WO2020025585A1 - Wechselrichter mit zwischenkreisschutz - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for protecting an inverter intermediate circuit within an inverter.
  • Inverters are generally used to convert an existing DC voltage into an AC voltage. This alternating voltage can be fed into a power supply network, for example. Inverters can be designed for the generation of single-phase alternating current or three-phase alternating current or three-phase current. A distinction is also made between self-commutated inverters, which are also referred to as island changers, and third-party or network-controlled inverters.
  • a solar inverter forms part of a solar system.
  • the intermediate circuit is an electrical device that decouples various Umrich ter (DC / DC converter and DC / AC converter) as energy storage. In the case of a DC voltage intermediate circuit, the decoupling is carried out by means of intermediate circuit capacitors at constant voltage and variable current.
  • Capacitors are connected in series when the voltage to be applied is greater than the permissible voltage at single capacitor. Electrolytic capacitors are conventionally used in intermediate circuits. These electrolytic capacitors are usually available with a nominal voltage of up to approx. 500 V. Usually, who in circuit arrangements that store electrical energy in electrolytic capacitors with voltages above 500 V provide two or more electrolytic capacitors connected in series. Since high voltages can occur at the input of the inverter in the case of solar generators, several capacitors are connected in series on the intermediate circuit of the inverter for energy buffering on the input side.
  • EP 2 145 368 B1 a circuit arrangement for monitoring the voltage distribution of series-connected capacitors of an inverter intermediate circuit.
  • a voltage divider is provided in parallel with the capacitors of the intermediate circuit, which divides the voltage between the two capacitors, a protective diode being arranged in series with a series resistor in parallel with each capacitor in such a way that the threshold voltage of the protective diode is lower than that permissible voltage of the capacitor arranged in parallel with the protective diode is, a protective circuit is arranged in parallel with the series resistors.
  • the invention accordingly provides an inverter with a DC / DC converter which converts a DC voltage obtained from a DC voltage source into an intermediate circuit voltage of an intermediate circuit,
  • a monitoring unit which monitors capacitors of the intermediate circuit to protect against overvoltages, the monitoring unit if an overvoltage occurs at least one of the capacitors of the intermediate circuit and / or if an asymmetrical voltage distribution of the voltages falling across the capacitors of the intermediate circuit occurs, from the direct voltage source energy transferred to the DC link is reduced by controlling the DC / DC converter.
  • the inverter according to the invention thus protects the intermediate circuit contained therein from overvoltages by controlling the DC / DC converter already contained within the inverter.
  • a circuit technology It is not necessary to change the DC link contained within the inverter.
  • the monitoring unit controls a clocked switch of the DC / DC converter via control logic to protect the intermediate circuit from overvoltages.
  • the clocked switch of the DC / DC converter is activated via the control logic by the monitoring unit as soon as an overvoltage is detected on one of the capacitors of the intermediate circuit or an asymmetrical voltage distribution of the voltages falling across the capacitors of the intermediate circuit is detected.
  • the monitoring unit controls the clocked switch of the DC / DC converter when an overvoltage occurs on one of the capacitors of the intermediate circuit or when an asymmetrical voltage distribution of the voltages falling across the capacitors of the intermediate circuit occurs in such a way that the energy transmitted from the DC voltage source to the intermediate circuit via the DC / DC converter is reduced.
  • the DC / DC converter has a step-up converter circuit which raises a DC voltage generated by a DC voltage source to a predetermined intermediate circuit voltage of the intermediate circuit.
  • the DC voltage source connected to the DC / DC converter has at least one photovoltaic module.
  • the monitoring unit of the intermediate circuit controls a clocked boost switch of the step-up converter circuit via the control logic if an overvoltage on one of the capacitors of the intermediate circuit and / or an asymmetrical voltage distribution of the voltages dropping across the capacitors of the intermediate circuit the monitoring unit of the inverter is detected.
  • the DC / AC converter of the inverter is connected on the output side via at least one choke coil and at least one AC relay to a voltage supply network.
  • the monitoring unit of the inverter stores the occurrence of an overvoltage on one of the capacitors of the intermediate circuit and / or the occurrence of an asymmetrical voltage distribution of the voltages falling on the capacitors of the intermediate circuit in a memory of the monitoring unit and / or Activates a protective operating mode to protect the capacitors of the intermediate circuit against overvoltages.
  • the monitoring unit issues a fault. signal from an interface if an overvoltage on one of the capacitors of the intermediate circuit and / or an asymmetrical voltage distribution of the voltages falling on the capacitors of the intermediate circuit is detected by the monitoring unit of the inverter.
  • voltage drops across each of the capacitors connected in series within the intermediate circuit are sensively detected or measured by means of voltage sensors of the monitoring unit.
  • the intermediate circuit has at least two series-connected electrolytic capacitors.
  • the monitoring unit and the control logic are supplied with a supply voltage by the DC voltage source.
  • the monitoring unit has its own power supply unit, which is connected to a voltage supply network.
  • the invention provides a method for protecting an inverter intermediate circuit with the features specified in claim 12.
  • the invention accordingly provides a method for protecting an intermediate DC link which is used to buffer one of a DC / DC converter is provided and has several capacitors,
  • a clocked switch of the DC / DC converter is activated in such a way that an energy transferred from a direct voltage source via the DC / DC converter to the intermediate circuit is reduced.
  • a voltage difference between the voltages dropping across the capacitors of the intermediate circuit is averaged.
  • an asymmetrical voltage distribution is detected as soon as the determined voltage difference between the voltages falling across the capacitors of the intermediate circuit exceeds a threshold value.
  • FIG. 1 is a block diagram of an exemplary embodiment of the inverter according to the invention.
  • Fig. 2 is a circuit diagram showing an exemplary embodiment from an inverter according to the invention.
  • FIG. 3 shows a flow diagram to illustrate an exemplary embodiment of a method according to the invention for protecting an inverter intermediate circuit
  • Fig. 4a circuit diagrams to illustrate possible An
  • FIG. 1 shows a block diagram showing an exemplary embodiment of an inverter 1 according to the invention.
  • the inverter 1 has an input 2 which is connected to a
  • this DC voltage source 3 can be connected.
  • this DC voltage source 3 has at least one photovoltaic module and supplies a DC voltage to the input 2 of the inverter 1.
  • the inverter 1 contains a DC / DC converter 4, which is the one of the DC voltage source 3 DC voltage obtained in an inter mediate circuit voltage for an intermediate circuit 5 of the inverter age 1 converts.
  • the inverter 1 also contains a DC / AC converter 6, which converts the intermediate circuit voltage of the intermediate circuit 5 into an alternating voltage, which is output at an output 7 of the inverter 1.
  • the changer judge 1 has a monitoring unit 8 which is connected to the intermediate circuit 5.
  • the monitoring unit 8 monitors the capacitors of the intermediate circuit 5 to protect the intermediate circuit 5 against overvoltages. If an overvoltage occurs on at least one of the capacitors C of the intermediate circuit 5, the monitoring unit 8 reduces the energy transferred from the DC voltage source 3 to the intermediate circuit 5 by driving the DC / DC converter 4, as shown schematically in FIG. 1.
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 is integrated in a processor in a possible embodiment.
  • the monitoring unit 8 can use a control logic 10 to switch a clocked switch within the DC / DC Control converter 4 in such a way that the energy transferred from the DC voltage source 3 to the intermediate circuit 5 is reduced.
  • the monitoring unit 8 of the inverter 1 can store the occurrence of an overvoltage on one of the capacitors C of the intermediate circuit 5 and / or the occurrence of an asymmetrical voltage distribution of the voltages falling on the capacitors C of the intermediate circuit 5 in a local memory and / or a protective Activate drive mode to protect the capacitors C of the DC link 5 from overvoltages.
  • Protection mode of operation is preferably one within the
  • DC / DC converter 4 provided clocked switch controlled in such a way that the electrical energy transferred from the DC voltage source 3 to the intermediate circuit 5 via the DC / DC converter 4 is reduced.
  • the switch is preferably cycled periodically, the transmitted electrical energy being reduced to the intermediate circuit 5 from the
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 automatically generates an error signal F which occurs when an overvoltage occurs on one of the capacitors C of the intermediate circuit 5 or when an asymmetrical voltage distribution of the voltages falling on the capacitors C of the intermediate circuit 5 occurs Interface 9 of the inverter 1 can be output.
  • This error signal F can indicate to further controls within the circuit arrangement that the inverter 1 is now working in a protective operating mode ar.
  • a plurality of capacitors C are connected in series with one another within the intermediate circuit 5. The voltage drops across each of the capacitors C connected in series within the intermediate circuit 5 are sensed and sent to the intermediate circuit
  • the intermediate circuit 5 has at least two series-connected electrolytic capacitors.
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 can be connected to the DC voltage source 3 from the input side be supplied with a supply voltage.
  • the monitoring unit 8 or the inverter 1 has its own power supply unit, which is supplied by a voltage supply network.
  • FIG. 2 shows a circuit diagram to explain the mode of operation of an exemplary embodiment of the inverter 1 according to the invention.
  • the intermediate circuit 5 contains two capacitors CI, C2 which are connected in series with one another, the voltages U1, U2 falling across the two capacitors CI, C2 being monitored by the intermediate circuit monitoring unit 8 of the inverter 1 ,
  • the intermediate circuit 5 with the two series-connected capacitors CI, C2 is connected between a DC / DC converter 4 and a DC / AC converter 6 of the inverter 1.
  • the DC / DC converter 4 is a step-up converter circuit. This step-up converter circuit raises the direct voltage generated by the direct voltage source 3 to a predetermined intermediate circuit voltage of the intermediate circuit 5.
  • FIG. 1 the DC / DC converter 4
  • the DC voltage source connected to the DC / DC converter 4 has at least one photovoltaic module.
  • the step-up converter circuit 4, which serves as a DC / DC converter stage 4 contains a capacitor C, a coil L, a diode D and a controllable boost switch S B0 east it is, for example, an IGBT.
  • This boost switch S ßoost is controlled by a control logic 10 of the inverter 1 in normal operation.
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 provided in the inverter 1 controls the existing An Georglo logic 10 of the inverter 1 via a control line 11 in such a way that the clocked boost switch S BO east of the DC / DC converter 4 in protective operating mode, ie when a sensor-detected overvoltage occurs on one of the two capacitors CI, C2 of the intermediate circuit 5 and / or upon detection of an asymmetrical voltage distribution of the voltage at the capacitors CI, C2 of the intermediate circuit 5 falling voltages Ul, U2, the electrical voltage transmitted from the direct voltage source 3 via the DC / DC stage 4 to the intermediate circuit 5 reduced to protect the intermediate circuit 5.
  • the DC / DC stage 4 or the step-up circuit is not itself changed in terms of circuitry.
  • the boost switch S BO east already present in the DC / DC converter 4 is used in the inverter 1 according to the invention to additionally protect the intermediate circuit 5 from overvoltages in a protective operating mode of the inverter 1. For example, if a defect occurs at the DC / AC stage 6 of the inverter 1, this can lead to an asymmetrical voltage distribution of the voltages Ul, U2 dropping at the capacitors CI, C2 of the intermediate circuit 5 or to a local overvoltage at one of the Capacitors C of the intermediate circuit 5.
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 can determine a voltage difference AU between the voltages Ui and U 2 falling across the capacitors CI, C2 of the intermediate circuit 5. The amount of the voltage difference AU is sufficient here.
  • An asymmetrical voltage distribution is automatically detected as soon as the determined voltage difference AU between see the over the capacitors C of the intermediate circuit 5 from falling voltages exceeds a threshold: hU -Uniffmax
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 of the control logic 10 of the boost switch S BO ost can indicate the need for protection of the intermediate circuit 5, so that the control logic 10 now controls the boost switch S ßoost that it controls so that the DC voltage source 3 is activated the intermediate circuit 5 transmitted electrical energy is reduced.
  • This is preferably done by changing a clock ratio (T on / (T on + T off )) of the control signal of the boost switch S BOost that the control logic 10 generates. This prevents the capacitors C, in particular the electrolytic capacitors of the intermediate circuit 5, from being loaded beyond their rated voltage.
  • the short-time short-circuiting of the photovoltaic modules or photovoltaic strands ensures that the voltage carrying capacity of the electrolytic capacitors within the intermediate circuit 5 is not exceeded.
  • the boost switch Sessoost of the DC / DC stage 4 is controlled such that the energy transfer from the DC voltage source 3 into the intermediate circuit 5 is reduced. This activation of the boost switch or IGBTs of the DC / DC stage 4 is then retained in the further operation of the inverter 1 in the protective operating mode.
  • the DC / AC converter 6 of the inverter 1 is connected on the output side to a voltage supply network N via at least one inductor L D and at least one AC relay.
  • the DC / AC stage 6 has a multilevel circuit topology.
  • the two capacitors CI, C2 are, for example, 500 volt capacitors that provide an open circuit voltage of 1000 V.
  • Fig. 3 shows a flowchart showing an exemplary embodiment of the inventive method for protecting an inverter intermediate circuit, which is provided for buffering a voltage dependent on a DC / DC converter and has a plurality of capacitors.
  • the method for protecting the inverter intermediate circuit has essentially three main steps.
  • a first step S1 the voltages U each falling across the capacitors C of the intermediate circuit are senso sensed.
  • step S2 it is monitored whether an overvoltage occurs at one of the capacitors C of the intermediate circuit and / or an asymmetrical voltage distribution of the voltages falling across the capacitors C of the intermediate circuit occurs.
  • step S3 the energy transferred to the intermediate circuit is reduced by driving the DC / DC converter as soon as an overvoltage and / or an asymmetrical voltage distribution has been detected in step S2.
  • a voltage difference AU between the voltages falling across the capacitors C of the intermediate circuit is determined or calculated in step S2. As soon as the calculated voltage difference AU between the voltages falling across the capacitors of the intermediate circuit exceeds a threshold value, an asymmetrical voltage distribution is recognized or detected in step S2, which decouples the intermediate circuit from the direct voltage source or reduces the transmitted energy Activation of the DC / DC converter triggers or triggers in step S3.
  • the method shown in FIG. 3 can be carried out, for example, by a processor or microprocessor.
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 preferably forms part of such a processor.
  • the DC link monitoring unit 8 shown in FIG. 2 can be integrated into the control logic 10.
  • 4a, 4b show application examples for an inverter 1 according to the invention with an integrated protective circuit for protecting the intermediate circuit contained therein.
  • 4a shows the connection of an inverter as a central inverter for a field of photovoltaic strings.
  • 4b shows an application of the inverter 1 according to the invention as a string inverter for an associated photovoltaic string.
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 is preferably located within a housing of the inverter 1.
  • the intermediate circuit monitoring unit 8 can also be integrated in a remote controller, which interfaces with the inverter 1 via a control interface connected is.
  • the plurality of different inverters 1 is monitored via a central control.
  • the different inverters 1 can report a change in the protective operating mode to a central control of the system.
  • the DC / DC stage 4 is formed by a boost circuit or step-up converter circuit, the connected DC voltage source 3 being temporarily short-circuited in order to reduce the transmitted energy.
  • a buck circuit can also be used as a DC stage.
  • an AC relay or an additional energy source e.g. battery

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Abstract

Wechselrichter (1) mit einem DC/DC-Wandler (4), der eine von einer Gleichspannungsquelle (3) erhaltene Gleichspannung in eine Zwischenkreisspannung eines Zwischenkreises (5) umwandelt, einem DC/AC-Wandler (6), der die Zwischenkreisspannung in eine Wechselspannung umwandelt, und mit einer Überwachungseinheit (8), welche Kondensatoren des Zwischenkreises (5) zum Schutz vor Überspannungen überwacht, wobei die Überwachungseinheit (8) bei Auftreten einer Überspannung an mindestens einem der Kondensatoren des Zwischenkreises (5) die Gleichspannungsquelle (3) von dem Zwischenkreis (5) durch Ansteuerung des DC/DC-Wandlers (4) entkoppelt.

Description

Wechselrichter mit Zwischenkreisschutz
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz eines Wechselrichter-Zwischenkreises innerhalb eines Wechselrichters .
Wechselrichter dienen allgemein dazu eine vorliegende Gleich spannung in eine Wechselspannung umzuwandeln. Diese Wechsel spannung kann beispielsweise in ein Stromversorgungsnetz ein gespeist werden. Wechselrichter können für die Erzeugung von einphasigem Wechselstrom oder dreiphasigem Wechselstrom bzw. Drehstrom ausgelegt sein. Man unterscheidet ferner zwischen selbstgeführten Wechselrichtern, die auch als Inselwechsel richter bezeichnet werden und fremd- oder netzgeführten Wech selrichtern .
Ein Solarwechselrichter bildet einen Teil einer Solaranlage. Auf der Eingangsseite des Solarwechselrichters befinden sich üblicherweise ein oder mehrere Gleichstromsteller (DC/DC- Wandler) , den ein Mikroprozessor gemäß der Funktion eines Maximum-Power-Point-Trackers steuert und/oder regelt und der den Zwischenkreis speist. Auf der Ausgangsseite des Solar wechselrichters befindet sich eine ein- bis dreiphasige AC- Stufe, die sich automatisch mit dem Stromversorgungsnetz syn chronisieren kann. Der Zwischenkreis stellt eine elektrische Einrichtung dar, die als Energiespeicher verschiedene Umrich ter (DC/DC-Wandler und DC/AC-Wandler) entkoppelt. Bei einem Gleichspannungszwischenkreis erfolgt die Entkopplung mittels Zwischenkreiskondensatoren bei konstanter Spannung und vari ablem Strom.
Dabei werden Kondensatoren in Reihe geschaltet, wenn die an zulegende Spannung größer ist als die zulässige Spannung ei- nes einzelnen Kondensators. In Zwischenkreisen werden her kömmlicherweise Elektrolytkondensatoren verwendet. Diese Elektrolytkondensatoren sind üblicherweise mit einer Nenn spannung von bis zu ca. 500 V erhältlich. Üblicherweise wer den bei Schaltungsanordnungen, die eine Speicherung elektri scher Energie in Elektrolytkondensatoren mit Spannungen über 500 V vorsehen, zwei oder mehr Elektrolytkondensatoren in Reihe geschaltet. Da bei Solargeneratoren hohe Spannungen am Eingang des Wechselrichters auftreten können, werden an dem Zwischenkreis des Wechselrichters mehrere Kondensatoren zur eingangsseitigen Energiepufferung in Reihe verschaltet.
Die Reihenverschaltung mehrerer Kondensatoren hat jedoch den Nachteil, dass die gewünschte Spannungsbegrenzung für jeden einzelnen Kondensator des Zwischenkreises wegfällt, falls ei ne Störung auftritt, bei der einer der Kondensatoren des Zwi schenkreises kurzgeschlossen wird. Ein derartiger Kurzschluss an einem Kondensator des Zwischenkreises führt dazu, dass die anliegende Eingangsspannung nunmehr auf die restlichen bisher nicht kurzgeschlossenen Kondensatoren aufgeteilt wird. Dies wiederum kann zur Überspannung und letztlich zu einem Defekt dieser Kondensatoren innerhalb des Zwischenkreises führen.
Es wird daher in der EP 2 145 368 Bl eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Spannungsaufteilung von in Serie geschal teten Kondensatoren eines Wechselrichter-Zwischenkreises vor geschlagen. Dabei wird parallel zu den Kondensatoren des Zwi schenkreises ein Spannungsteiler vorgesehen, der die Spannung zwischen den zwei Kondensatoren aufteilt, wobei parallel zu jedem Kondensator eine Schutzdiode in Reihe mit einem Serien widerstand in der Weise angeordnet ist, dass die Schwellen spannung der Schutzdiode geringer als die zulässige Spannung des parallel zu der Schutzdiode angeordneten Kondensators ist, wobei parallel zu den Serienwiderständen eine Schutz schaltung angeordnet ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ver fahren und eine Vorrichtung zum Schutz eines Wechselrichter- Zwischenkreises zu schaffen, bei welcher der Zwischenkreis selbst schaltungstechnisch nicht verändert wird und der schaltungstechnische Aufwand zum Schutz des Zwischenkreises vor Überspannungen möglichst gering ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Wechselrichter mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung schafft demnach einen Wechselrichter mit einem DC/DC-Wandler, der eine von einer Gleichspannungsquelle erhaltene Gleichspannung in eine Zwischenkreisspannung eines Zwischenkreises umwandelt,
einem DC/AC-Wandler, der die Zwischenkreisspannung in eine Wechselspannung umwandelt, und mit
einer Überwachungseinheit, welche Kondensatoren des Zwischen kreises zum Schutz vor Überspannungen überwacht, wobei die Überwachungseinheit bei Auftreten einer Überspannung an min destens einem der Kondensatoren des Zwischenkreises und/oder bei Auftreten einer unsymmetrischen Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren des Zwischenkreises abfallenden Spannun gen die von der Gleichspannungsquelle an den Zwischenkreis übertragene Energie durch Ansteuerung des DC/DC-Wandlers re duziert .
Durch den erfindungsgemäßen Wechselrichter erfolgt somit der Schutz des darin enthaltenen Zwischenkreises vor Überspannun gen durch Ansteuerung des bereits innerhalb des Wechselrich ters enthaltenen DC/DC-Wandlers. Eine schaltungstechnische Veränderung des innerhalb des Wechselrichters enthaltenen Zwischenkreises ist dabei nicht erforderlich.
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters steuert die Überwachungseinheit einen getak teten Schalter des DC/DC-Wandlers über eine Ansteuerlogik zum Schutz des Zwischenkreises vor Überspannungen an.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters erfolgt die Ansteuerung des getakteten Schal ters des DC/DC-Wandlers über die Ansteuerlogik durch die Überwachungseinheit, sobald an einem der Kondensatoren des Zwischenkreises eine Überspannung detektiert wird oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren des Zwischenkreises abfallenden Spannungen detektiert wird.
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters steuert die Überwachungseinheit den getakte ten Schalter des DC/DC-Wandlers bei Auftreten einer Überspan nung an einem der Kondensatoren des Zwischenkreises oder bei Auftreten einer unsymmetrischen Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren des Zwischenkreises abfallenden Spannungen derart an, dass die von der Gleichspannungsquelle an den Zwi schenkreis über den DC/DC-Wandler übertragene Energie redu ziert wird.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters weist der DC/DC-Wandler eine Hochsetz stellerschaltung auf, die eine von einer Gleichspannungsquel le generierte Gleichspannung auf eine vorgegebene Zwischen kreisspannung des Zwischenkreises anhebt. In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters weist die mit dem DC/DC-Wandler verbun dene Gleichspannungsquelle mindestens ein Photovoltaikmodul auf .
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters steuert die Überwachungseinheit des Zwischenkreises einen getakteten Boostschalter der Hochsetz stellerschaltung über die Ansteuerlogik an, falls eine Über spannung an einem der Kondensatoren des Zwischenkreises und/oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren des Zwischenkreises abfallenden Spannungen durch die Überwachungseinheit des Wechselrichters detektiert wird.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters ist der DC/AC-Wandler des Wechselrich ters ausgangsseitig über mindestens eine Drosselspule und mindestens ein AC-Relais mit einem Spannungsversorgungsnetz verbunden .
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters speichert die Überwachungseinheit des Wechselrichters das Auftreten einer Überspannung an einem der Kondensatoren des Zwischenkreises und/oder das Auftreten ei ner unsymmetrischen Spannungsaufteilung der an den Kondensa toren des Zwischenkreises abfallenden Spannungen in einem Speicher der Überwachungseinheit und/oder aktiviert einen Schutzbetriebsmodus zum Schutz der Kondensatoren des Zwi schenkreises vor Überspannungen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters gibt die Überwachungseinheit ein Feh- lersignal über eine Schnittstelle aus, falls eine Überspan nung an einem der Kondensatoren des Zwischenkreises und/oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung der an den Kondensa toren des Zwischenkreises abfallenden Spannungen durch die Überwachungseinheit des Wechselrichters detektiert wird.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters werden Spannungsabfälle über jeden der innerhalb des Zwischenkreises seriell verschalteten Kondensa toren mittels Spannungssensoren der Überwachungseinheit sen sorisch erfasst bzw. gemessen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters weist der Zwischenkreis mindestens zwei seriell verschaltete Elektrolytkondensatoren auf.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters werden die Überwachungseinheit und die Ansteuerlogik von der Gleichspannungsquelle mit einer Versor gungsspannung versorgt.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Wechselrichters verfügt die Überwachungseinheit über ein eigenes Netzteil, das an einem Spannungsversorgungsnetz angeschlossen ist.
Die Erfindung schafft gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfah ren zum Schutz eines Wechselrichter-Zwischenkreises mit den in Patentanspruch 12 angegebenen Merkmalen.
Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zum Schutz eines Wechselrichter-Zwischenkreises, der zur Pufferung einer von einem DC/DC-Wandler abgegebenen Spannung vorgesehen ist und mehrere Kondensatoren aufweist,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Erfassen der über die Kondensatoren des Zwischenkreises je weils abfallenden Spannungen,
Überwachen, ob eine Überspannung an einem der Kondensatoren des Zwischenkreises und/oder eine unsymmetrische Spannungs aufteilung der an den Kondensatoren des Zwischenkreises ab fallenden Spannungen auftritt und
Reduzieren der an den Zwischenkreis übertragenen Energie durch Ansteuerung des DC/DC-Wandlers, sobald eine Überspan nung und/oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung detek- tiert wird.
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird, sobald eine Überspannung an einem der Kondensa toren des Zwischenkreises oder eine unsymmetrische Spannungs aufteilung der an den Kondensatoren des Zwischenkreises ab fallenden Spannungen detektiert wird, ein getakteter Schalter des DC/DC-Wandlers derart angesteuert, dass eine von einer Gleichspannungsquelle über den DC/DC-Wandler an den Zwischen kreis übertragene Energie reduziert wird.
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird eine Spannungsdifferenz zwischen den über die Kondensatoren des Zwischenkreises abfallenden Spannungen er mittelt .
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahrens wird eine unsymmetrische Spannungsaufteilung detektiert, sobald die ermittelte Spannungsdifferenz zwischen den über die Kondensatoren des Zwischenkreises abfallenden Spannungen einen Schwellenwert überschreitet. Im Weiteren werden mögliche Ausführungsform des erfindungsge mäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schutz eines Wechselrichter-Zwischenkreises unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines exemplarischen Ausfüh rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wechselrich ters;
Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines Aus führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wech selrichters ;
Fig. 3 ein Ablaufdiagra m zur Darstellung eines Ausfüh rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schutz eines Wechselrichter-Zwischenkreises; und
Fig. 4a, Schaltungsdiagramme zur Darstellung möglicher An
4b wendungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Wech
selrichters . Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Ausfüh rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wechselrichters 1. Der Wechselrichter 1 besitzt einen Eingang 2, der mit einer
Gleichspannungsquelle 3 verbunden sein kann. Diese Gleich spannungsquelle 3 weist bei einer möglichen Ausführungsform mindestens ein Photovoltaikmodul auf und liefert eine Gleich spannung an den Eingang 2 des Wechselrichters 1. Der Wechsel richter 1 enthält einen DC/DC-Wandler 4, welcher die von der Gleichspannungsquelle 3 erhaltene Gleichspannung in eine Zwi schenkreisspannung für einen Zwischenkreis 5 des Wechselrich ters 1 umwandelt. Der Wechselrichter 1 enthält ferner einen DC/AC-Wandler 6, der die Zwischenkreisspannung des Zwischen kreises 5 in eine Wechselspannung umwandelt, die an einem Ausgang 7 des Wechselrichters 1 ausgegeben wird. Der Wechsel richter 1 weist eine Überwachungseinheit 8 auf, die an den Zwischenkreis 5 angeschlossen ist. Die Überwachungseinheit 8 überwacht die Kondensatoren des Zwischenkreises 5 zum Schutz des Zwischenkreises 5 vor Überspannungen. Bei Auftreten einer Überspannung an mindestens einem der Kondensatoren C des Zwi schenkreises 5 reduziert die Überwachungseinheit 8 die von der Gleichspannungsquelle 3 an den Zwischenkreis 5 übertrage ne Energie durch Ansteuerung des DC/DC-Wandlers 4, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt.
Die Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 ist bei einer mögli chen Ausführungsform in einem Prozessor integriert.
Sobald die Überwachungseinheit 8 eine Überspannung an einem der Kondensatoren C des Zwischenkreises 5 und/oder eine un symmetrische Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren C des Zwischenkreises 5 abfallenden Spannungen detektiert, kann die Überwachungseinheit 8 über eine Ansteuerlogik 10 einen getakteten Schalter innerhalb des DC/DC-Wandlers 4 derart an steuern, dass die von der Gleichspannungsquelle 3 an den Zwi schenkreis 5 übertragene Energie reduziert wird. In einer möglichen Ausführungsform kann die Überwachungseinheit 8 des Wechselrichters 1 das Auftreten einer Überspannung an einem der Kondensatoren C des Zwischenkreises 5 und/oder das Auf treten einer unsymmetrischen Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren C des Zwischenkreises 5 abfallenden Spannungen in einem lokalen Speicher speichern und/oder einen Schutzbe- triebsmodus zum Schutz der Kondensatoren C des Zwischenkrei ses 5 vor Überspannungen automatisch aktivieren. In dem
Schutzbetriebsmodus wird vorzugsweise ein innerhalb des
DC/DC-Wandlers 4 vorgesehener getakteter Schalter derart an gesteuert, dass die von der Gleichspannungsquelle 3 an den Zwischenkreis 5 über den DC/DC-Wandler 4 übertragene elektri sche Energie reduziert wird. Der Schalter wird dabei vorzugs weise periodisch getaktet, wobei die übertragene elektrische Energie reduziert wird, um den Zwischenkreis 5 von der
Gleichspannungsquelle 3 zu entkoppeln bzw. innerhalb der Tak tungsperiode länger zu trennen. In einer möglichen Ausfüh rungsform generiert die Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 bei Auftreten einer Überspannung an einem der Kondensatoren C des Zwischenkreises 5 oder bei Auftreten einer unsymmetri schen Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren C des Zwi schenkreises 5 abfallenden Spannungen automatisch ein Fehler signal F, das über eine Schnittstelle 9 des Wechselrichters 1 ausgegeben werden kann. Dieses Fehlersignal F kann weiteren Steuerungen innerhalb der Schaltungsanordnung anzeigen, dass der Wechselrichter 1 nunmehr in einem Schutzbetriebsmodus ar beitet. In einer möglichen Ausführungsform sind innerhalb des Zwischenkreises 5 mehrere Kondensatoren C seriell miteinander verschaltet. Dabei werden die Spannungsabfälle über jeden der innerhalb des Zwischenkreises 5 seriell verschalteten Konden satoren C sensorisch erfasst und an die Zwischenkreis
überwachungseinheit 8 des Wechselrichters 1 übermittelt. In einer möglichen Ausführungsform verfügt der Zwischenkreis 5 über mindestens zwei seriell verschaltete Elektrolytkondensa toren .
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselrichters kann die Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 von der Eingangsseite her von der Gleichspannungsquelle 3 mit einer Versorgungsspannung versorgt werden. In einer alterna tiven Ausführungsform verfügt die Überwachungseinheit 8 bzw. der Wechselrichter 1 über ein eigenes Netzteil, das von einem Spannungsversorgungsnetz versorgt wird.
Fig. 2 zeigt ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung der Funk tionsweise eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Zwischenkreis 5 zwei miteinander seriell verschaltete Kondensatoren CI, C2, wobei die über die beiden Kondensatoren CI, C2 jeweils abfallenden Spannungen Ul, U2 durch die Zwi- schenkreis-Überwachungseinheit 8 des Wechselrichters 1 über wacht werden. Der Zwischenkreis 5 mit den beiden seriell ver- schalteten Kondensatoren CI, C2 ist zwischen einem DC/DC- Wandler 4 und einem DC/AC-Wandler 6 des Wechselrichters 1 verschaltet. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei spiel handelt es sich bei dem DC/DC-Wandler 4 um eine Hoch- setzstellerschaltung . Diese Hochsetzstellerschaltung hebt die von der Gleichspannungsquelle 3 generierte Gleichspannung auf eine vorgegebene Zwischenkreisspannung des Zwischenkreises 5 an. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die mit dem DC/DC-Wandler 4 verbundene Gleichspannungsquelle mindestens ein Photovoltaikmodul auf. Bei dem in Fig. 2 dar gestellten Ausführungsbeispiel enthält die Hochsetzsteller schaltung 4, die als DC/DC-Wandlerstufe 4 dient, einen Kon densator C, eine Spule L, eine Diode D sowie einen ansteuer baren Boostschalter SB0ost· Bei dem Boostschalter kann es sich beispielsweise um einen IGBT handeln. Dieser Boostschalter Sßoost wird durch eine Ansteuerlogik 10 des Wechselrichters 1 im Normalbetrieb angesteuert. Die im erfindungsgemäßen Wech selrichter 1 vorgesehen Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 steuert über eine Steuerleitung 11 die vorhandene Ansteuerlo gik 10 des Wechselrichters 1 derart an, dass der getaktete Boostschalter SBOost des DC/DC-Wandlers 4 im Schutzbetriebsmo dus, d.h. bei Auftreten einer sensorisch erfassten Überspan nung an einem der beiden Kondensatoren CI, C2 des Zwischen kreises 5 und/oder bei Erkennen einer unsymmetrischen Span nungsaufteilung der an den Kondensatoren CI, C2 des Zwischen kreises 5 abfallenden Spannungen Ul, U2 die von der Gleich spannungsquelle 3 über die DC/DC-Stufe 4 an den Zwischenkreis 5 übertragene elektrische Energie reduziert, um den Zwischen kreis 5 zu schützen. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel wird die DC/DC-Stufe 4 bzw. die Hochsetzstel lerschaltung schaltungstechnisch selbst nicht verändert. Der in dem DC/DC-Wandler 4 bereits vorhandene Boostschalter SBOost wird bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter 1 dazu verwen det, zusätzlich in einem Schutzbetriebsmodus des Wechselrich ters 1 den Zwischenkreis 5 vor Überspannungen zu schützen. Tritt beispielsweise an der DC/AC-Stufe 6 des Wechselrichters 1 ein Defekt auf, kann dies zu einer unsymmetrischen Span nungsaufteilung der an den Kondensatoren CI, C2 des Zwischen kreises 5 abfallenden Spannungen Ul, U2 führen bzw. zu einer lokalen Überspannung an einem der Kondensatoren C des Zwi schenkreises 5. In einer möglichen Ausführungsform kann die Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 eine Spannungsdifferenz AU zwischen den über die Kondensatoren CI, C2 des Zwischen kreises 5 abfallenden Spannungen Ui und U2 ermitteln. Hierbei ist der Betrag der Spannungsdifferenz AU ausreichend.
AU = | Ui - U2|
Eine unsymmetrische Spannungsaufteilung wird automatisch de- tektiert, sobald die ermittelte Spannungsdifferenz AU zwi- sehen den über die Kondensatoren C des Zwischenkreises 5 ab fallenden Spannungen einen Schwellenwert überschreitet: hU —Uniffmax
In diesem Fall kann die Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 der Ansteuerlogik 10 des Boostschalters SBOost die Notwendig keit eines Schutzes des Zwischenkreises 5 anzeigen, sodass die Ansteuerlogik 10 den von ihr angesteuerten Boostschalter Sßoost nunmehr derart ansteuert, dass die von der Gleichspan nungsquelle 3 an den Zwischenkreis 5 übertragene elektrische Energie verringert wird. Dies geschieht vorzugsweise durch Änderung eines Taktverhältnisses (Ton / (Ton + Toff) ) des An- steuersignales des Boostschalters SBOost das die Ansteuerlo gik 10 generiert. Hierdurch wird verhindert, dass die Konden satoren C, insbesondere die Elektrolytkondensatoren des Zwi schenkreises 5, über ihre Bemessungsspannung hinaus belastet werden. Durch das zeitweise getaktete Kurzschließen der Pho- tovoltaikmodule bzw. Photovoltaikstränge wird erreicht, dass die Spannungsbelastbarkeit der Elektrolytkondensatoren inner halb des Zwischenkreises 5 nicht überschritten wird. Dies ist der Fall, weil die Kondensatoren während des Kurzschlusses nicht geladen werden. In einer möglichen Ausführungsform wird ab Auftreten bzw. Detektion der Überspannung der Boostschal ter Sßoost der DC/DC-Stufe 4 derart angesteuert, dass die Energieübertragung aus der Gleichspannungsquelle 3 in den Zwischenkreis 5 hinein vermindert wird. Diese Ansteuerung des Boostschalters bzw. IGBTs die DC/DC-Stufe 4 bleibt dann im weiteren Betrieb des Wechselrichters 1 im Schutzbetriebsmodus erhalten. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der DC/AC-Wandler 6 des Wechselrichters 1 ausgangsseitig über mindestens eine Drosselspule LD und mindestens ein AC- Relais mit einem Spannungsversorgungsnetz N verbunden. In einer möglichen Ausführungsform weist die DC/AC-Stufe 6 eine Multilevel-Schaltungstopologie auf. Die beiden Kondensa toren CI, C2 sind beispielsweise 500 Volt Kondensatoren, die eine LeerlaufSpannung von 1000 V bereitstellen .
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausfüh rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schutz eines Wechselrichter-Zwischenkreises, der zur Pufferung einer von einem DC/DC-Wandler abhängigen Spannung vorgesehen ist und mehrere Kondensatoren aufweist.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verfahren zum Schutz des Wechselrichter-Zwischenkreises im Wesentlichen drei Hauptschritte auf.
In einem ersten Schritt S1 werden die über die Kondensatoren C des Zwischenkreises jeweils abfallenden Spannungen U senso risch erfasst.
In einem weiteren Schritt S2 wird überwacht, ob eine Über spannung an einem der Kondensatoren C des Zwischenkreises und/oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren C des Zwischenkreises abfallenden Spannungen auftritt .
In einem weiteren Schritt S3 wird die an den Zwischenkreis übertragene Energie durch Ansteuerung des DC/DC-Wandlers re duziert, sobald eine Überspannung und/oder eine unsymmetri sche Spannungsaufteilung im Schritt S2 detektiert worden ist.
Dies geschieht vorzugsweise indem ein getakteter Schalter in nerhalb des DC/DC-Wandlers derart angesteuert wird, dass die von einer Gleichspannungsquelle über den DC/DC-Wandler an den Zwischenkreis übertragene elektrische Energie reduziert wird.
In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird im Schritt S2 eine Spannungsdifferenz AU zwi schen den über die Kondensatoren C des Zwischenkreises abfal lenden Spannungen ermittelt bzw. berechnet. Sobald die be rechnete Spannungsdifferenz AU zwischen den über die Konden satoren des Zwischenkreises abfallenden Spannungen einen Schwellenwert überschreitet, wird im Schritt S2 eine unsym metrische Spannungsaufteilung erkannt bzw. detektiert, die eine Entkopplung des Zwischenkreises von der Gleichspannungs quelle bzw. eine Verminderung der übertragenen Energie durch Ansteuerung des DC/DC-Wandlers im Schritt S3 triggert bzw. auslöst .
Das in Fig. 3 dargestellte Verfahren kann beispielsweise durch einen Prozessor bzw. Mikroprozessor ausgeführt werden. Die Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 bildet vorzugsweise einen Teil eines solchen Prozessors. Die in Fig. 2 darge stellte Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 kann in die An steuerlogik 10 integriert werden.
Fig. 4a, 4b zeigen Anwendungsbeispiele für einen erfindungs gemäßen Wechselrichter 1 integrierter Schutzschaltung zum Schutz des darin enthaltenen Zwischenkreises. Fig. 4a zeigt die Verschaltung eines Wechselrichters als Zentral- Wechselrichter für ein Feld von Photovoltaikstrings . Fig. 4b zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Wechselrichters 1 als String-Wechselrichter für einen zugehörigen Photovolta- ikstring . Bei dem in Fig. 1, 2 dargestellten Ausführungsbeispiel befin det sich die Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 vorzugsweise innerhalb eines Gehäuses des Wechselrichters 1. Alternativ kann die Zwischenkreis-Überwachungseinheit 8 auch in einer entfernten Steuerung integriert werden, die über eine Steuer schnittstelle mit dem Wechselrichter 1 verbunden ist. In ei ner möglichen Ausführungsform wird über eine zentrale Steue rung die Vielzahl unterschiedlicher Wechselrichter 1 über wacht. In einer möglichen Ausführungsform können die ver schiedenen Wechselrichter 1 einen Wechsel in den Schutzbe triebsmodus an eine zentrale Steuerung der Anlage melden. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die DC/DC-Stufe 4 durch eine Boostschaltung bzw. Hochsetzsteller schaltung gebildet, wobei die angeschlossene Gleichspannungs quelle 3 getaktet zeitweise kurzgeschlossen wird, um die übertragene Energie zu reduzieren. Alternativ kann auch eine Buck-Schaltung als DC-Stufe verwendet werden. Der für das er findungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zu betreibende schaltungstechnische Aufwand ist minimal, da innerhalb des Wechselrichters 1 bereits vorhandene schal tungstechnische Komponenten bzw. Bauteile für den Schutzbe trieb verwendet werden.
Bei Detektion der Unsymmetrie/Überspannung kann zusätzlich ein AC-Relais bzw. eine zusätzliche Energiequelle (z. B. Bat terie) ausgeschaltet werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Wechselrichter (1) mit
- einem DC/DC-Wandler (4) , der eine von einer Gleichspan nungsquelle (3) erhaltene Gleichspannung (UDc) in eine Zwischenkreisspannung (UZK) eines Zwischenkreises (5) um wandelt,
- einem DC/AC-Wandler (6) , der die Zwischenkreisspannung (UZK) in eine Wechselspannung (UAc) umwandelt, und mit
- einer Überwachungseinheit (8) , welche Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) zum Schutz vor Überspan nungen überwacht, wobei die Überwachungseinheit (8) bei Auftreten einer Überspannung an mindestens einem der Kon densatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) und/oder bei Auftreten einer unsymmetrischen Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) ab fallenden Spannungen (Ul, U2) die von der Gleichspan nungsquelle (3) an den Zwischenkreis (5) übertragene Energie durch Ansteuerung des DC/DC-Wandlers (4) redu ziert .
2. Wechselrichter nach Anspruch 1,
wobei die Überwachungseinheit (8) , sobald sie eine Über spannung an einem der Kondensatoren (CI, C2) des Zwi schenkreises (5) oder eine unsymmetrische Spannungsauf teilung der an den Kondensatoren (CI, C2) des Zwischen kreises (5) abfallenden Spannungen (Ul, U2) detektiert, einen getakteten Schalter (sBOOST) des DC/DC-Wandlers (4) über eine Ansteuerlogik (10) derart ansteuert, dass die von der Gleichspannungsquelle (3) an den Zwischenkreis (5) übertragene Energie reduziert wird.
3. Wechselrichter nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der DC/DC-Wandler (4) eine Hochsetzstellerschaltung aufweist, die eine von einer Gleichspannungsquelle (3) generierte Gleichspannung (UDc) auf eine vorgegebene Zwi schenkreisspannung (UZK) des Zwischenkreises (5) anhebt.
4. Wechselrichter nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3,
wobei die mit dem DC/DC-Wandler (4) verbundene Gleich spannungsquelle (3) mindestens ein Photovoltaikmodul auf weist .
5. Wechselrichter nach Anspruch 3 oder 4,
wobei die Überwachungseinheit (8) des Zwischenkreises (5) einen getakteten Boostschalter (SBOost) der Hochsetzstel lerschaltung über die Ansteuerlogik (10) ansteuert, falls eine Überspannung an einem der Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) und/oder eine unsymmetrische Span nungsaufteilung der an den Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) abfallenden Spannungen (Ul, U2) durch die Überwachungseinheit (8) des Wechselrichters (1) de- tektiert wird.
6. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der DC/AC-Wandler (6) ausgangsseitig über mindes tens eine Drosselspule (LD) und mindestens ein AC-Relais mit einem Spannungsversorgungsnetz (N) verbunden ist.
7. Wechselrichter nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Überwachungseinheit (8) des Wechselrichters (1) das Auftreten einer Überspannung an einem der Kondensato ren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) und/oder das Auftre- ten einer unsymmetrischen Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) abfallen den Spannungen (Ul, U2) in einem Speicher der Überwa chungseinheit (ZKÜE) speichert und/oder einen Schutzbe triebsmodus zum Schutz der Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) vor Überspannungen aktiviert.
8. Wechselrichter nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7,
wobei die Überwachungseinheit (8) ein Fehlersignal (F) über eine Schnittstelle ausgibt, falls eine Überspannung an einem der Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) und/oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) ab fallenden Spannungen (Ul, U2) durch die Überwachungsein heit (8) des Wechselrichters (1) detektiert wird.
9. Wechselrichter nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8,
wobei die Spannungsabfälle über jeden der innerhalb des Zwischenkreises (5) seriell verschalteten Kondensatoren (CI, C2) mittels Spannungssensoren der Überwachungsein heit (8) gemessen werden.
10. Wechselrichter nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9,
wobei der Zwischenkreis (5) mindestens zwei seriell ver- schaltete Elektrolytkondensatoren aufweist.
11. Wechselrichter nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 10,
wobei die Überwachungseinheit (8) und die Ansteuerlogik (10) von der Gleichspannungsquelle (3) versorgt werden oder über ein eigenes Netzteil verfügen, das an einem Spannungsversorgungsnetz angeschlossen ist.
12. Verfahren zum Schutz eines Wechselrichter-Zwischenkreises (5) , der zur Pufferung einer von einem DC/DC-Wandler (4) abgegebenen Spannung vorgesehen ist und mehrere Kondensa toren (CI, C2) aufweist,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(a) Erfassen (Sl) der über die Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) jeweils abfallenden Spannungen (Ul, U2) ;
(b) Überwachen (S2 ) , ob eine Überspannung an einem der Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) und/oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung der an den Kon densatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) abfallenden Spannungen auftritt; und
(c) Reduzieren (S3 ) der an den Zwischenkreis (5) übertra genen Energie durch Ansteuerung des DC/DC-Wandlers (4) , sobald eine Überspannung und/oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung detektiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
wobei sobald eine Überspannung an einem der Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) oder eine unsymmetrische Spannungsaufteilung der an den Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) abfallenden Spannungen (VI, V2) de tektiert wird, ein getakteter Schalter (sBOOST) des
DC/DC-Wandlers (4) derart angesteuert wird, dass die von einer Gleichspannungsquelle (3) über den DC/DC-Wandler (4) an den Zwischenkreis (5) übertragene Energie redu ziert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
wobei eine Spannungsdifferenz zwischen den über die Kon densatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) abfallenden Spannungen (VI, V2) ermittelt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
wobei eine unsymmetrische Spannungsaufteilung detektiert wird, sobald die ermittelte Spannungsdifferenz zwischen den über die Kondensatoren (CI, C2) des Zwischenkreises (5) abfallenden Spannungen (VI, V2) einen Schwellenwert überschreitet .
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