[0087]一旦电池电流强度&以及进而在在电池电路8中的电流方向为负(IB〈0)并且已经在步骤71中执行的检验为负(N)，那么调制器43就在步骤74中从接通的子模块5a-5c中选出具有最小的电压偏差Uz1-Uz3的那个子模块5a-5c。调制器43再次检验电压偏差AUe的绝对值是否超过开关值L1 (I ΔυΕ|>Ι^)，该开关值又等同于该选择出的子模块5a_5c的中间电路电压 Uz1-Uz3的值的一半(L1=IiiaxIUzj^mj e 1，2，3 并且 Ej =0}/2)。
[0088]一旦该条件被满足(Y)，调制器43就在步骤75中接通该被选择出的子模块5a_5c并且跳至方法步骤67。另外的情况(N)是调制器43跳至步骤68。
[0089]在条件AUe〈0(AUe>S)并且IB〈0下，调制器43在步骤75中换句话说接通(至今被接通的)具有最小的中间电路电压Uz1-UzJ^子模块5a_5c，当电压偏差绝对值Δ Ue超过该子模块5a_5c的一半中间电路电压U Z1_UZ3时。
[0090]否则，一旦在步骤65，69，72或者74之一中确定出第一开关值L1没有被超出(N)，那么调制器43就在步骤68中确定所有的子模块5a-5c的中间电路电压Uz1-Uz3的偏差AUz (AUz= max {U Z1；U Z2；U Z3}) -min {UZ1；U Z2；U Z3})并且检验该偏差 Δ Uz是否超过一个预设的第二开关值L2(AUz>L2)。
[0091]一旦该条件不被满足(N)，调制器43就跳至方法终点67。
[0092]另一种情况(Y)，调制器就将接通的一个子模块5a_5c相对于一个断开的子模块5a-5c调换。为此，调制器43在步骤76中首先再次检验电池电流强度IbW及进而在在电池电路8中的电流方向是否为正(IB>0)。
[0093]如果可能为(Y)，调制器43在步骤77中断开(至今接通的)具有最大的中间电路电压Uz1-Uz^子模块5a-5c，并且接通(至今断开的)具有最小的中间电路电压U 21_屯的子模块5a-5c并且跳至方法终点67。
[0094]另一种情况(N)，调制器43在步骤78中断开(至今断开的)具有最小的中间电路电压Uz1-UzJ^子模块5a-5c，并且接通(至今接通的)具有最大的中间电路电压U 21_屯的子模块5a-5c并且同样跳至方法终点67。
[0095]根据图5的方法由调制器连续地重复。根据在步骤63至75中执行的情况区别，调制器43再次总是接通或者断开子模块5a-5c，当为此能够将有效电压Ue更好低于调节参数S 一致时，其中，该调制器这样地选择断开或者接通的子模块5a-5c，即中间电路电压Uz1-Uz3最大可能地彼此补偿。同样，调制器43根据在步骤68和76至78中执行的情况区别这样地在子模块5a-5c之间变换，即中间电路电压UZ1-UZ3§大可能地彼此补偿。与根据图4的方法变体方案中不同的是，调制器43在根据图5的方法中并不在周期性的时钟周期中接通或者断开子模块5a-5c，而是仅仅在需要时-因此当在步骤65，69，72，74，或者68中的之一中确定相应的开关值L1或者L 2的超出情况。
[0096]控制单元6在优选的设计方案中通过微控制器形成，在该微控制器中软件技术地实施用于执行前面根据图3至5描述的调节方法的功能。因此，尤其是电压调节模块41，电流调节模块42以及调制器43也通过软件单元形成，其使用用于产生输入控制信号E1-E3的微控制器的硬件。
[0097]尽管根据前面描述的实施例对本发明进行了特别明确的描述，然而其并不受其限制。更多的是能从当前的描述中推导出本发明的另外的设计方案。
[0098]逆变器3尤其可以包括多于(或者少于)三个子模块5a_5c。因此，逆变器3能够尤其用于对多个彼此不相关的负载进行供电。逆变器3例如驱动是个电机，这四个电机分别对应于机动车的一个车轮。在该种情况中，逆变器3包括例如用于每个电动机的每个相绕组的相应的一个子模块。
【主权项】
1.一种用于运行模块化的高频逆变器⑶的方法，所述逆变器包括多个子模块(5a-5c)，所述子模块在输入侧并联地通过电感(7)连接到由直流电压源(4)供电的供电电路⑶中， -其中，每个所述子模块(5a-5c)在输入侧具有半桥(20)并且在输出侧具有至少一个单相的全桥(21)，以及 -其中，所述半桥(20)和所述全桥(21)在每个所述子模块(5a-5c)中分别共同与中间电路电容(22)并联连接成直流电压中间电路(25)， 其中，根据所述方法，所述子模块(5a-5c)交替地连接至所述供电电路(8)，在这种情况下相应地连接上的所述子模块(5a-5c)的所述中间电路电容(22)通过输入侧的所述半桥(20)接入到所述供电电路(8)中， 其特征在于， -测量通过每个所述子模块(5a-5c)的相应的所述中间电路电容(22)下降的中间电路电压(Uz1-Uz3)， -根据所属的所述中间电路电压(Uz1-Uz3)与预设的电压额定值(Uzitl-Uz3tl)之间的电压偏差选择一个或者每个待连接的所述子模块(5a-5c)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少具有最大或者最小的所述电压偏差的所述子模块(5a-5c)被连接到所述供电电路(8)上。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， -确定在所述供电电路(8)中流动的电流(Ib)的电流方向，以及-当所述电流方向为正时，至少具有所述最小的电压偏差的那个所述子模块(5a_5c)被一直连接到所述供电电路(8)上， -当所述电流方向为负时，至少具有所述最大的电压偏差的那个所述子模块(5a_5c)被一直连接到所述供电电路(8)上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，一个或者每个连接上的所述子模块(5a-5c)的输入侧的所述半桥(20)通过输入控制信号(E1-E3)以时钟地方式来驱控。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于， -确定通过所有的所述子模块(5a-5c)的所述中间电路电压(Uz1-Uz3)之和形成的总和电压(Us)，并且 -根据所述总和电压(Us)与所述电压额定值(UZic1-UZ3tl)之和的偏差(AUs)确定用于流动经过所述供电电路⑶的电流的电流额定值(Ibci),以及 -通过接通和断开所述子模块(5a-5c)将流动经过所述供电电路(8)的电流调节到所述电流额定值(Ib)上。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，为所述输入控制信号(E1-E3)的每个时钟周期重新选出一个或者每个待连接的所述子模块(5a-5c)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于， -确定通过所有的连接上的所述子模块(5a-5c)的所述中间电路电压(Uz1-Uz3)之和形成的有效电压(Ue)，并且 -当所述有效电压(Ue)与预设的额定值(S)偏差超过一个预设的切换值(LI，L2)时，待连接的所述子模块(5a_5c)被转换。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开关值(Li)被确定为被选定的所述子模块(5a-5c)的所述中间电路电压的一半。9.一种模块化的高频逆变器(3)，具有 -多个子模块(5a-5c)，所述子模块在输入侧并联地通过电感(7)连接到引入直流电压源⑷的供电电路⑶中， -其中，每个所述子模块(5a-5c)在输入侧具有半桥(20)并且在输出侧具有至少一个单相的全桥(21)，以及 -其中，所述半桥(20)和所述全桥(21)在每个所述子模块(5a-5c)中分别共同与中间电路电容(22)并联连接成直流电压中间电路(25)，以及 -控制装置￠)，所述控制装置用于驱控所述子模块(5a-5c)的输入侧的所述半桥(20)，其中所述控制装置(6)配置为执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
【专利摘要】本发明涉及一种模块化的高频逆变器(3)及其运行的方法。逆变器(3)包括多个子模块(5a-5c)，其在输入侧并联地通过电感(7)连接到由直流电压源(4)供电的供电电路(8)中。每个子模块(5a-5c)在输入侧具有半桥(20)并且在输出侧具有至少一个单相的全桥(21)。半桥(20)和全桥(21)在每个子模块(5a-5c)中分别与共同中间电路电容(22)并联连接成直流电压中间电路(25)。根据该方法，子模块(5a-5c)交替地连接至供电电路(8)，其中相应地连接上的子模块(5a-5c)的中间电路电容(22)通过输入侧的半桥(20)接入到供电电路(8)中。在此，测量通过每个子模块(5a-5c)的相应的中间电路电容(22)下降的中间电路电压(UZ1-UZ3)。一个或者每个待连接的子模块(5a-5c)根据所属的中间电路电压(UZ1-UZ3)与预设的电压额定值(UZ10-UZ30)之间的电压偏差选择。
【IPC分类】B60L7/10, H02M7/66, H02M7/797
【公开号】CN104955672
【申请号】CN201480006856
【发明人】马克·希勒
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年1月16日
【公告号】DE112014000631A5, EP2762347A1, WO2014118008A1