具有谐振变换器的用于功率分配的电路制造技术

在一种用于功率分配的具有一个双端交流功率总线(2)和至少三个连接到所述交流功率总线上的变换器(3至6)的电路(1)中，所述至少三个变换器(3至6)中的至少两个分别具有一个连接到所述交流功率总线的两端上的串联谐振回路(7)。具有串联谐振回路(7)的变换器(4至6)中的至少一个变换器是双向变换器；并且所有连接到所述功率总线的串联谐振回路(7)具有相同的谐振电容(8)和相同的谐振电感(9至11)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有独立权利要求1的前序部分所述的特征的用于功率分配的电路。本专利技术尤其涉及电轨道车辆中用于功率分配的电路，由借助集电弓(Stromabnehmer)取得的外部电压除可以给牵引传动装置供电以外，也可以给一个或多个车载电网供电。所述车载电网一方面可以涉及交流电压网，另一方面可以涉及直流电压网。电池可以作为桥接存储器连接到直流电压网上，即使在不用外部电压源的情况下，至少也能够由该电池维持轨道车辆的应急功能。事实上在电轨道车辆中出现相对较频繁的外部电压源中断，例如在子网分离点的范围内。
技术介绍
由US2010/046251A1公开了一种具有独立权利要求1的前序部分所述的特征的用于功率分配的电路。涉及一种用于供电设备的电路，该供电设备提供两个不同的、相互电隔离的直流电压。供电设备的输入交流电压被整流并且对中间回路电容器充电。半桥直流/交流变换器将中间回路直流电压转换成输出侧的电容器上的交流电压。两个串联谐振回路连接到电容器上，所述串联谐振回路分别包括变压器的初级绕组，并且所述串联谐振回路的谐振电感由变压器的漏电感确定。变压器的次级侧电压被整流成所需的输出直流电压并且借助平滑电容器平滑。在已知的开关供电设备中，这些输出直流电压不仅取决于变压器的绕组比，而且取决于这两个串联谐振回路的谐振电容和谐振电感，并且尤其取决于以什么频率和什么占空比闭合半桥直流/交流变换器的开关。在此，进行受调节的运行用于实现预给定的电压。已知的开关供电设备只能够实现从输入交流电压到输出直流电压的功率流。由EP0778659B1公开了另一种具有独立权利要求1的前序部分所述的特征的电路。在此，多个串联谐振回路连接到一个在输入侧从直流电压源馈电的半桥直流/交流变换器的输出端上，所述多个串联谐振回路分别包括变压器的初级侧绕组，所述变压器的次级侧交流电压被整流。为了单独调节由此产生的直流电压，改变各个串联谐振回路中的谐振电感。半桥直流/交流变换器以固定频率运行。这种已知的电路也只能通过变压器在一个方向上实现功率流。由SMA：MEE-NT SD《用于现代轻轨的创新冗余能量供应》(请参看：http：//www.sma-railway.com/fileadmin/fm-dam/SMA_Railway/Download/Pros pekte/Aktualisierung_AUG_12/Product_brochures/SMARTconverter_Coradia_Nordic_DE.pdf)公开了一种具有用于功率分配的电路的电轨道车辆。在此，给整个列车的直流轨道馈电+/-400V的两个直流/直流变换器连接到一个牵引中间回路上，在所述牵引中间回路上施加在900至1800V范围内的直流电压。给整个列车的直流轨道供电110V的两个直流/直流变换器以及给整个列车的交流轨道供电3x230V的两个三相直流/交流变换器彼此并联地连接到该直流轨道上。电池也连接到整个列车的具有110V的直流轨道上。为了借助这些电池维持应急运行，设有给整个列车的应急轨道供电3x230V的两个三相电池逆变器。那些在应急运行模式下也待供以电功率的电装置连接到整个列车的应急交流轨道上。申请人所实践的现有技术涉及一种用于电轨道车辆的车载电网换流器系统。连接到输入直流电压上的变换器包括一个输入侧升压转换器和一个半桥直流/交流变换器。半桥直流/交流变换器输出交流电压，其被施加在中频变压器的初级绕组上。中频变压器具有两个分开的次级绕组，其中，落在两者上的交流电压被整流。其中一个经整流的电压存在于直流输出端和电池输出端上。另一个经整流的电压施加在直流电压中间回路上，并且由三相直流/交流变换器转换成三相交流电。如果要在所述车载电网换流器系统中由电池提供电功率用于交流电压负载的应急运行，则这通过应急交流轨道实现，电池通过单独的电池逆变器连接到应急交流功率总线上。EP1226994B1也对于电轨道车辆的车载能量供应公开了谐振变换器的使用，以便能够以优选无电流、无电压并且相应低损耗的方式连接变换器的开关。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是，阐明一种具有独立权利要求1的前序部分所述的特征的用于功率分配的电路，所述电路能够以小的电损耗实现附加的功率流向。本专利技术的任务通过一种具有独立权利要求1所述的特征的用于功率分配的电路解决。从属权利要求2至14针对根据本专利技术的电路的优选实施方式。从属权利要求15至17涉及具有本专利技术的用于功率分配的电路的轨道车辆的优选实施方式。在根据本专利技术的用于功率分配的具有一个双端交流功率总线和至少三个连接到交流功率总线上的变换器的电路中——其中，所述至少三个变换器中的至少两个分别具有一个连接到功率总线的两端上的串联谐振回路，所述具有串联谐振回路的变换器中的至少一个是双向变换器。在根据本专利技术的电路中，变换器通过交流功率总线相互星状连接。通过交流功率总线传送所有待分配的功率。在根据本专利技术的电路中连接到功率总线上的变换器在其特性方面不仅仅通过其自身的结构确定。相反地，其特性也通过其通过交流功率总线与其他变换器、尤其是与其他变换器的串联谐振回路的接线得出。具体而言，在使用连接到交流功率总线上的其他变换器的串联谐振回路的情况下，也本身不具有自身的串联谐振回路的变换器可以作为谐振变换器运行。这意味着，优选通过不仅无电流、而且无电压、但尤其至少无电流并且因此特别低损耗的方式连接其开关。借助双向变换器不仅可以将电功率供给给交流功率总线，而且也可以从交流功率总线输出(abführen)电功率。在根据本专利技术的电路中，设置至少一个这样的双向变换器。连接到交流功率总线上的变换器中的多个也可以构造为双向变换器。尤其可能的是，所有连接到交流功率总线上的变换器是双向变换器。在根据本专利技术的电路中，所有连接到功率总线上的串联谐振回路优选具有相同的谐振电容和相同的谐振电感。因此，所有串联谐振回路具有相同的谐振频率。但“相同”在此并不意味着谐振电容和谐振电感以及结果中谐振频率必须完全相同。而是当它们基本上一致时就足够。在此应考虑，通常谐振变换器并不是恰恰在对于其而言有效的谐振回路的谐振频率处运行，而是在与此偏离几个百分点的通常较低的频率处运行。因此，由于部件公差引起的各个串联谐振回路的谐振频率的略微差异没有以明显的形式负面影响，只要这些差异保持得小。但是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于功率分配的电路(1)，所述电路具有一个双端交流功率总线(2)以及至少三个连接到所述交流功率总线上的变换器(3至6)；其中，所述至少三个变换器(3至6)中的至少两个变换器分别具有一个连接到所述功率总线的两端上的串联谐振回路(7)；其特征在于，所述具有串联谐振回路(7)的变换器(3至6)中的至少一个是双向变换器。

【技术特征摘要】
2013.07.19 DE 102013107750.11.一种用于功率分配的电路(1)，所述电路具有
一个双端交流功率总线(2)以及
至少三个连接到所述交流功率总线上的变换器(3至6)；
其中，所述至少三个变换器(3至6)中的至少两个变换器分别具有一
个连接到所述功率总线的两端上的串联谐振回路(7)；
其特征在于，
所述具有串联谐振回路(7)的变换器(3至6)中的至少一个是双向
变换器。
2.根据权利要求1所述的电路(1)，其特征在于，所有连接到所述功
率总线(2)上的串联谐振回路(7)具有相同的谐振电容和相同的谐振电
感。
3.根据权利要求1或2所述的电路(1)，其特征在于，所述具有串联
谐振回路(7)的变换器(3至6)中的至少两个是双向变换器。
4.根据权利要求1或2所述的电路(1)，其特征在于，所述变换器(3
至6)中的能够用于从所述交流功率总线(2)获得电功率的每一个变换器
具有串联谐振回路(7)。
5.根据权利要求1或2所述的电路(1)，其特征在于，所述变换器(3
至5)中的用于给所述交流功率总线(2)供给电功率的每一个变换器作为
谐振变换器运行。
6.根据权利要求1或2所述的电路(1)，其特征在于，所述变换器(4
至6)中的至少一个变换器具有变压器(9至11)。
7.根据权利要求5所述的电路(1)，其特征在于，至多一个变换器(3)

\t不具有变压器。
8.根据权利要求1或2所述的电路(1)，其特征在于，所述变换器(5，
6)中的一个变换器具有一个背向所述交流功率总线(2)的交流输出端(29，
35)。
9.根据权利要求7所述的电路(1)，其特征在于，所述具有背向所述
交流功率总线(2)的交流输出端(29)的变换器(5)具有用于交流电压
源的连接端子(30)。
10.根据权利要求1或2所述的电路(1)，其特征在于，所述变换器(4)
中的一个变换器具有背向所述交...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·韦伯，G·巴赫曼，A·贝格尔，
申请(专利权)人：艾思玛铁路技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE