用于直流电压变换器的调节装置、直流电压变换器和用于调节直流电压变换器的方法与流程

1.本发明涉及一种用于直流电压变换器的调节装置以及一种具有这样的调节装置的直流电压变换器。此外，本发明涉及一种用于调节直流电压变换器的方法。本发明尤其涉及具有多个直流电压转换器模块的直流电压变换器的调节。


背景技术：

2.文献de 10 2016 219 740 a1公开了一种具有多个并联连接的直流电压转换器模块的直流电压变换器。在此，为所有直流电压转换器模块设置了一个共同的电压调节器。此外，为每个直流电压转换器模块设置了单独的电流调节。
3.直流电压转换器被设置用于将输入直流电压变换为输出直流电压，其中所述输入直流电压的电压水平能够与所述输出直流电压的电压水平不同。直流电压转换器的最大的输出功率或最大功率根据所使用的元器件的尺寸而受到限制。为了提高输出功率，必要时能够在直流电压变换器的内部并联连接多个直流电压转换器模块。在并联连接的直流电压转换器运行时，相应的负荷率或满负荷率大多是不一样大，即使输出电流相同并且输出电压由于并联连接而一样大，因为所述并联连接的直流电压转换器具有不一样大的最大功率。单个的直流电压转换器的满负荷率在此应当被考虑为直流电压转换器的当前功率与其最大功率的比例。最大功率的不一样大的原因可能是使用不同的功率等级、例如1200 w或1800 w的直流电压转换器。但是，一个功率级的各个直流电压转换器也已经可能由于构件公差而具有剧烈地、例如以大约5%和更大的幅度偏离彼此的最大功率。在并联连接这些直流电压转换器并且以要么相同的电流要么相同的功率并联运行的情况下，具有较小的最大功率的直流电压转换器与具有较大的最大功率的直流电压转换器相比会具有较高的满负荷率。直流电压转换器的各个构件和组件在以高的满负荷率运行时比在以低的满负荷率运行时经受更强烈的负荷。更强烈地经受负荷的构件和组件老化得更严重，因此更早地失灵并且导致所述直流电压转换器比在以较小的满负荷率运行时更早地失灵。因此，对于包括多个并联连接的直流电压转换器的直流电压变换器来说，存在着以下需求，即：以尽可能相同的满负荷率来运行各个直流电压转换器，以便使所述直流电压变换器的整体寿命最大化。


技术实现要素：

4.本发明公开了一种具有权利要求1的特征的用于直流电压变换器的调节装置、一种具有权利要求5的特征的直流电压变换器以及一种具有权利要求6的特征的用于调节直流电压变换器的方法。
5.相应地提供了：一种用于直流电压变换器的调节装置，所述直流电压变换器具有多个在输出侧并联连接的直流电压转换器模块。所述直流电压变换器包括第一求取单元，其用于根据直流
电压转换器模块的输出电流、输出电压和/或其最大功率或根据代表这些参量的参量来求取直流电压变换器的尤其是当前的总满负荷率。此外，所述直流电压转换器包括满负荷求取单元，其中分别为直流电压转换器模块分配了满负荷求取单元，以用于根据所配属的直流电压转换器模块的输出电流、输出电压和/或其最大功率或者根据代表这些参量的参量来求取所配属的直流电压转换器模块的尤其当前的满负荷率。此外，所述直流电压转换器包括多个满负荷平等调节器，其中分别为直流电压转换器模块分配了满负荷平等调节器，并且所述满负荷平等调节器分别被设计用于：基于所求取的作为额定值的总满负荷率和作为额定值的当前的满负荷率来生成用于分别所配属的直流电压转换器模块的额定电流值并且尤其提供给分别所配属的直流电压转换器模块的电流调节器。
6.提供一种调节装置，该调节装置用于调节多个直流电压转换器模块的运行，所述多个直流电压转换器模块的输出接头被并联连接。所述直流电压模块一起构成直流电压变换器。由于所述输出接头的并联连接，在所有直流电压模块上加载着相同的电压。所述调节装置包括第一求取单元，该第一求取单元求取直流电压变换器的总满负荷率。所述总满负荷率由直流电压变换器的当前功率与直流电压变换器的最大功率的商来形成。为此，一起对各个直流电压模块的当前功率进行计数，其中直流电压转换器的功率例如由直流电压转换器模块的输出电流和输出电压的乘积来得出。由此，在输出电压恒定的情况下，能够仅仅用所检测的输出电流来求取对于直流电压变换器的当前功率而言的度量。所述直流电压变换器的最大功率由各个直流电压转换器模块的最大功率之和来得出并且尤其是作为校准值被预先给定。尤其对于所述调节装置来说，所述直流电压转换器模块的最大功率被假设为恒定的。由所述最大功率的总和也得出所述直流电压变换器的恒定的最大功率。由于共同的输出电压，为了确定所述直流电压变换器的总满负荷率，仅仅确定当前的输出电流（作为各个直流电压转换器模块的输出电流的总和）与直流电压变换器的最大的输出电流的比例就足够了，其中所述直流电压变换器的最大的输出电流由各个直流电压转换器的最大的输出电流的总和得出。充分已知的是，直流电压转换器模块或变换器的不仅输出电压而且输出电流例如也能够从在所述直流电压转换器模块的输入端处测量的参量中确定或者也能够借助于建模从其他相关的数值中求取。因此，所述直流电压变换器的总满负荷率也能够根据以下参量来求取，所述参量代表着输出电流、输出电压或最大功率。
7.此外，所述调节装置包括多个满负荷求取单元。为每个直流电压转换器模块分配了满负荷求取单元。这种数量和分配应该纯示范性地在调节技术上来理解。优选的是，这种满负荷求取单元能够通过软件或硬件借助于仅仅一个或多个组件来实现。所有在公开内容中提到的求取单元可能仅仅被构造为软件。与上述解释相类似，所配属的直流电压转换器模块的满负荷率作为直流电压转换器模块的当前功率与最大功率的商来求取。上述用于求取电参数的解释同样适用，因而直流电压转换器模块的满负荷率也能够根据以下参量来求取，所述参量代表着所述直流电压转换器模块的输出电流、输出电压或最大功率。
8.此外，所述调节装置包括多个满负荷平等调节器，其中同样为直流电压转换器模块各分配了一个满负荷平等调节器。优选的是，这样的满负荷平等调节器能够通过软件或硬件借助于仅仅一个或多个组件来实现。所有在公开内容中提到的满负荷平等调节器可能仅仅被构造为软件。所述满负荷平等调节器输出额定电流值来作为用于分别所配属的直流电压转换器模块的预先规定，其中所求取的总满负荷率作为额定值被输送给所述满负荷平
等调节器并且所求取的满负荷率作为实际值被输送给所述满负荷平等调节器。所述电流额定值能够被输送给布置在直流电压转换器模块之前的电流调节器。就这样产生所述电流调节器和满负荷平等调节器的级联结构。作为替代方案，所述电流额定值能够直接被输送给直流电压转换器模块。
9.有利地提供一种调节器装置，所述调节器装置能够使各个直流电压转换器模块的满负荷度与直流电压变换器的总满负荷度的自动的匹配。由此，不同的并联连接的直流电压转换器模块在该直流电压变换器运行时均匀地经受负荷。这引起所述直流电压变换器的使用寿命的延长，因为避免了单个的直流电压转换器模块的异常的更强烈的负荷。
10.在本发明的另一种设计方案中，根据所配属的直流电压转换器模块的总满负荷率与满负荷率之差来激活满负荷平等调节器。如果所配属的直流电压转换器模块的总满负荷率与满负荷率之差大于能预先给定的第一差值，则尤其激活所述满负荷平等调节器。
11.只有当所配属的直流电压转换器模块的总满负荷率和满负荷率之间的偏差超过能预先给定的差值时，才激活所述满负荷平等调节器。所述差值例如能够是大约10%的百分比值或者绝对值。
12.有利的是，不使用计算资源或避免调节器损失，只要在所述总满负荷率与所述满负荷率之间不存在有意义的偏差。
13.在本发明的另一种设计方案中，如果由于满负荷平等调节器的运行所述直流电压转换器模块之一超过其最大电流，则将所述满负荷平等调节器去除激活或断开。
14.有利的是，尤其在动态的负载点移动的情况下避免单个的直流电压转换器模块的过载。
15.在本发明的另一种设计方案中，根据所述直流电压变换器的工作点的变化来将满负荷平等调节器激活或去除激活。如果所述工作点是稳定的、尤其如果所述工作点在比能预先给定的第一时长要长的时间里是恒定时，则尤其激活所述满负荷平等调节器。如果所述工作点是不稳定的、尤其如果所述工作点在比能预先给定的第二时长要短的时间里是恒定的，则尤其将所述满负荷平等调节器去除激活。
16.例如，工作点能够被描述为在特定的输出电流和特定的输出电压的情况下的工作点。对于稳定的工作点来说，这些参数不改变或几乎不改变。例如，如果所述参数在能预先给定的第一时长的持续时间里、优选在一分钟里与其原始值相差小于+/
‑ꢀ
5%，则工作点是稳定的。例如，如果所述参数在能预先给定的第二时长的持续时间里、优选在一分钟里与其原始值相差大于+/
‑ꢀ
5%，则工作点是不稳定的。允许的偏差以及能预先给定的第一和第二时长应该与运行条件相匹配。例如，系统、例如车辆系统的启动代表着不稳定的工作点。在这个时刻，所述满负荷平等调节器优选被去除激活。因此，不可能由于所述直流电压变换器中的补偿电流而出现各个直流电压转换器模块的过载。
17.有利地提供一种标准，该标准能够实现调节装置的有意义的使用并且防止各个直流电压模块的过载。
18.此外，本发明涉及一种直流电压变换器，其具有多个直流电压转换器模块，所述直流电压转换器模块被设计用于将输入直流电压变换为输出直流电压，其中所述直流电压变换器包括上述调节装置。
19.有利地提供一种直流电压变换器，其包括调节装置，该调节装置能够实现直流电
压模块的均匀的满负荷度。
20.此外，本发明涉及一种用于对具有多个直流电压转换器模块的直流电压变换器进行调节的方法，该方法具有以下步骤：根据直流电压转换器模块的输出电流、输出电压和/或其最大功率或根据代表这些参量的参量来求取所述直流电压变换器的总满负荷率；根据直流电压转换器模块的输出电流、输出电压和/或其最大功率或者根据代表这些参量的参量来求取所述直流电压转换器模块的满负荷率；基于所求取的作为额定值的总满负荷率和作为实际值的满负荷率来生成用于直流电压转换器模块的额定电流值。
21.有利地提供一种方法，所述方法能够使各个直流电压转换器模块的满负荷度自动地与直流电压变换器的总满负荷度相匹配。由此，不同的并联连接的直流电压转换器模块在所述直流电压变换器运行时均匀地经受负荷。这实现了使用寿命的延长，因为避免了单个的直流电压转换器模块的更强烈的负荷。
22.此外，本发明涉及一种计算机程序，该计算机程序被设立用于执行所描述的方法。
23.此外，本发明涉及一种机器可读的存储介质，在所述存储介质上存储了所描述的计算机程序。
24.只要有意义，上述设计方案和改进方案可以任意地相互组合。本发明的其他设计方案、改进方案和实现方案也包括本发明的之前或下面关于实施例所描述的特征的未明确提到的组合。在此，本领域的技术人员尤其也会将单个方面作为改进方案或补充方案添加到本发明的相应的基本形式中。
附图说明
25.下面借助于附图来解释本发明的其它特征和优点。在此：图1示出了按照一种实施方式的具有调节装置的直流电压变换器的示意图；图2示出了如其作为一种实施方式的基础一样的、用于调节直流电压变换器的方法的流程图的示意图。
具体实施方式
26.图1示出了按照一种实施方式的直流电压变换器110的示意图。所述直流电压变换器110包括多个直流电压转换器模块120_i。尤其所有直流电压转换器模块120_i在输入侧并联地被馈以输入电压u_in （在附图中出于简明原因而未示出）。在输出侧，所述直流电压转换器模块120_i同样被并联连接并且提供输出电压u_i，该输出电压相应于直流电压变换器110 的输出电压u_ges。所述直流电压转换器模块120_i能够是所谓的dc/dc转换器，它们将输入直流电压变换为输出直流电压。所述直流电压转换器模块120_i能够是以下直流电压转换器模块，所述直流电压转换器模块将在输入侧提供的直流电压变换为较高的输出电压并且/或者将在输入侧提供的直流电压也变换为比在输入侧提供的直流电压低的直流电压。
27.所述并联连接的直流电压转换器模块120_i能够是多个相同的或同类的直流电压转换器模块。然而，此外也可能的是，一些或必要时所有并联连接的直流电压转换器模块120_i也不同地构建而成。尤其也可能的是，将具有不同的最大功率的直流电压转换器模块120_i并联连接。甚至对于相同类型的直流电压转换器来说，最大功率也可能由于构件公差
而彼此不同。
28.图1此外示出了一种调节器装置100，该调节器装置包括第一求取单元130，以用于根据直流电压转换器模块120_i的输出电流i_i、输出电压u_i和/或其最大功率p_i或根据代表这些参量的参量来求取所述直流电压变换器110的总满负荷率g_ges。所述调节器装置100此外包括多个满负荷求取单元140_i，其中分别为直流电压转换器模块120_i分配了满负荷求取单元140_i，以用于根据所配属的直流电压转换器模块120_i的输出电流i_i、输出电压u_i和/或其最大功率p_i或者根据代表这些参量的参量来求取所配属的直流电压转换器模块120_i的满负荷率g_i。此外，所述调节器装置100包括多个满负荷平等调节器150_i，其中分别为直流电压转换器模块120_i分配了满负荷平等调节器150_i，并且所述满负荷平等调节器150_i分别被设计用于：基于所求取的作为额定值的总满负荷率g_ges和作为实际值的满负荷率g_i来生成用于分别所配属的直流电压转换器模块120_i的额定电流值is_i。
29.图2示出了如其作为用于对具有多个直流电压转换器模块120_i的直流电压变换器110进行调节的方法200的基础一样的流程图的示意图。在步骤s205中开始该方法。在步骤s210中求取所述直流电压变换器110的总满负荷率g_ges。在步骤s220中求取直流电压转换器模块120_i的满负荷率g_i。在步骤s230中生成用于直流电压转换器模块120_i的额定电流值is_i。该方法以步骤240来结束。