 can be provided in a corresponding manner in the further first and second capacitors 6a, 7a of the second filter stage shown in FIG.
  • FIG. 4 is a partial circuit diagram of the filter device 5 according to a second exemplary embodiment of the power converter 1.
  • the statements relating to the first exemplary embodiment can be transferred to the second exemplary embodiment, unless otherwise described below. Components that are the same or have the same effect are provided with identical reference symbols.
  • Fig. 4 first shows the control connections 22 of the first switching device 14 and the second switching device 15.
  • the control inputs 23 of a respective switching unit 18 of the first switching device 14 and the second switching device 15 are also shown.
  • the first capacitor 6 is connected between the first line 2 and the first connection 16 of the first switching device 14 .
  • the second connection 17 of the first switching device 14 is connected to the third line 4 .
  • the second capacitor 7 is connected between the third line 4 and the first connection 16 of the second switching device 15 .
  • the second connection 17 of the second switching device 15 is connected to the second line 3 .
  • the switching devices 14, 15 also each have a normal operating circuit 24.
  • the normal operating circuit 24 includes a voltage limiting element 25 that is connected between the control input 23 of the switching unit 18 and the second terminal 17 .
  • the voltage limiting element is a zener diode, for example, whose cathode is connected to the control input 23 and whose anode is connected to the second terminal 17 .
  • the normal operation circuit 24 has a resistance element 26 .
  • the resistance element 26 is connected between the control input 23 of the switching unit 18 and a third connection 27 of the switching device 14 , 15 .
  • the third connection 27 is connected to that pole of the capacitor 6, 7 which is connected neither to the first connection 16 nor to the second connection 17 of the switching device 14, 15.
  • the third connection 27 of the first switching device 14 is connected to the first line 2 and the third connection 27 of the second switching device 15 is connected to the third line 4 .
  • the resistance element 26 has, for example, a resistance value of more than ten megohms and is formed from several, for example thirteen, resistance components connected in series, each having a resistance value of one megohm.
  • each switching device 14, 15 also has an input circuit 28.
  • the input circuit 28 is connected between the control connection 22 of the switching device 14, 15 and the control input 23 of the switching unit 18 and is set up to activate the switching unit 18 to interrupt the electrically conductive connection between the first connection 16 and the second connection 17 when the Control terminal 22 and the second terminal 17 are at the same potential.
  • the control information 13 can be transmitted for the first switching device 14 by a signal at the reference potential P3 and for the second switching device 15 a signal lying at the second potential P2 can be represented.
  • the input circuit has, for example, a switching element in the form of an npn bipolar transistor.
  • the switching element 19 of the switching unit 18 of a respective switching device 14, 15 has a first-type connection 29, a second-type connection 30, a third-type connection 31 and a contact gap formed between the first-type connection 29 and the second-type connection 30
  • the conduction state can be specified as a function of a voltage present between the connection of the third type 31 and the connection of the second type 30 , the connections 29 to 31 being shown only in the second switching device 15 for the sake of clarity.
  • the connection of the first type 29 is connected to the first connection 16
  • the connection of the second type 30 is connected to the second connection 17
  • the connection of the third type 31 is connected to the control input 23 .
  • connection of the first type 29 is a collector connection
  • connection of the second type 30 is an emitter connection
  • connection of the third type 31 is a gate connection
  • connection of the first type 29 is a drain connection
  • connection of the second type 30 is a source connection
  • connection of the third type 31 is a gate connection.
  • Fig. 5 is a circuit diagram of a monitoring device 36 for the second embodiment of the power converter 1.
  • the optional monitoring device 36 is set up to detect whether the first capacitor 6 and the second capacitor 7 are connected to the third line 4, and to carry out a result of the Describe detection of the monitoring signal 36a to provide.
  • the monitoring device 36 instructs each switching device 14, 15
  • Switching element 50 here in the form of a pnp bipolar transistor, with a connection of the first type 50a, a connection of the second type 50b, a connection of the third type 50c and a contact gap formed between the connection of the first type 50a and the connection of the second type 50b, the conduction state of which can be specified as a function of a voltage present between the connection of the third type 50c and the connection of the second type 50b.
  • the connection of the third type 50c is connected to the first connection 16 of the switching device 14, 15 via a diode 51.
  • the connection of the second type 50b is connected to a voltage source 52 .
  • connection of the first type 50a is connected to the second connection 17 of the switching device 14, 15 via a resistor 53, with the monitoring signal 36a being able to be provided between the connection of the first type 50a and the resistor 53. It can optionally be provided that the terminal of the third type 50c is connected to the voltage source 52 via a resistor 54 and/or to the second terminal 17 of the switching device 14, 15 via a capacitor 55. In the present exemplary embodiment, the monitoring signal 36a also describes which capacitor 6, 7 is connected to the third line 4.
  • FIG. 6 and 7 show a filter device 5 according to a third exemplary embodiment of the power converter 1 in the form of a detail.
  • FIG. 6 is a basic sketch and FIG. 7 is a circuit diagram.
  • the explanations for the second exemplary embodiment can be transferred to the third exemplary embodiment, unless otherwise described in the following. Components that are the same or have the same effect are provided with identical reference symbols.
  • one, in particular precisely one, switching device 14 is provided.
  • the first capacitor 6 is connected to the first line 2 .
  • the second capacitor 7 is connected to the second line 3 .
  • the first capacitor 6, the second capacitor 7 and the first connection 16 of the switching device 14 are connected to a common circuit node 32 being.
  • the second connection 17 of the switching device 14 is connected to the third line 4 .
  • the switching unit 18 of the switching device 14 has a first control input 23 and a second control input 23a on.
  • the switching unit 18 comprises a first switching element 19 and a second switching element 19a, each of which has a first-type connection 29, a second-type connection 30, a third-type connection 31 and a contact gap formed between the first-type connection 29 and the second-type connection 30.
  • whose conduction state can be specified as a function of a voltage present between the connection of the third type 31 and the connection of the second type 29 .
  • the connections of the second type 30 of the first switching element 19 and of the second switching element 19a are connected to one another.
  • the connections of the third type 31 can be controlled as a function of the control information 13 (see FIG. 1).
  • connection of the first type 29 of the first switching element 19 forms the first connection 16 of the switching device 14 .
  • connection of the first type 29 of the second switching element 19a forms the second connection 17 of the switching device 14 .
  • the first control input 23 is connected to the connections of the third type 31 of the first switching element 19 and the second switching element 19a.
  • Control input 23a is connected to the terminals of the second type 30 of the first switching element 19 and the second switching element 19a.
  • the switching elements 19, 19a are each formed by an IGFET, for example by a power MOSFET with a maximum blocking voltage of 1.2 kilovolts.
  • the switching unit 18 forms a bidirectionally conducting and blocking common source circuit from the two switching elements 19, 19a.
  • the switching unit 18 has a suppressor diode 33 which is connected in parallel to the switching elements 19, 19a to the first connection 16 and to the second connection 17 of the switching device 14.
  • the normal operating circuit 24 has the voltage limiting element 25 and the resistance element 26, of which individual resistance components 34 are illustrated in FIG.
  • the voltage-limiting element 25 is connected between the first control input 23 and the second control input 23a of the switching unit 18 .
  • the cathode of Zener diode is connected to the first control input 23 .
  • the anode of the zener diode is connected to the second control input 23a.
  • the resistance element 26 is connected between the first control input 23 of the switching unit 18 and the third connection 27 of the switching device 14 .
  • the third connection 27 is connected to the first line 2 .
  • control connection 22 is connected via the input circuit 28 to the control inputs 23, 23a.
  • the input circuit 28 is formed by an npn bipolar transistor, for example.
  • the resistance element 26, together with a resistance element 35 of the filter device 5, serves to balance the charge distribution between the first capacitor 6 and the second capacitor 7 in specific operating states.
  • the resistance element 35 is connected between the second line 3 and the third line 4 and like the resistance element 26 of the normal operating circuit 24 is formed.
  • the filter device 5 optionally has a monitoring device 36 .
  • the filter device 5 optionally has an isolation device 37 which has a first input 38a and an output 39a electrically decoupled from the first input 38a and is set up to provide the control information 13 provided at the first input 38a to the switching device 14 at the first output 39a.
  • the isolation device 37 can have a second input 38b and a second output 39b electrically decoupled therefrom and be set up to provide the monitoring signal 36a provided at the second input 38b at the second output 39b.
  • the decoupling between a respective input 38a, 38b and a respective output 39a, 39b is done here optically by means of optocouplers. According to alternative exemplary embodiments, the decoupling takes place inductively or capacitively. If the first capacitor 6a and the second capacitor 7a of the second filter stage according to FIG. 1 are provided, the capacitors 6a, 7a can be connected to the common circuit node 32, so that the switching device 14 is provided jointly for both filter stages.
  • FIG. 8 is a partial circuit diagram of a filter device 5 according to a fourth exemplary embodiment of the power converter 1, to which the explanations relating to the third exemplary embodiment apply, unless otherwise described below. Components that are the same or have the same effect are provided with identical reference symbols.
  • the isolation device 37 provides a control voltage 60 that is dependent on the control information at the control inputs 23, 23a of the switching unit 18.
  • Fig. 8 also shows a further possible configuration of the monitoring device 36.
  • the monitoring device 36 has a current source 70 which is connected via a diode 71 to the first connection 16 of the switching device 14 and via a diode 72 to the second connection 17 of the switching device 14 and on the other hand is connected to the second control input 23a of the switching unit 18, the monitoring signal 36a being able to be provided between the diodes 71, 72 and the current source 70.
  • a voltage limiting element 73 here in the form of a zener diode, is also connected in parallel with the current source 70.
  • the power source 70 of the monitoring device 36 can be operated here by an operating voltage 74 provided by the isolation device 37 .
  • the resistance elements 35, 35a are of identical design.
  • 9 to 11 are each a circuit diagram of a switching unit 18 according to further exemplary embodiments of the power converter 1 according to the invention, which otherwise correspond to the third or fourth exemplary embodiment. The same components or those with the same effect are provided with identical reference symbols.
  • the switching units 18 according to FIG. 9 and FIG. 10 each form a bidirectionally conducting and blocking switching unit on the basis of only unidirectionally conducting and/or blocking switching elements.
  • connections of the first type 29 of the first switching element 19 and of the second switching element 19a are connected to one another.
  • the connections of the second type 30 of the switching elements 19, 19a form the connections 16, 17 of the switching device 14.
  • the switching elements 19, 19a form a common drain circuit or a common collector circuit.
  • only one switching element 19 is provided, which is connected in parallel with two half-bridges of a bridge rectifier 40 with diodes 41a, 41b, 41c, 41d.
  • the connections 16, 17 of the switching device 14 are formed by taps between the diodes 41a, 41b and 41c, 41d of a respective half-bridge.
  • the switching element 19 is designed as a reverse blocking IGBT (RB-IGBT).
  • the connections 16, 17 of the switching device 14 are formed by connections to a contact gap of the RB-IGBT.
  • the isolation device 37 is provided in the power converters 1 according to the first or second exemplary embodiment.
  • the switching unit 18 is formed by an electromechanical switching element, for example a relay or a contactor.
  • the switching unit 18 of a respective switching device 14, 15 is designed to be bidirectionally conducting and/or blocking and can correspond to the switching unit 18 according to FIG. 7 or 9 to 11.
  • Fig. 12 is a schematic diagram of a vehicle 100 with an embodiment of a vehicle electrical system 101.
  • the vehicle 100 is an electrically powered vehicle, for example a battery electric vehicle (BEV) or a hybrid vehicle.
  • BEV battery electric vehicle
  • the vehicle electrical system 101 has a power converter 1 according to one of the exemplary embodiments previously described.
  • the power converter 1 is embodied here as a DC-AC converter for the electrical machine 12, for example.
  • the vehicle electrical system includes a traction battery 102, for example with a nominal voltage of at least 400 volts.
  • a charging device 103 is also provided for charging the traction battery 102 from an electrical network 104 external to the vehicle.
  • the charging device 103 can be used as a DC-DC converter or AC-DC converter between the electrical network 104 and the vehicle electrical system 101 and in accordance with one of the previously described Embodiments may be designed as a power converter 1a.
  • a DC voltage converter 105 can be provided in vehicle electrical system 101, which is set up to couple vehicle electrical system 101 to another vehicle electrical system 106, for example a low-voltage vehicle electrical system with a nominal voltage of 12 or 24 volts, of vehicle 100.
  • the DC-DC converter 105 converter 1b can also be designed in the form of a DC-DC converter in accordance with the exemplary embodiments described above.
  • Vehicle electrical system 101 also includes a control device 107, which is set up to provide control information 13 for disconnecting the electrically conductive connections in filter devices 5 of power converter 1, and possibly also power converters 1a, 1b, when charging device 103 the traction battery 102 loads.
  • the monitoring signal 36a can be transmitted from the power converter 1 or the power converters 1, 1a, 1b to the control device 107.
  • the power converter 1 and the electric machine 12 form a drive 108 for the vehicle 100 .

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Abstract

Stromrichter (1, 1a, 1b) für ein Bordnetz (101) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (100), aufweisend eine erste Leitung (2) für ein erstes Potential (P1), - eine zweite Leitung (3) für ein zweites Potential (P2), das sich vom ersten Potential (P1) unterscheidet, eine dritte Leitung (4) für ein Bezugspotential (P3), das zwischen dem ersten Potential (P1) und dem zweiten Potential (P2) liegt, und - eine Filtereinrichtung (5), die einen ersten Kondensator (6) und einen zweiten Kondensator (7) aufweist und dazu eingerichtet ist, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung (2) und der dritten Leitung (4) über den ersten Kondensator (6) sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung (3) und der dritten Leitung (4) über den zweiten Kondensator (7) in Abhängigkeit einer Steuerinformation (13) herzustellen und entlang wenigstens einer Stromrichtung zu trennen.

Description

GLEICHTAKTFILTER MIT Y-KONDENSATOREN UND TRENNSCHALTER ZU DEREN ENTKOPPLUNG VOM BEZUGSPOTENTIAL Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs. Daneben betrifft die Erfindung ein Bordnetz für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug.
Elektrische Komponenten, die für automotive Anwendungen vorgesehen sind, müssen eine Vielzahl von Vorgaben zur elektromagnetischen Verträglichkeit erfüllen. So sind insbesondere Grenzwerte für elektromagnetische Störungen vorgese hen. Insbesondere im Hinblick auf den Trend zu steigenden Nennspannungen, die von einer Traktionsbatterie eines Bordnetzes bereitgestellt werden, ist eine wirksame Filterung solcher Störungen in einem Stromrichter des Fahrzeugs erforder- lieh. Es ist allgemein bekannt, zwischen einer ersten Leitung und einer zweiten Leitung für unterschiedliche Potentiale des Stromrichters und einer dritten Leitung für ein Bezugspotential zwei Kondensatoren anzuordnen, welche als sogenannte Y-Kondensatoren Gleichtaktstörungen filtern. Ein solcher Stromrichter ist beispielsweise aus der DE 102017 110608 A1 be kannt, die einen Inverter mit zwei Versorgungsleitungen offenbart. Die Versorgungsleitungen sind in eine Filterschaltung zur Verminderung von Gleichtaktstörungen eingeschaltet, welche eine Filterstufe umfasst. In der Filterstufe ist jede Versorgungsleitung über einen Y-Kondensator gegen Masse geschaltet.
Während des Betriebs des Stromrichters speichern die Kondensatoren elektrische Energie zwischen der ersten und zweiten Leitung einerseits und der dritten Lei tung, die typischerweise auf einem gemeinsamen Potential eines Chassis des Fahrzeugs als Bezugspotential liegt, andererseits. In bestimmten Betriebssituatio- nen des Fahrzeugs besteht indes die Vorgabe, dass in den Kondensatoren nur eine begrenzte Energiemenge gespeichert sein darf, insbesondere damit diese Energiemenge in einem Fehlerfall nicht über die dritte Leitung als Strom abfließen kann. Diese Energiemenge steigt jedoch quadratisch mit der Spannung über den Kondensatoren, die wiederum proportional zur Nennspannung der Traktionsbatte rie des Bordnetzes ist. Folglich wäre die Kapazität der Kondensatoren bei einer Erhöhung der Nennspannung überproportional stark zu reduzieren, um vorgege- bene Grenzwerte der Energiemenge einzuhalten. Die Reduktion der Kapazität reduziert jedoch die Filterwirkung. Es besteht damit ein Zielkonflikt zwischen der Fil terwirksamkeit und der höchstzulässigen gespeicherten Energiemenge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zum Betrieb eines Bordnetzes eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit einem Stromrichter anzugeben, die auch bei hohen Nennspannung einer Traktionsbatterie eine hohe Filter wirksamkeit erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, aufweisend eine erste Leitung für ein erstes Potential, eine zweite Leitung für ein zweites Potential, das sich vom ersten Potential unterscheidet, eine dritte Leitung für ein Bezugspotential, das zwischen dem ersten Potential und dem zweiten Potential liegt, und eine Filtereinrichtung, die einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator aufweist und dazu eingerichtet ist, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Lei tung und der dritten Leitung über den ersten Kondensator sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung über den zweiten Kondensator in Abhängigkeit einer Steuerinformation herzustellen und entlang wenigstens einer Stromrichtung zu trennen.
Der erfindungsgemäße Stromrichter für ein Bordnetz eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs weist eine erste Leitung für ein erstes Potential auf. Der Stromrichter weist ferner eine zweite Leitung für ein zweites Potential auf. Das zweite Potential unterscheidet sich vom ersten Potential. Der Stromrichter weist ferner eine dritte Leitung für ein Bezugspotential auf. Das Bezugspotential liegt zwischen dem ersten Potential und dem zweiten Potential. Der Stromrichter weist ferner eine Filter- einrichtung auf. Die Filtereinrichtung weist einen ersten Kondensator auf. Die Filtereinrichtung weist ferner einen zweiten Kondensator auf. Die Filtereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung über den ersten Kondensator sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung über den zweiten Kondensator in Abhängigkeit einer Steuerinformation herzustellen und entlang wenigstens einer Stromrichtung zu trennen.
Die Filtereinrichtung des erfindungsgemäßen Stromrichters ermöglicht eine Unter- brechung der elektrisch leitenden Verbindungen über den jeweiligen Kondensator in Abhängigkeit der Steuerinformation, welche beispielsweise von einem externen Steuergerät erhältlich ist. Je nach durch die Steuerinformation repräsentiertem Be triebszustand des Fahrzeugs können die elektrisch leitenden Verbindungen hergestellt werden, um eine Filterwirkung der Kondensatoren zu realisieren, oder ge- trennt werden, um einen Energiefluss von den Kondensatoren zur dritten Leitung zu vermeiden. Die Kondensatoren können so vorteilhafterweise hinsichtlich ihrer Kapazität auf die gewünschte Filterwirkung zur Vermeidung elektromagnetischer Störungen ausgelegt werden, ohne dabei wegen der in den Kondensatoren speicherbaren elektrischen Energiemenge im Hinblick auf Betriebssituationen, in de- nen ein Energiefluss in die dritte Leitung zu begrenzen ist, eingeschränkt zu sein.
Die erste Leitung und die zweite Leitung sind insbesondere durch Stromschienen ausgebildet, in welche die Filtereinrichtung geschaltet ist. Die dritte Leitung um fasst vorzugsweise einen oder mehrere elektrische Leiter, welche mit einem Ge- häuse des Stromrichters und/oder mit einem Chassis des Fahrzeugs verbunden oder verbindbar sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff „Potential“ ein elektro statisches Potential zu verstehen. Das Bezugspotential ist insbesondere ein Chas- sispotential des Fahrzeugs. Das Bezugspotential kann auch als Massepotential o- der Erdpotential aufgefasst bzw. bezeichnet werden. Vorzugsweise ist das erste Potential höher als das zweite Potential. Es wird ferner bevorzugt, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Potential und dem dritten Potential und zwischen dem dritten Potential und dem zweiten Potential gleich ist. Mit anderen Worten ist das Bordnetz symmetrisch.
Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung dazu eingerichtet, bei Vorliegen eines ersten Informationszustands der Steuerinformation die elektrisch leitenden Verbindungen herzustellen, sodass der erste Kondensator und der zweite Kondensator als Filter für Gleichtaktstörungen auf der ersten und zweiten Leitung dienen. Der erste Infor- mationszustand repräsentiert insbesondere einen Normalbetrieb des Stromrichters. Die Filtereinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, bei Vorliegen eines zweiten Informationszustands der Steuerinformation die elektrisch leitenden Ver bindungen zu trennen, sodass ein Energiefluss vom ersten Kondensator und vom zweiten Kondensator in die dritte Leitung vermieden wird. Der zweite Informations- zustand repräsentiert insbesondere einen Betriebszustand des Bordnetzes, in dem dieses mit einem fahrzeugexternen elektrischen Netz, insbesondere zum Auf laden einer Traktionsbatterie des Bordnetzes, verbunden ist. Der erste Kondensator und der zweite Kondensator können auch als Y-Kondensatoren aufgefasst bzw. bezeichnet werden.
Der erste Kondensator und der zweite Kondensator können Teil einer Filterstufe der Filtereinrichtung sein. Die Filterstufe kann ferner einen dritten Kondensator aufweisen, der zwischen die erste und die zweite Leitung geschaltet ist. Ein sol cher dritter Kondensator kann auch als X-Kondensator aufgefasst werden. Die Fil- terstufe kann ferner eine Drossel, die beispielsweise durch einen Ferritkern oder einen nanokristallinen Kern um die erste und zweite Leitung ausgebildet ist, umfassen.
Die Filtereinrichtung kann eine zweite, der ersten Filterstufe entsprechende und dieser nachgeschaltete Filterstufe aufweisen. Die Filtereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung über den ersten Kondensator der zweiten Filterstufe sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung über den zweiten Kondensator des zweiten Filterstufe in Abhängigkeit der Steuerinformation herzustellen und zu trennen. Im Übrigen lassen sich die Ausfüh rungen zur ersten Filterstufe auf die zweite Filterstufe übertragen.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Filtereinrichtung dazu eingerichtet ist, die elektrisch leitenden Verbindungen in einem Betriebszustand des Stromrichters, in welchem eine über einem vorgegebenen Spannungsschwellwert liegende Spannung zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung anliegt, herzustel- len und bei Empfang der Steuerinformation, insbesondere des zweiten Informationszustands, zu trennen. Dadurch kann die Filterwirkung der Filtereinrichtung rea lisiert werden, sobald die Spannung zwischen der ersten und der zweiten Leitung den Spannungsschwellwert überschreitet. Dies ermöglicht einen Normal-Ein-Be- trieb (englisch normally on Operation) der Filtereinrichtung. Der Spannungs- schwellwert kann höchstens sechzig Volt, bevorzugt höchstens vierzig Volt, be sonders bevorzugt höchstens zwanzig Volt, betragen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung wenigstens eine Schalteinrichtung aufweist, die einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, einen Steueranschluss zum Empfangen der Steuerinformation und eine Schalteinheit, welche wenigstens einen Steuereingang aufweist und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Steuerinformation einen Stromfluss zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss zu schalten, aufweist. Die Schalteinheit kann dazu eingerichtet sein, den Stromfluss unidirektional zu leiten und/oder zu sper- ren. Alternativ kann die Schalteinheit dazu eingerichtet sein, den Stromfluss bidirektional zu leiten und/oder zu sperren.
Das Schaltelement kann einen elektromechanischen Schalter, beispielsweise ein Relais oder einen Schütz, aufweisen. Alternativ kann das wenigstens eine Schalt- element einen Halbleiterschalter und eine antiparallel dazu verschaltete Diode aufweisen. Das oder ein jeweiliges Schaltelement kann ein Bipolartransistor mit iso liertem Gate (IGBT) oder ein Feldeffekttransistor, wie ein Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (IGFET), insbesondere ein Leistungs-Mosfet, oder ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET), sein. Die antiparallele Diode kann dabei durch eine Bodydiode des Feldeffekttransistors ausgebildet sein. Alternativ kann das o- der ein jeweiliges Schaltelement ein Bipolartransistor oder ein Triac, insbesondere ein Opto-Triac, sein. Das Schaltelement kann auch einen eine rückwärtssperrenden IGBT (RB-IGBT) aufweisen.
Der wenigstens eine Steuereingang der Schalteinheit kann einen ersten Steuer eingang und einen zweiten Steuereingang umfassen.
Um die bidirektional leitende und/oder sperrende Schalteinheit zu realisieren kann vorgesehen sein, dass die Schalteinheit ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement umfasst, die jeweils einen Anschluss erster Art, einen Anschluss zweiter Art, einen Anschluss dritter Art und eine zwischen dem Anschluss erster Art und dem Anschluss zweiter Art ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art und dem Anschluss zweiter Art anliegenden Spannung vorgebbar ist, aufweisen, wobei die Anschlüsse zweiter Art des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements aneinander angeschlossen sind und die Anschlüsse dritter Art in Abhängigkeit der Steuer- Information ansteuerbar sind. Der Anschluss erster Art ist insbesondere ein Drain anschluss oder ein Kollektoranschluss. Der Anschluss zweiter Art ist insbesondere ein Sourceanschluss oder ein Emitteranschluss. Der Anschluss dritter Art ist insbesondere ein Gateanschluss oder ein Basisanschluss. Dadurch kann mit zwei le diglich unidirektional sperrenden Schaltelementen eine Schalteinheit in Common- Source-Schaltung oder eine Common-Emitter-Schaltung ausgebildet werden. Dabei können die Anschlüsse dritter Art der Schaltelemente dasselbe, die Steuerinformation repräsentierende Signal erhalten.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Anschluss erster Art des ersten Schaltele- ments den ersten Anschluss der Schalteinrichtung ausbildet und der Anschluss erster Art des zweiten Schaltelements den zweiten Anschluss der Schalteinrich tung ausbildet, wobei der erste Steuereingang an die Anschlüsse dritter Art des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements angeschlossen ist und der zweite Steuereingang an die Anschlüssen zweiter Art des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements angeschlossen ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schalteinheit ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement umfasst, die jeweils einen Anschluss erster Art, ei nen Anschluss zweiter Art, einen Anschluss dritter Art und eine zwischen dem An schluss erster Art und dem Anschluss zweiter Art ausgebildete Schaltstrecke, de ren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art und dem Anschluss zweiter Art anliegenden Spannung vorgebbar ist, aufweisen, wobei die Anschlüsse erster Art des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements aneinander angeschlossen sind. Dadurch kann die Schalteinheit als Common- Drain-Schaltung oder Common-Collector-Schaltung ausgebildet werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schalteinheit einen Brückengleichrichter mit einem parallel geschalteten Schaltelement aufweist. Auch durch diese Schal tung kann eine bidirektional leitende und/oder sperrende Schalteinheit realisiert werden. Die Schalteinheit kann ferner eine Suppressordiode aufweisen, welche mit dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden und/oder parallel zu den Schaltelementen geschaltet ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Kondensator zwischen die erste Leitung und den ersten Anschluss einer ersten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet ist, wobei der zweite Anschluss der ersten Schalteinrichtung an die dritte Leitung angeschlossen ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der zweite Kondensator zwischen die zweite Leitung und den zweiten Anschluss einer zweiten Schalteinrichtung der wenigs tens einen Schalteinrichtung geschaltet ist, wobei der erste Anschluss der zweiten Schalteinrichtung an die dritte Leitung angeschlossen ist. In diesem Fall sind beide Schalteinrichtungen an die dritte Leitung angeschlossen. Alternativ kann vorgese hen sein, dass der zweite Kondensator zwischen die dritte Leitung und den ersten Anschluss einer zweiten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet ist, wobei der zweite Anschluss der zweiten Schalteinrichtung an die zweite Leitung angeschlossen ist. In diesem Fall sind die Schalteinrichtungen an das jeweils geringere Potential zwischen den Leitungen angeschlossen.
Bei der ersten bevorzugten Ausgestaltung ist dem ersten Kondensator und dem zweiten Kondensator jeweils eine dedizierte Schalteinrichtung zugeordnet.
Wenn die elektrisch leitenden Verbindungen hergestellt sind, kann ein Gleichtakt strom durch den jeweiligen Kondensator und den Halbleiterschalter oder durch die antiparallele Diode fließen, sodass eine Leitfähigkeit in beide Stromrichtungen gegeben ist. Wenn bei Verwendung einer bidirektional leitenden und/oder sperren- den Schalteinheit die elektrisch leitenden Verbindungen getrennt sind, werden die Kondensatoren weder aufgeladen noch über die dritte Leitung entladen, auch wenn zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung eine Spannung anliegt. Wenn bei Verwendung einer unidirektional leitenden/und oder sperrenden Schalteinheit die elektrisch leitenden Verbindungen getrennt sind, werden die Kondensa- toren beim Anlegen einer Spannung zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung nicht aufgeladen. Falls die Trennung während einer bereits anliegenden Spannung zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung erfolgt, können die Kondensatoren über einen - weiter unten näher beschriebenen - Entladewi derstand entladen werden, sodass die gesamte Spannung zwischen der ersten o- der zweiten Leitung einerseits und der dritten Leitung andererseits in einem stationären, d.h. entladenen, Zustand über der Schalteinrichtung abfällt.
Vorzugsweise beträgt eine maximal zulässige Sperrspannung einer jeweiligen Schalteinheit mindestens die Nennspannung des Bordnetzes bzw. die Hälfte der zwischen der ersten Leitung der zweiten Leitung zu erwartenden Spannung. So können Spannungen auch im Fehlerfall bei Kurzschlüssen zwischen einer der ers ten und zweiten Leitung und der dritten Leitung wirksam gesperrt werden. Um die maximal zulässige Sperrspannung geringer als die Nennspannung zu wählen, können bei der Auslegung der Schalteinheit zusätzlich Symmetrieverhältnisse des Bordnetzes berücksichtigt werden. In bevorzugter Weiterbildung kann die Schalteinrichtung eine Normalbetriebsschaltung aufweisen. Diese weist insbesondere ein Spannungsbegrenzungsele ment, vorzugsweise eine Zenerdiode, das zwischen den Steuereingang der Schalteinheit und den zweiten Anschluss der Schalteinrichtung geschaltet ist, auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Normalbetriebsschaltung ein Widerstandsele- ment auf, das zwischen den Steuereingang der Schalteinheit und einen dritten Anschluss der Schalteinrichtung, welcher an einen solchen Pol des Kondensators angeschlossen ist, der weder mit dem ersten Anschluss noch mit dem zweiten An schluss der Schalteinrichtung verbunden ist. Das Widerstandselement weist vorzugsweise einen Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm, vorzugs- weise wenigstens zehn Megaohm, auf. Das Widerstandselement kann durch meh rere in Reihe geschaltete Widerstandsbauelemente ausgebildet sein. Vorzugs weise weist jedes Widerstandsbauelement ein Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm auf. Die Normalbetriebsschaltung ermöglicht insbesondere den zuvor beschriebenen Normal-Ein-Betrieb, indem der Steuereingang der Schalteinheit mit einer durch das Spannungsbegrenzungselement begrenzten Spannung von der ersten oder der zweiten Leitung versorgt wird, sobald der vorgegebene Spannungsschwellwert erreicht ist.
Die Schalteinrichtung kann ferner eine Eingangsschaltung aufweisen, welche zwischen den Steueranschluss der Schalteinrichtung und den Steuereingang der Schalteinheit geschaltet und dazu eingerichtet ist, die Schalteinheit zum Unterbre chen einer Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten An- Schluss anzusteuern, wenn der Steueranschluss und der zweite Anschluss auf demselben Potential liegen. Dadurch kann beispielsweise die Steuerinformation zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindung über den ersten Kondensator durch ein auf das Bezugspotential bezogenes Signal und zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindung über den zweiten Kondensator durch ein auf das zweite Potential bezogenes Signal repräsentiert werden. Dies gilt insbesondere, wenn Schaltelemente vom n-Kanal-Typ verwendet werden.
Zu beachten ist auch, dass die Schalteinrichtung auch im Fall eines Spannungs beständigkeitstests, bei dem üblicherweise eine Spannung, die erheblich höher als die Nennspannung des Bordnetzes ist, beispielsweise in Höhe von zwei bis vier Kilovolt, zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung und/oder zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung angelegt wird, keinen Schaden nimmt. Die Spannung über der Schalteinheit einer der Schalteinrichtungen kann dabei insbesondere über die antiparallele Diode auf deren Vorwärtsspannung, die regel mäßig in der Größenordnung von 0,7 Volt liegt, begrenzt werden, während die Schalteinheit der anderen Schalteinrichtung über die Normalbetriebsschaltung o- der andere Schutzmaßnahmen geschützt werden kann.
Alternativ zur ersten Ausgestaltung kann grundsätzlich auch vorgesehen sein, dass der erste Kondensator zwischen die dritte Leitung und den zweiten Anschluss einer ersten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung ge- schaltet ist, wobei der erste Anschluss der ersten Schalteinrichtung an die erste Leitung angeschlossen ist. Dabei kann der zweite Kondensator zwischen die zweite Leitung und den zweiten Anschluss einer zweiten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet sein, wobei der erste Anschluss der zweiten Schalteinrichtung an die dritte Leitung angeschlossen ist. Alternativ kann der zweite Kondensator zwischen die dritte Leitung und den ersten Anschluss einer zweiten Schalteinrichtung der wenigstens einen Schalteinrichtung geschaltet sein, wobei der zweite Anschluss der zweiten Schalteinrichtung an die zweite Lei tung angeschlossen ist. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der erste Kondensator an die erste Leitung und der zweite Kondensator an die zweite Leitung angeschlossen sind, der erste Kondensator, der zweite Kondensator und der erste Anschluss der Schalteinrichtung an einen gemeinsamen Schaltungsknoten angeschlossen sind und der zweite Anschluss der Schalteinrichtung an die dritte Leitung angeschlossen ist. Bei der zweiten bevorzugten Ausgestaltung ist mithin eine gemeinsame Schalteinrichtung in einem gemeinsam Strompfad vom ersten Kondensator und vom zweiten Kondensator zur dritten Leitung vorgesehen. Dies hat auch den Vorteil, dass bei gleicher Potentialdifferenz zwischen der ersten Leitung oder der zweiten Leitung einerseits und der dritten Leitung andererseits kein Spannungsabfall über der Schalteinrichtung auftritt. Wenn mehrere Filterstufen vorgesehen sind, kann der erste Kondensator der zweiten Filterstufe an die erste Leitung und der zweite Kondensator der zweiten Filterstufe an die zweite Leitung angeschlossen sein, wobei der erste Kondensator und der zweite Kondensator der zweiten Filterstufe am gemeinsamen Schaltungsknoten angeschlossen sein können. So können mehrere parallele Filterstufen durch eine einzige Schalteinrichtung mit der dritten Leitung verbindbar oder von ihr trennbar sein.
Wenn die elektrisch leitenden Verbindungen hergestellt sind, kann ein Gleichtaktstrom durch den jeweiligen Kondensator und durch die Schalteinheit fließen. Wenn die elektrisch leitenden Verbindungen getrennt sind, sind der erste und zweite Kondensator in Reihe geschaltet und die Schalteinheit sperrt einen Stromfluss in die dritte Leitung. Der erste und der zweite Kondensator sind dann in Reihe geschaltet und wirken wie ein zwischen die erste und die zweite Leitung ge schalteter Kondensator, also als X-Kondensator.
Vorzugsweise beträgt eine maximal zulässige Sperrspannung einer jeweiligen Schalteinheit mindestens die Nennspannung des Bordnetzes bzw. die Hälfte der zwischen der ersten Leitung der zweiten Leitung erwarteten Spannung. So können Spannungen auch im Fehlerfall bei Kurzschlüssen zwischen einer der ersten und zweiten Leitung und der dritten Leitung wirksam gesperrt werden. Um die maximal zulässige Sperrspannung geringer als die Nennspannung zu wählen, können bei der Auslegung der Schalteinheit zusätzlich Symmetrieverhältnisse des Bordnetzes berücksichtigt werden.
Zu beachten ist auch, dass die Schalteinrichtung auch im Fall eines Spannungs- beständigkeitstests, bei dem üblicherweise eine Spannung, die erheblich höher als die Nennspannung des Bordnetzes ist, beispielsweise zwei bis vier Kilovolt, zwi schen der ersten Leitung und der dritten Leitung und/oder zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung angelegt wird, keinen Schaden nimmt. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schalteinrichtung ferner eine Normalbetriebsschaltung aufweist. Die Normalbetriebsschaltung kann ein Spannungsbegrenzungselement, insbesondere eine Zenerdiode, das zwischen den ersten Steuereingang und den zweiten Steuereingang der Schalteinheit geschaltet ist, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Normalbetriebsschal- tung ein Widerstandselement, das zwischen den ersten Steuereingang der Schalt einheit und die erste oder zweite Leitung geschaltet ist, aufweisen. Das Wider standselement weist vorzugsweise einen Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm, vorzugsweise wenigstens zehn Megaohm, auf. Das Widerstandselement kann durch mehrere in Reihe geschaltete Widerstandsbauelemente ausge- bildet sein. Vorzugsweise weist jedes Widerstandsbauelement ein Widerstands wert von wenigstens einem Megaohm auf.
Die Normalbetriebsschaltung ermöglicht insbesondere den zuvor beschriebenen Normal-Ein-Betrieb, in dem der Steuereingang der Schalteinheit mit einer durch das Spannungsbegrenzungselement begrenzten Spannung von der ersten oder der zweiten Leitung versorgt wird, sobald zwischen diesen der vorgegebene Spannungsschwellwert erreicht ist.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung ferner eine Eingangs- Schaltung aufweist, welche zwischen den ersten Steuereingang und den zweiten Steuereingang geschaltet und dazu eingerichtet ist, die Schalteinheit zum Unter- brechen einer Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss anzusteuern, indem der erste Steuereingang und der zweite Steuerein gang miteinander elektrisch leitend verbunden werden. In bevorzugter Ausgestaltung können zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung und zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung jeweils ein Wi derstandselement zur Symmetrierung vorgesehen sein. Eines der Widerstandsele mente, insbesondere das Widerstandselement zwischen der ersten Leitung und der dritten Leitung, kann durch das Widerstandselement der Normalbetriebsschal- tung ausgebildet sein. Dadurch kann bauteilsparend zumindest in bestimmten Betriebszuständen eine Ladungsverteilung zwischen dem ersten Kondensator und dem zweiten Kondensator symmetriert werden. Das jeweilige Widerstandselement weist vorzugsweise einen Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm, vorzugsweise wenigstens zehn Megaohm, auf. Das jeweilige Widerstandselement kann durch mehrere in Reihe geschaltete Widerstandsbauelemente ausgebildet sein. Vorzugsweise weist jedes Widerstandsbauelement ein Widerstandswert von wenigstens einem Megaohm auf.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromrichters ist vorgese- hen, dass die Filtereinrichtung ferner eine Isolationseinrichtung aufweist, die einen Eingang und einen vom Eingang elektrisch entkoppelten Ausgang aufweist und dazu eingerichtet ist, die am Eingang bereitgestellte Steuerinformation der wenigstens einen Schalteinrichtung am Ausgang bereitzustellen. Der Eingang und der Ausgang können kapazitiv, induktiv oder optisch, beispielsweise mittels eines Optokopplers, entkoppelt sein.
Alternativ zu den zuvor beschriebenen Eingangsschaltungen und/oder Normalbe triebsschaltungen kann vorgesehen sein, dass die Filtereinrichtung dazu einge richtet ist, eine von der Steuerinformation abhängige Steuerspannung an dem we- nigstens einen Steuereingang der Schalteinheit bereitzustellen. Die Steuerspannung kann am ersten und zweiten Steuereingang anliegen oder bezogen auf ein Potential am ersten Anschluss oder am zweiten Anschluss der Schalteinrichtung an dem Steuereingang. Die Steuerspannung kann durch die Isolationseinrichtung bereitstellbar sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Stromrichter kann die Filtereinrichtung ferner eine Überwachungseinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Detektion, ob der erste Kondensator und der zweite Kondensator mit der dritten Leitung verbun den sind, durchzuführen und ein ein Ergebnis der Detektion beschreibendes Über wachungssignal bereitzustellen. Dabei kann die Isolationseinrichtung einen weite ren Eingang und einen vom weiteren Eingang elektrisch entkoppelten weiteren Ausgang aufweisen und dazu eingerichtet sein, das am weiteren Eingang bereitgestellte Überwachungssignal am weiteren Ausgang bereitzustellen.
Die Überwachungseinrichtung kann an den ersten Anschluss und an den zweiten Anschluss der oder einer jeweiligen Schalteinrichtung angeschlossen sein.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung weist diese für eine jeweilige Schalteinrichtung ein Schaltelement, beispielsweise einen Bipolartransistor, mit einem Anschluss erster Art, einem Anschluss zweiter Art, einem Anschluss dritter Art und einer zwischen dem Anschluss erster Art und dem An- Schluss zweiter Art ausgebildeten Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängig keit einer zwischen dem Anschluss dritter Art und dem Anschluss zweiter Art anliegenden Spannung vorgebbar ist, auf. Der Anschluss dritter Art kann über eine Diode mit dem ersten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden sein. Der An schluss zweiter Art ist bevorzugt an eine Spannungsquelle angeschlossen. Der Anschluss erster Art ist vorzugsweise über einen Widerstand mit dem zweiten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden, wobei das Überwachssignal zwischen dem Anschluss erster Art und dem Widerstand bereitstellbar ist. Optional kann vorgesehen sein, dass der Anschluss dritter Art über einen Widerstand mit der Spannungsquelle und/oder über einen Kondensator mit dem zweiten Anschluss der Schalteinrichtung verbunden ist. Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung weist diese ferner eine gesteuerte Stromquelle auf, wobei die Stromquelle einerseits über eine Diode an den ersten Anschluss der Schalteinrichtung und über eine Diode an den zweiten Anschluss der Schalteinrichtung und andererseits an den zweiten Steuer- eingang der Schalteinheit angeschlossen ist, wobei das Überwachungssignal zwischen den Dioden und der Stromquelle bereitstellbar ist. Es kann ferner ein Span nungsbegrenzungselement, beispielsweise eine Zenerdiode parallel zur Strom quelle geschaltet sein. Der erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner einen Zwischenkreiskondensator umfassen, der zwischen die erste Leitung und die zweite Leitung geschaltet ist. Der erfindungsgemäße Stromrichter kann ferner eine Wandlerschaltung, insbe sondere eine Wechselrichterschaltung oder eine aktive Gleichrichterschaltung, umfassen, die zwischen die erste Leitung und die zweite Leitung geschaltet ist. Die Filtereinrichtung kann auf der der Wandlerschaltung abgewandten Seite des Zwischenkreiskondensators angeordnet sein.
Der Stromrichter kann insofern als AC-DC-Wandler, als DC-AC-Wandler oder als DC-DC-Wandler ausgebildet sein.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Bordnetz für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, aufweisend wenigstens einen erfindungsgemäßen Stromrichter, eine Traktionsbatterie, eine Ladeeinrichtung zum Aufladen der Traktionsbatterie aus einem fahrzeugexternen elektrischen Netz und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Steuerinformation zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindungen bereitzustellen, wenn die Ladeeinrichtung die Traktionsbatterie auflädt.
Die Ladeeinrichtung kann ebenfalls durch einen erfindungsgemäßen Stromrichter realisiert sein. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug, aufweisend einen erfindungsgemäßen Stromrichter und eine, insbesondere rotierende, elektrische Maschine, die zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist, wobei die elektrische Maschine durch den Stromrichter mit einer, insbesondere dreiphasigen, Wechselspannung versorgbar ist. Die elektrische Maschine kann eine, insbesondere permanenterregte, Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine sein.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fahr- zeug, umfassend den erfindungsgemäßen Antrieb und/oder das erfindungsgemäße Bordnetz.
Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Stromrichter lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Bordnetz übertragen, sodass auch mit diesem die zu- vor beschriebenen Vorteile erzielt werden können.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stromrichters in einem Betriebszustand, in dem die elektrisch leitenden Verbindungen über die Kondensatoren herge stellt sind;
Fig. 2 ein ausschnittsweises Prinzipschaltbild der Filtereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 4 ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stromrichters;
Fig. 5 ein Schaltbild der Überwachungseinrichtung für das zweite Ausfüh- rungsbeispiel;
Fig. 6 ein ausschnittsweises Prinzipschaltbild der Filtereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Strom richters;
Fig. 7 ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 bis 11 jeweils ein Schaltbild einer Schalteinheit gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Stromrichters; und Fig. 12 eine Prinzipskizze eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bordnetzes.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines Stromrich ters 1 .
Der Stromrichter 1 weist eine erste Leitung 2 für ein erstes Potential P1 , eine zweite Leitung 3 für ein zweites Potential P2, das sich vom ersten Potential P1 un terscheidet, und eine dritte Leitung 4 für ein Bezugspotential P3, dass zwischen dem ersten Potential P1 und dem zweiten Potential P2 liegt, auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite Potential P2 niedriger als das erste Potential P1. Der Stromrichter 1 weist ferner eine Filtereinrichtung 5 auf. Die Filtereinrichtung 5 umfasst einen ersten Kondensator 6 und einen zweiten Kondensator 7. Fig. 1 zeigt dabei einen Betriebszustand, in welchem eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung 2 und der dritten Leitung 4 über den ersten Konden- sator 6 und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung 3 und der dritten Leitung 4 über den zweiten Kondensator 7 hergestellt ist. Der erste Kondensator 6 und der zweite Kondensator 7 bilden dabei Y-Kondensatoren aus.
Als optionale Komponenten weist die Filtereinrichtung 5 ferner einen dritten Kon- densator 8 auf, der als sogenannter X-Kondensator zwischen die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 3 geschaltet ist. Ebenfalls optional weist die Filtereinrich tung 5 eine Drossel 9, beispielsweise einen Ferritkern, der um die erste Leitung 2 und in die zweite Leitung 3 angeordnet ist, auf. Die Kondensatoren 6, 7, 8 und die Drossel 9 bilden dabei eine erste Filterstufe der Filtereinrichtung 5 aus.
Optional kann ferner eine weitere Filterstufe vorgesehen sein, die wie die erste Fil terstufe aufgebaut ist und dieser nachgeschaltet ist. Die zweite Filterstufe kann einen ersten Kondensator 6a, einen zweiten Kondensator 7a, einen dritten Kondensator 8a und eine Drossel 9a aufweisen.
Ferner weist der Stromrichter 1 exemplarisch einen Zwischenkreiskondensator 10 und eine Wandlerschaltung 11 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wandlerschaltung 1 1 eine Wechselrichterschaltung, die dazu eingerichtet ist, ei nen über die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 3 bereitgestellte Gleichspan- nung in eine dreiphasige Wechselspannung zu wandeln. Mit der dreiphasigen Wechselspannung ist beispielsweise eine an den Stromrichter 1 angeschlossene elektrische Maschine 12 versorgbar. Die Filtereinrichtung 5 ist an der der Wandler schaltung 11 abgewandten Seite des Zwischenkreiskondensators 10 angeordnet. Fig. 2 und Fig. 3 sind jeweils ausschnittsweise Schaltbilder der Filtereinrichtung 5 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Filtereinrichtung 5 ist dazu eingerichtet, die elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leitung 2 und der dritten Leitung 4 über den ersten Kondensator 6 sowie die elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung 3 und der dritten Leitung 4 über den zweiten Kondensator 7 in Abhängigkeit einer Steuerin- formation 13 herzustellen und zu trennen. Dazu weist die Filtereinrichtung eine erste Schalteinrichtung 14 und eine zweite Schalteinrichtung 15 auf. Jede Schalt einrichtung 14, 15 weist einen ersten Anschluss 16, einen zweiten Anschluss 17 und einen Steueranschluss (nicht gezeigt) zum Empfangen der Steuerinformation 13 auf.
Der erste Kondensator 6 ist zwischen die erste Leitung 2 und den ersten An schluss 16 der ersten Schalteinrichtung 14 geschaltet. Der zweite Anschluss 17 der ersten Schalteinrichtung 14 ist an die dritte Leitung 4 angeschlossen. Der zweite Kondensator 7 ist zwischen die zweite Leitung 3 und den zweiten An- Schluss 17 der zweiten Schalteinrichtung 15 geschaltet. Der erster Anschluss 16 der zweiten Schalteinrichtung 15 ist an die dritte Leitung 4 angeschlossen.
Fig. 3 zeigt ferner eine Schalteinheit 18 einer jeweiligen Schalteinrichtung 14, 15. Die Schalteinheit 18 weist einen Steuereingang (nicht gezeigt) auf und ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der Steuerinformation 13 einen Stromfluss zwischen dem ersten Anschluss 16 und den zweiten Anschluss 17, insbesondere vom ersten Anschluss 16 zum zweiten Anschluss 17, zu schalten. Die Schalteinheit 18 weist ein Schaltelement 19 mit einem Halbleiterschalter 20a und mit einer antipa rallel dazu geschalteten Diode 20b auf. Das Schaltelement 19 ist beispielsweise ein durch einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) und durch ein separates Diodenbauelement ausgebildet. Alternativ können das Schaltelement 19 und die Diode 20 durch einen Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (IGFET), bei spielsweise einen Leistungs-Mosfet, ausgebildet sein, wobei die Diode 20b durch dessen Bodydiode realisiert ist. Alternativ ist das Schaltelement 19 durch einen elektromechanischen Schalter, beispielsweise ein Relais oder einen Schütz, ausgebildet. Fig. 3 zeigt ferner zwei Entladewiderstände 21 , die jeweils parallel zum ersten Kondensator 6 und zum zweiten Kondensator 7 geschaltet sind. Durch die Entla dewiderstände 21 ist in den Kondensatoren 6, 7 gespeicherte elektrische Energie in Wärme umsetzbar, wenn die elektrisch leitenden Verbindungen über die Kon- densatoren 6, 7 durch die Schalteinrichtung 14, 15 getrennt sind, d. h., wenn das jeweilige Schaltelement 19 sperrt.
Die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Schalteinrichtung 14, 15 können in entspre chender Weise bei den weiteren ersten und zweiten Kondensatoren 6a, 7a der in Fig. 1 gezeigten zweiten Filterstufe vorgesehen sein und durch dieselbe Steuerinformation 13 ansteuerbar sein.
Fig. 4 ist ein ausschnittsweises Schaltbild der Filtereinrichtung 5 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1. Auf das zweite Ausführungsbei- spiel lassen sich die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel übertragen, soweit im Folgenden nichts Abweichendes beschrieben wird. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Fig. 4 zeigt zunächst die Steueranschlüsse 22 der ersten Schalteinrichtung 14 und der zweiten Schalteinrichtung 15. Ebenso gezeigt sind die Steuereingänge 23 ei nerjeweiligen Schalteinheit 18 der ersten Schalteinrichtung 14 und der zweiten Schalteinrichtung 15.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der erste Kondensator 6 zwi- sehen die erste Leitung 2 und den ersten Anschluss 16 der ersten Schalteinrichtung 14 geschaltet. Der zweite Anschluss 17 der ersten Schalteinrichtung 14 ist an die dritte Leitung 4 angeschlossen. Der zweite Kondensator 7 ist zwischen die dritte Leitung 4 und den ersten Anschluss 16 der zweiten Schalteinrichtung 15 ge schaltet. Der zweite Anschluss 17 der zweiten Schalteinrichtung 15 ist an die zweite Leitung 3 angeschlossen. Die Schalteinrichtungen 14, 15 weisen darüber hinaus jeweils einen Normalbetriebsschaltung 24 auf.
Die Normalbetriebsschaltung 24 umfasst ein Spannungsbegrenzungselement 25, dass zwischen den Steuereingang 23 der Schalteinheit 18 und den zweiten Anschluss 17 geschaltet ist. Das Spannungsbegrenzungselement ist beispielsweise eine Zenerdiode, deren Katode an den Steuereingang 23 und deren Anode an den zweiten Anschluss 17 angeschlossen ist. Darüber hinaus weist die Normalbetriebsschaltung 24 ein Widerstandselement 26 auf. Das Widerstandselement 26 ist zwischen den Steuereingang 23 der Schalt einheit 18 und einen dritten Anschluss 27 der Schalteinrichtung 14, 15 geschaltet. Der dritte Anschluss 27 ist an denjenigen Pol des Kondensators 6, 7 angeschlossen, der weder mit dem ersten Anschluss 16 noch mit dem zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14, 15 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die dritte Anschluss 27 der ersten Schalteinrichtung 14 an die erste Leitung 2 angeschlossen und der dritte Anschluss 27 der zweiten Schalteinrichtung 15 an die dritte Leitung 4 angeschlossen. Das Widerstandselement 26 weist exemplarisch ein Widerstandswert von mehr als zehn Megaohm auf und ist aus mehreren, beispielhaft dreizehn, in Reihe geschalteten Widerstandsbauelementen mit einem Widerstandswert von jeweils einem Megaohm gebildet.
Zusätzlich weist jede Schalteinrichtung 14, 15 ferner eine Eingangsschaltung 28 auf. Die Eingangsschaltung 28 ist zwischen den Steueranschluss 22 der Schalt- einrichtung 14, 15 und den Steuereingang 23 der Schalteinheit 18 geschaltet und dazu eingerichtet, die Schalteinheit 18 zum Unterbrechen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem ersten Anschluss 16 und dem zweiten Anschluss 17 anzusteuern, wenn der Steueranschluss 22 und der zweite Anschluss 17 auf dem selben Potential liegen. Die Steuerinformation 13 (siehe Fig. 2) kann im vorliegen- den Ausführungsbeispiel für die erste Schalteinrichtung 14 durch ein auf dem Bezugspotential P3 liegendes Signal und bei der zweiten Schalteinrichtung 15 durch ein auf dem zweiten Potential P2 liegendes Signal repräsentiert werden. Die Eingangsschaltung weist hier beispielhaft ein Schaltelement in Form eines npn-Bipo- lartransistors auf. Im Detail weist das Schaltelement 19 der Schalteinheit 18 einer jeweiligen Schalteinrichtung 14, 15 einen Anschluss erster Art 29, einen Anschluss zweiter Art 30, einen Anschluss dritter Art 31 und eine zwischen dem Anschluss erster Art 29 und dem Anschluss zweiter Art 30 ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art 31 und dem Anschluss zweiter Art 30 anliegenden Spannung vorgebbar ist, wobei die Anschlüsse 29 bis 31 der Übersichtlichkeit halber nur bei der zweiten Schalteinrichtung 15 gezeigt sind. Der Anschluss erster Art 29 ist mit dem ersten Anschluss 16 verbunden, der Anschluss zweiter Art 30 ist mit dem zweiten Anschluss 17 verbunden, der Anschluss dritter Art 31 ist mit dem Steuereingang 23 verbunden. Bei Ausgestaltung der Schalteinheit 18 mit einem IGBT ist der Anschluss erster Art 29 ein Kollektor anschluss, der Anschluss zweiter Art 30 ein Emitteranschluss und der Anschluss dritter Art 31 ein Gateanschluss. Bei einer Ausgestaltung der Schalteinheit 18 mit einem IGFET ist der Anschluss erster Art 29 ein Drainanschluss, der Anschluss zweiter Art 30 ein Sourceanschluss und der Anschluss dritter Art 31 ein Gatean- Schluss.
Fig. 5 ist ein Schaltbild einer Überwachungseinrichtung 36 für das zweite Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1. Die optionale Überwachungseinrichtung 36 dazu eingerichtet eine Detektion, ob der erste Kondensator 6 und der zweite Kondensator 7 mit der dritten Leitung 4 verbunden sind, durchzuführen und ein ein Ergebnis der Detektion beschreiben des Überwachungssignal 36a bereitzustellen. Die Überwachungseinrichtung 36 weist für jede Schalteinrichtung 14, 15 ein
Schaltelement 50, hier in Form eines pnp-Bipolartransistors, mit einem Anschluss erster Art 50a, einem Anschluss zweiter Art 50b, einem Anschluss dritter Art 50c und einer zwischen dem Anschluss erster Art 50a und dem Anschluss zweiter Art 50b ausgebildeten Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwi schen dem Anschluss dritter Art 50c und dem Anschluss zweiter Art 50b anliegen den Spannung vorgebbar ist, auf. Der Anschluss dritter Art 50c ist über eine Diode 51 mit dem ersten Anschluss 16 der Schalteinrichtung 14, 15 verbunden. Der Anschluss zweiter Art 50b ist an eine Spannungsquelle 52 angeschlossen. Der An schluss erster Art 50a ist über einen Widerstand 53 mit dem zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14, 15 verbunden, wobei das Überwachssignal 36a zwi schen dem Anschluss erster Art 50a und dem Widerstand 53 bereitstellbar ist. Op- tional kann vorgesehen sein, dass der Anschluss dritter Art 50c über einen Widerstand 54 mit der Spannungsquelle 52 und/oder über einen Kondensator 55 mit dem zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14, 15 verbunden ist. Im vorlie genden Ausführungsbeispiel beschreibt das Überwachungssignal 36a auch, welcher Kondensator 6, 7 mit der dritten Leitung 4 verbunden ist.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen ausschnittsweise eine Filtereinrichtung 5 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1. Dabei ist Fig. 6 eine Prinzipskizze und Fig. 7 ein Schaltbild. Auf das dritte Ausführungsbeispiel lassen sich die Ausführungen zum zweiten Ausführungsbeispiel übertragen, soweit im Folgenden nichts Abweichendes beschrieben wird. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist eine, insbesondere genau eine, Schaltein richtung 14 vorgesehen. Der erste Kondensator 6 ist an die erste Leitung 2 ange- schlossen. Der zweite Kondensator 7 ist an die zweite Leitung 3 angeschlossen. Der erste Kondensator 6, der zweite Kondensator 7 und der erste Anschluss 16 der Schalteinrichtung 14 sind an einen gemeinsamen Schaltungsknoten 32 ange schlossen. Der zweite Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14 ist an die dritte Lei tung 4 angeschlossen.
Die Schalteinheit 18 der Schalteinrichtung 14 weist gemäß dem dritten Ausfüh rungsbeispiel einen ersten Steuereingang 23 und einen zweiten Steuereingang 23a auf. Die Schalteinheit 18 umfasst ein erstes Schaltelement 19 und ein zweites Schaltelement 19a, die jeweils einen Anschluss erster Art 29, einen Anschluss zweiter Art 30, einen Anschluss dritter Art 31 und eine zwischen dem Anschluss erster Art 29 und dem Anschluss zweiter Art 30 ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art 31 und dem Anschluss zweiter Art 29 anliegenden Spannung vorgebbar ist. Die Anschlüsse zweiter Art 30 des ersten Schaltelements 19 und des zweiten Schaltelements 19a sind aneinander angeschlossen. Die Anschlüsse dritter Art 31 sind in Abhängigkeit der Steuerinformation 13 (siehe Fig. 1) ansteuerbar.
Der Anschluss erster Art 29 des ersten Schaltelements 19 bildet den ersten An schluss 16 der Schalteinrichtung 14 aus. Der Anschluss erster Art 29 des zweiten Schaltelements 19a bildet den zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14 aus. Der erste Steuereingang 23 ist an die Anschlüsse dritter Art 31 des ersten Schalt- elements 19 und des zweiten Schaltelements 19a angeschlossen. Der zweite
Steuereingang 23a ist an die Anschlüsse zweiter Art 30 des ersten Schaltelements 19 und des zweiten Schaltelements 19a angeschlossen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schaltelemente 19, 19a jeweils durch einen IGFET, exemplarisch durch einen Leistungs-Mosfet mit einer maxima len Sperrspannung von 1 ,2 Kilovolt, ausgebildet. Die Schalteinheit 18 bildet eine bidirektional leitende und sperrende Common-Source-Schaltung aus den zwei Schaltelementen 19, 19a, aus. Daneben weist die Schalteinheit 18 eine Suppress ordiode 33 auf, die parallel zu den Schaltelementen 19, 19a an den ersten An- Schluss 16 und an den zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14 angeschlossen ist.
Die Normalbetriebsschaltung 24 weist - wie im zweiten Ausführungsbeispiel - das Spannungsbegrenzungselement 25 und das Widerstandselement 26, von dem in Fig. 7 einzelne Widerstandsbauelemente 34 dargestellt sind, auf. Dabei ist das Spannungsbegrenzungselement 25 zwischen den ersten Steuereingang 23 und den zweiten Steuereingang 23a der Schalteinheit 18 geschaltet. Die Kathode der Zenerdiode ist mit dem ersten Steuereingang 23 verbunden. Die Anode der Zenerdiode ist mit dem zweiten Steuereingang 23a verbunden. Das Widerstandsele ment 26 ist zwischen den ersten Steuereingang 23 der Schalteinheit 18 und den dritten Anschluss 27 der Schalteinrichtung 14 geschaltet. Der dritte Anschluss 27 ist an die erste Leitung 2 angeschlossen.
Beim dritten Ausführungsbeispiel ist der Steueranschluss 22 über die Eingangs schaltung 28 mit den Steuereingängen 23, 23a verbunden. Die Eingangsschaltung 28 ist exemplarisch durch einen npn-Bipolartransistor ausgebildet.
Das Widerstandselement 26 dient gemeinsam mit einem Widerstandselement 35 der Filtereinrichtung 5 der Symmetrierung der Ladungsverteilung zwischen dem ersten Kondensator 6 und dem zweiten Kondensator 7 in bestimmten Betriebszuständen. Das Widerstandselement 35 ist zwischen die zweite Leitung 3 und die dritte Leitung 4 geschaltet und wie das Widerstandselement 26 der Normalbe triebsschaltung 24 ausgebildet.
Optional weist die Filtereinrichtung 5 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine Überwachungseinrichtung 36 auf.
Optional weist die Filtereinrichtung 5 eine Isolationseinrichtung 37 auf, die einen ersten Eingang 38a und einen vom ersten Eingang 38a elektrisch entkoppelten Ausgang 39a aufweist und dazu eingerichtet ist, die am ersten Eingang 38a bereit gestellte Steuerinformation 13 der Schalteinrichtung 14 am ersten Ausgang 39a bereitzustellen. Daneben kann die Isolationseinrichtung 37 einen zweiten Eingang 38b und einen davon elektrisch entkoppelten zweiten Ausgang 39b aufweisen und dazu eingerichtet sein, das am zweiten Eingang 38b bereitgestellte Überwa chungssignal 36a am zweiten Ausgang 39b bereitzustellen. Die Entkopplung zwi schen einen jeweiligen Eingang 38a, 38b und einem jeweiligen Ausgang 39a, 39b erfolgt hier optisch mittels Optokopplern. Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen erfolgt die Entkopplung induktiv oder kapazitiv. Sofern der erste Kondensator 6a und der zweite Kondensator 7a der zweiten Filterstufe gemäß Fig. 1 vorgesehen ist, können die Kondensatoren 6a, 7a an den gemeinsamen Schaltungsknoten 32 angeschlossen sein, so dass die Schaltein richtung 14 gemeinsam für beide Filterstufen vorgesehen ist.
Fig. 8 ist ein ausschnittsweises Schaltbild eine Filtereinrichtung 5 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel des Stromrichters 1 , auf das sich die Ausführungen zum dritten Ausführungsbeispiel übertragen, soweit im Folgenden nichts Abwei chendes beschrieben wird. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Beim vierten Ausführungsbeispiel wird auf eine Normalbetriebsschaltung und eine Eingangsschaltung verzichtet. Die Isolationseinrichtung 37 stellt hier eine von der Steuerinformation abhängige Steuerspannung 60 an den Steuereingängen 23, 23a der Schalteinheit 18 bereit.
Fig. 8 zeigt ferner eine weitere mögliche Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung 36. Die Überwachungseinrichtung 36 weist eine Stromquelle 70 auf, die einerseits über eine Diode 71 an den ersten Anschluss 16 der Schalteinrichtung 14 und über eine Diode 72 an den zweiten Anschluss 17 der Schalteinrichtung 14 und andererseits an den zweiten Steuereingang 23a der Schalteinheit 18 angeschlossen ist, wobei das Überwachungssignal 36a zwischen den Dioden 71 , 72 und der Stromquelle 70 bereitstellbar ist. Parallel zur Stromquelle 70 ist ferner ein Spannungsbegrenzungselement 73, hier in Form einer Zenerdiode, geschaltet. Die Stromquelle 70 der Überwachungseinrichtung 36 ist hier durch eine von der Isolationseinrichtung 37 bereitgestellte Betriebsspannung 74 betreibbar.
Fig. 8 zeigt ferner ein weiteres Widerstandselement 35a, das zwischen die erste Leitung 2 und die dritte Leitung 4 geschaltet ist und gemeinsam mit dem Wider- Standselement 35 der Symmetrierung der Ladungsverteilung zwischen dem ersten Kondensator 6 und dem zweiten Kondensator 7 dient. Die Widerstandselemente 35, 35a sind identisch ausgebildet. Fig. 9 bis Fig. 11 sind jeweils ein Schaltbild einer Schalteinheit 18 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Stromrichters 1 , die im Übrigen dem dritten oder vierten Ausführungsbeispiel entsprechen. Dabei sind gleiche o- der gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Die Schalteinheiten 18 gemäß Fig. 9 und Fig. 10 bilden jeweils eine bidirektional leitende und sperrende Schalteinheit auf Basis von lediglich unidirektional leiten den und/oder sperrenden Schaltelementen aus.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 sind die Anschlüsse erster Art 29 des ers ten Schaltelements 19 und des zweiten Schaltelements 19a aneinander ange schlossen. Die Anschlüsse zweiter Art 30 der Schaltelemente 19, 19a bilden die Anschlüsse 16, 17 der Schalteinrichtung 14 aus. Die Schaltelemente 19, 19a bil- den eine Common-Drain-Schaltung oder eine Common-Collector-Schaltung aus.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 ist nur ein Schaltelement 19 vorgesehen, das parallel zu zwei Halbbrücken eines Brückengleichrichters 40 mit Dioden 41a, 41b, 41c, 41 d geschaltet ist. Die Anschlüsse 16, 17 der Schalteinrichtung 14 sind durch Abgriffe zwischen den Dioden 41 a, 41 b bzw. 41 c, 41 d einer jeweiligen Halbbrücke ausgebildet.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 ist das Schaltelement 19 als rückwärts sperrender IGBT (RB-IGBT) ausgebildet. Die Anschlüsse 16, 17 der Schalteinrich- tung 14 sind durch Anschlüsse an eine Schaltstrecke des RB-IGBT ausgebildet.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist die Isolationseinrichtung 37 bei den Stromrichtern 1 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, die einem der zuvor beschriebenen Aus- führungsbeispiele entsprechen, ist die Schalteinheit 18 durch ein elektromechanisches Schaltelement, beispielsweise ein Relais oder einen Schütz, ausgebildet. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, die dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen, ist die Schalteinheit 18 einer jeweiligen Schalteinrich tung 14, 15 bidirektional leitend und/oder sperrend ausgebildet und kann der Schalteinheit 18 gemäß Fig. 7 oder Fig. 9 bis Fig. 11 entsprechen.
Fig. 12 ist eine Prinzipskizze eines Fahrzeugs 100 mit einem Ausführungsbeispiel eines Bordnetzes 101.
Das Fahrzeug 100 ist ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, beispielsweise ein bat- terieelektrisches Fahrzeug (BEV) oder ein Hybridfahrzeug.
Das Bordnetz 101 weist einen Stromrichter 1 gemäß einem der zuvor beschriebe nen Ausführungsbeispiele auf. Der Stromrichter 1 ist hier exemplarisch als DC- AC-Wandler für die elektrische Maschine 12 ausgebildet. Daneben umfasst das Bordnetz eine Traktionsbatterie 102, beispielsweise mit einer Nennspannung von wenigstens 400 Volt. Vorgesehen ist ferner eine Ladeeinrichtung 103 zum Aufla den der Traktionsbatterie 102 aus einem fahrzeugexternen elektrischen Netz 104. Die Ladeeinrichtung 103 kann als DC-DC-Wandler oder AC-DC-Wandler zwischen dem elektrischen Netz 104 und dem Bordnetz 101 und entsprechend einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele als Stromrichter 1 a ausgebildet sein. Optional kann ein Gleichspannungswandler 105 im Bordnetz 101 vorgesehen sein, welcher dazu eingerichtet ist, das Bordnetz 101 mit einem weiteren Bordnetz 106, beispielsweise einem Niederspannungsbordnetz mit einen Nennspannung von 12 oder 24 Volt, des Fahrzeugs 100 zu koppeln. Auch der Gleichspannungs- wandler 105 Stromrichter 1b in Form eines DC-DC-Wandlers entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
Das Bordnetz 101 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 107, die dazu eingerich tet ist, die Steuerinformation 13 zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindun- gen in den Filtereinrichtungen 5 des Stromrichter 1 , und ggf. auch der Stromrichter 1a, 1b, bereitzustellen, wenn die Ladeeinrichtung 103 die Traktionsbatterie 102 lädt. Optional kann das Uberwachungssignal 36a von dem Stromrichter 1 oder den Stromrichtern 1 , 1a, 1b an die Steuereinrichtung 107 übertragen werden.
Der Stromrichter 1 und die elektrische Maschine 12 bilden einen Antrieb 108 für das Fahrzeug 100 aus.

Claims

Patentansprüche
1. Stromrichter (1 , 1 a, 1 b) für ein Bordnetz (101 ) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (100), aufweisend - eine erste Leitung (2) für ein erstes Potential (P1),
- eine zweite Leitung (3) für ein zweites Potential (P2), das sich vom ersten Potential (P1) unterscheidet, eine dritte Leitung (4) für ein Bezugspotential (P3), das zwischen dem ers ten Potential (P1) und dem zweiten Potential (P2) liegt, und - eine Filtereinrichtung (5), die einen ersten Kondensator (6) und einen zweiten Kondensator (7) aufweist und dazu eingerichtet ist, eine elektrisch lei tende Verbindung zwischen der ersten Leitung (2) und der dritten Leitung (4) über den ersten Kondensator (6) sowie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Leitung (3) und der dritten Leitung (4) über den zweiten Kondensator (7) in Abhängigkeit einer Steuerinformation (13) her zustellen und entlang wenigstens einer Stromrichtung zu trennen.
2. Stromrichter nach Anspruch 1 , wobei die Filtereinrichtung (5) dazu eingerichtet ist, die elektrisch leitenden Verbindun- gen in einem Betriebszustand des Stromrichters (1, 1a, 1b), in welchem eine über einem vorgegebenen Spannungsschwellwert liegende Spannung zwischen der ersten Leitung (2) und der zweiten Leitung (3) anliegt, herzustellen und bei Empfang der Steuerinformation (13) zu trennen. 3. Stromrichter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filtereinrichtung (5) wenigstens eine Schalteinrichtung (14, 15) aufweist, die
- einen ersten Anschluss (16),
- einen zweiten Anschluss (17),
- einen Steueranschluss (22) zum Empfangen der Steuerinformation (13) und - eine Schalteinheit (18), welche wenigstens einen Steuereingang (23, 23a) aufweist und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Steuerinformation (13) einen Stromfluss zwischen dem ersten Anschluss (16) und dem zweiten Anschluss (17) zu schalten.
4. Stromrichter nach Anspruch 3 wobei die Schalteinheit (18) dazu eingerichtet ist, den Stromfluss bidirektional zu leiten und/oder zu sperren.
5. Stromrichter nach Anspruch 3 oder 4, wobei der wenigstens eine Steuereingang (23, 23a) der Schalteinheit (18) einen ersten Steuereingang (23) und einen zweiten Steuereingang (23a) umfasst.
6. Stromrichter nach den Ansprüchen 4 und 5, wobei die Schalteinheit (18) ein erstes Schaltelement (19) und ein zweites Schaltelement (19a) umfasst, die jeweils einen Anschluss erster Art (29), einen Anschluss zweiter Art (30), einen Anschluss dritter Art (31 ) und eine zwischen dem Anschluss erster Art (29) und dem Anschluss zweiter Art (30) ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art (31) und dem Anschluss zweiter Art (30) anliegenden Spannung vorgebbar ist, aufweisen, wobei die Anschlüsse zweiter Art (30) des ersten Schaltelements (19) und des zweiten Schaltelements (19a) aneinander angeschlossen sind und die Anschlüsse dritter Art (31) in Abhängigkeit der Steuerinformation (13) ansteuerbar sind, wobei der Anschluss erster Art (29) des ersten Schaltelements (19) den ersten Anschluss (16) der Schalteinrichtung (14) ausbildet und der Anschluss erster Art (29) des zweiten Schaltelements (19a) den zweiten Anschluss (17) der Schalteinrich- tung (14) ausbildet, wobei der erste Steuereingang (23) an die Anschlüsse dritter Art (31) des ersten Schaltelements (19) und des zweiten Schaltelements (19a) angeschlossen ist und der zweite Steuereingang (23a) an die Anschlüsse zweiter Art (30) des ersten Schaltelements (19) und des zweiten Schaltelements (19a) ange schlossen ist.
7. Stromrichter nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Schalteinheit (18) ein erstes Schaltelement (19) und ein zweites Schaltelement (19a) umfasst, die jeweils einen Anschluss erster Art (29), einen Anschluss zweiter Art
(30), einen Anschluss dritter Art (31) und eine zwischen dem Anschluss ers ter Art (29) und dem Anschluss zweiter Art (30) ausgebildete Schaltstrecke, deren Leitzustand in Abhängigkeit einer zwischen dem Anschluss dritter Art
(31) und dem Anschluss zweiter Art (30) anliegenden Spannung vorgebbar ist, aufweisen, wobei die Anschlüsse erster Art (29) des ersten Schaltele ments (19) und des zweiten Schaltelements (19a) aneinander angeschlos sen sind oder - einen Brückengleichrichter (40) mit einem parallel geschalteten Schaltelement (19) aufweist oder ein rückwärtssperrendes Schaltelement (19) aufweist.
8. Stromrichter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der erste Kondensator (6) zwischen die erste Leitung (2) und den ersten An schluss (16) einer ersten Schalteinrichtung (14) der wenigstens einen Schaltein richtung (14, 15) geschaltet ist, wobei der zweite Anschluss (17) der ersten Schalteinrichtung (14) an die dritte Leitung (4) angeschlossen ist, wobei der zweite Kondensator (7) zwischen - die zweite Leitung (3) und den zweiten Anschluss (17) einer zweiten Schalt einrichtung (15) der wenigstens einen Schalteinrichtung (14, 15) geschaltet ist, wobei der erste Anschluss (16) der zweiten Schalteinrichtung (15) an die dritte Leitung (4) angeschlossen ist oder - die dritte Leitung (4) und den ersten Anschluss (16) einer zweiten Schaltein- richtung (15) der wenigstens einen Schalteinrichtung (14, 15) geschaltet ist, wobei der zweite Anschluss (17) der zweiten Schalteinrichtung (15) an die zweite Leitung (3) angeschlossen ist.
9. Stromrichter nach Anspruch 8, wobei die Schalteinrichtung (14, 15) ferner eine Normalbetriebsschaltung (24) aufweist, welche ein Spannungsbegrenzungselement (25), das zwischen den Steuereingang (23) der Schalteinheit (18) und den zweiten Anschluss (17) der Schaltein richtung (14, 15) geschaltet ist, und/oder ein Widerstandselement (26), das zwischen den Steuereingang (23) der Schalteinheit (18) und einen dritten Anschluss (27) der Schalteinrichtung
(14, 15), welcher an einen solchen Pol des Kondensators (6, 7) angeschlos sen ist, der weder mit dem ersten Anschluss (16) noch mit dem zweiten An schluss (17) der Schalteinrichtung (14, 15) verbunden ist, aufweist.
10. Stromrichter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der erste Kondensator (6) an die erste Leitung (2) und der zweite Kondensator (7) an die zweite Leitung (3) angeschlossen sind, der erste Kondensator (6), der zweite Kondensator (7) und der erste Anschluss (16) der Schalteinrichtung (14) an einen gemeinsamen Schaltungsknoten (32) angeschlossen sind und der zweite Anschluss (17) der Schalteinrichtung (14) an die dritte Leitung (4) angeschlossen ist.
11 . Stromrichter nach 10, wenn abhängig von Anspruch 5, wobei die Schalteinrichtung (14) ferner eine Normalbetriebsschaltung (24) aufweist, wel che ein Spannungsbegrenzungselement (25), das zwischen den ersten Steuereingang (23) und den zweiten Steuereingang (23a) der Schalteinheit (18) geschaltet ist, und/oder - ein Widerstandselement (26), das zwischen den ersten Steuereingang (23) der Schalteinheit (17) und die erste oder zweite Leitung (2, 3) geschaltet ist, aufweist.
12. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinrichtung (5) ferner eine Isolationseinrichtung (37) aufweist, die einen Eingang (38a) und einen vom Eingang (38a) elektrisch entkoppelten Ausgang (39a) aufweist und dazu eingerichtet ist, die am Eingang (38a) bereitgestellte Steuerinformation (13) der wenigstens einen Schalteinrichtung (14, 15) am Ausgang (39a) bereitzustellen.
13. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtereinrichtung (5) eine Überwachungseinrichtung (36) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Detektion, ob der erste Kondensator (6) und der zweite Konden sator (7) mit der dritten Leitung (4) verbunden sind, durchzuführen und ein ein Er gebnis der Detektion beschreibendes Überwachungssignal (36a) bereitzustellen. 14. Stromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Zwischenkreiskondensator (10), der zwischen die erste Leitung (2) und die zweite Leitung (3) geschaltet ist, und eine Wandlerschaltung (11), die zwischen die erste Leitung (2) und die zweite Leitung (3) geschaltet ist, wobei die Filtereinrichtung (5) auf der der Wandlerschaltung (11) abgewandten Seite des Zwischen- kreiskondensators (10) angeordnet ist.
15. Bordnetz (101 ) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug (100), aufweisend wenigstens einen Stromrichter (1 , 1a, 1b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Traktionsbatterie (102), eine Ladeeinrichtung (103) zum Aufladen der Traktionsbatterie (102) aus einem fahrzeugexternen elektrischen Netz (104) und eine Steuereinrichtung (107), die dazu eingerichtet ist, die Steuerinformation (13) zum Trennen der elektrisch leitenden Verbindungen bereitzustellen, wenn die Ladeeinrichtung (103) die Traktionsbatterie (102) auflädt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024156386A1 (de) * 2023-01-24 2024-08-02 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung zum aktivieren und deaktivieren eines y-kondensators, stromrichter und elektrisches antriebssystem

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023105561A1 (de) * 2023-03-07 2024-09-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schaltbare Y-Kapazität in einem Inverter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016003290T5 (de) * 2015-07-21 2018-04-05 Mitsubishi Electric Corporation Leistungswandler
DE102017110608A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Inverter
CN111146851A (zh) * 2020-03-12 2020-05-12 深圳威迈斯新能源股份有限公司 一种单三相兼容的转换电路及车载充电机
DE102019128843A1 (de) * 2018-12-11 2020-06-18 Hyundai Motor Company Anordnung zum variablen steuern eines y-kondensators zur störungs-unterdrückungs-steuerung
DE202014011462U1 (de) * 2013-06-11 2021-01-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Ladevorrichtung und Fahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017220982A1 (de) 2017-10-09 2019-04-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Traktionsnetz
DE102018218449A1 (de) 2018-10-29 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Berührungssicherheit für funkentstörte Spannungswandler in einem potentialfreien Gleichspannungsnetz

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014011462U1 (de) * 2013-06-11 2021-01-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Ladevorrichtung und Fahrzeug
DE112016003290T5 (de) * 2015-07-21 2018-04-05 Mitsubishi Electric Corporation Leistungswandler
DE102017110608A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Inverter
DE102019128843A1 (de) * 2018-12-11 2020-06-18 Hyundai Motor Company Anordnung zum variablen steuern eines y-kondensators zur störungs-unterdrückungs-steuerung
CN111146851A (zh) * 2020-03-12 2020-05-12 深圳威迈斯新能源股份有限公司 一种单三相兼容的转换电路及车载充电机
US20210288575A1 (en) * 2020-03-12 2021-09-16 Shenzhen VMAX New Energy Co.,Ltd. Single-phase and three-phase compatible conversion circuit and vehicle-mounted charger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024156386A1 (de) * 2023-01-24 2024-08-02 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung zum aktivieren und deaktivieren eines y-kondensators, stromrichter und elektrisches antriebssystem

Also Published As

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