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Patent Searching and Data


Title:
HIGHLY EFFICIENT POWER CONVERTER FOR THREE-PHASE SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/104177
Kind Code:
A1
Abstract:
Power converter circuit for three-phase systems, comprising - an intermediate circuit, - parallel to the intermediate circuit, three arms which are parallel to one another and each have a first circuit, a second circuit and a filter circuit, wherein - the intermediate circuit has connection contacts for connection to a DC voltage, a series circuit comprising two capacitors being arranged between said connection contacts, - the intermediate circuit is designed as a divided intermediate circuit and is provided for producing a centre point of an intermediate circuit voltage at the point located between the capacitors, - the first circuit of each arm comprises two first half-bridges which are connected in series, - the potential points between the capacitors and also between the first half-bridges of each arm are connected to one another, - the filter circuit of each arm comprises first connections between which a series circuit comprising a first filter inductor, a filter capacitor and a second filter inductor is connected, wherein the first connections are connected to the centre points of the two first half-bridges of the respective arm, - the filter circuit of each arm comprises second connections at the points between the filter capacitor and the first filter inductor and also between the filter capacitor and the second filter inductor, - the second circuit of each arm has a second half-bridge, the centre point of said second half-bridge forming an AC voltage output for the respective phase which is associated with the arm, - the outer potential points of the second half-bridge of each arm are connected to the second connections of the filter circuit of the arm.

Inventors:
TANNHÄUSER MARVIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/081220
Publication Date:
June 14, 2018
Filing Date:
December 01, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02M1/44; H02M7/487
Domestic Patent References:
WO2013134904A12013-09-19
WO2016146171A12016-09-22
Foreign References:
DE102012020036A12013-04-18
US20110115532A12011-05-19
US20150016169A12015-01-15
DE102013213986A12015-02-19
US20130088901A12013-04-11
EP2698911A12014-02-19
EP3174190A12017-05-31
DE102012107122A12013-02-14
EP2136465A12009-12-23
EP2306629A22011-04-06
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Claims:
Patentansprüche

1. Stromrichter-Schaltung (20) für dreiphasige Systeme, umfassend

- einen Zwischenkreis (27),

- parallel zum Zwischenkreis (27) drei zueinander parallele Arme mit jeweils einer ersten Schaltung (21U...W) , einer zwei¬ ten Schaltung (22U...W) und einer Filterschaltung (23U...W) , wobei

- der Zwischenkreis (27) Anschlusskontakte (24a, 24b) zum An- schluss an eine Gleichspannung (1) aufweist, zwischen denen eine Serienschaltung von zwei Kondensatoren (Cl, C2) angeordnet ist,

- der Zwischenkreis (27) als geteilter Zwischenkreis (27) ausgeführt ist und zur Herstellung eines Mittelpunkts (M) ei¬ ner Zwischenkreisspannung (UZK) am zwischen den Kondensatoren (Cl, C2) befindlichen Punkt vorgesehen ist,

- die erste Schaltung (22U...W) jedes Arms zwei in Serie ge¬ schaltete erste Halbbrücken umfasst,

- die Potentialpunkte (M) zwischen den Kondensatoren (Cl, C2) sowie zwischen den ersten Halbbrücken jedes Arms miteinander verbunden sind,

- die Filterschaltung (23U...W) jedes Arms erste Anschlüsse um¬ fasst, zwischen denen eine Serie aus einer ersten Filter- Induktivität (LU1, LV1, LW1), einem Filterkondensator (CU...W) und einer zweiten Filterinduktivität (LU2, LV2, LW2) geschal¬ tet ist, wobei die ersten Anschlüsse mit den Mittelpunkten der beiden ersten Halbbrücken des jeweiligen Arms verbunden sind,

- die Filterschaltung (23U...W) jedes Arms zweite Anschlüsse an den Punkten zwischen dem Filterkondensator (CU...W) und der ersten sowie zwischen dem Filterkondensator (CU...W) und der zweiten Filter-Induktivität (LU2, LV2, LW2) umfasst,

- die zweite Schaltung (22U...W) jedes Arms eine zweite Halb- brücke aufweist, deren Mittelpunkt einen Wechselspannungsaus- gang (25) für die jeweilige Phase bildet, die dem Arm zuge¬ ordnet ist,

- die äußeren Potentialpunkte der zweiten Halbbrücke jedes Arms mit den zweiten Anschlüssen der Filterschaltung (23U...W) des Arms verbunden sind,

- die Stromrichter-Schaltung (20) eine Steuereinrichtung um- fasst, die derart ausgestaltet ist, dass die Leistungshalb¬ leiter (TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6) der zweiten Schaltungen (22U...W) mit einer Taktung mit einer Grundfrequenz im Hertz- Bereich betrieben werden.

2. Stromrichter-Schaltung (20) nach Anspruch 1, bei der die Kondensatoren (Cl, C2) des Zwischenkreises (27) gleiche Kapa¬ zitätswerte aufweisen.

3. Stromrichter-Schaltung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die ersten und zweiten Schaltungen (21U...W, 22U...W) derartig angepasste Leistungshalbleiter (TU1...6, TV1...6, TW1...6) aufweisen, dass die Leistungshalbleiter (TU1...4, TV1...4, TW1...4) der ersten Schaltungen (21U...W) für eine Modulation der Wechselspannung im Kilohertz-Bereich vorgesehen sind und die Leistungshalbleiter (TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6) der zwei¬ ten Schaltungen (22U...W) für eine Taktung mit einer Grundfrequenz im Hertz-Bereich vorgesehen sind.

4. Stromrichter-Schaltung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Leistungshalbleiter (TU1...4, TV1...4, TW1...4) der ersten Schaltungen (21U...W) hinsichtlich geringer Schaltverluste optimiert sind und die Leistungshalbleiter (TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6) der zweiten Schaltungen

(22U...W) hinsichtlich geringer Durchlassverluste optimiert sind .

5. Stromrichter-Schaltung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Leistungshalbleiter (TU1...4, TV1...4, TW1...4) der ersten Schaltungen (21U...W) eine Spannungsfestig¬ keit aufweisen, die wenigstens der halben Zwischenkreisspan- nung (ZKS) entspricht und die Leistungshalbleiter (TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6) der zweiten Schaltungen (22U...W) eine Spannungsfestigkeit aufweisen, die wenigstens der ganzen Zwi- schenkreisspannung (UZK) entspricht.

6. Stromrichter-Schaltung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die ersten und zweiten

Filterinduktivitäten (LU1, LU2, LV1, LV2, LW1, LW2) gleiche Induktivitätswerte aufweisen.

7. Stromrichter-Schaltung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Leistungshalbleiter (TU1...4, TV1...4, TW1...4) der ersten Schaltungen (21U...W) als Galliumnitrid- Schalter ausgeführt sind, insbesondere als selbstsperrende Galliumnitrid-Schalter oder als Kaskode mit einem selbstleitenden Galliumnitrid-Schalter. 8. Stromrichter-Schaltung (20) nach einem der vorangehenden

Ansprüche, bei der die Filterschaltung (23U...W) jedes Arms ei¬ nen zweiten Filterkondensator zwischen dem Filterkondensator (CU...W) und der zweiten Filterinduktivität (LU2, LV2, LW2) um- fasst und der Potentialpunkt zwischen den Filterkondensatoren (CU...W) des Arms mit dem Potentialpunkt zwischen den ersten Halbbrücken der ersten Schaltungen (21U...W) verbunden ist.

9. Stromrichter-Schaltung (20) nach Anspruch 8, bei der die Filterschaltung (23U...W) jedes Arms einen dritten Filterkon- densator (29c) zwischen dem oberen Anschlusskontakt (24a) und einem oberen der zweiten Anschlüsse sowie einem vierten Filterkondensator (29d) zwischen dem unteren Anschlusskontakt (24b) und einem unteren der zweiten Anschlüsse.

10. Stromrichter-Schaltung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der erste Kondensator (Cl) und die oberen ersten Halbbrücken jedes Arms als eine erste Kommutierungs¬ zelle ausgebildet sind und der zweite Kondensator (C2) und die unteren ersten Halbbrücken jedes Arms als eine zweite Kommutierungszelle ausgebildet sind.

11. Verfahren zur Zusammenschaltung eines Gleichspannungssystems mit einem dreiphasigen Wechselspannungssystem, bei dem eine Stromrichter-Schaltung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche verwendet wird, wobei die Stromrichter-Schaltung (20) als Gleichrichter und/oder als Wechselrichter betrieben wird . 12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Leistungshalbleiter (TU1...4, TV1...4, TW1...4) der ersten Schaltungen (21U...W) mit einer Pulsweiten-Modulation im Kilohertz-Bereich angesteuert werden und die Leistungshalbleiter (TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6) der zweiten Schaltungen (22U...W) mit einer Grundfrequenz im Hertz-Bereich umgepolt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Leistungshalbleiter (TU1...4, TV1...4, TW1...4) der ersten Schaltungen (21U...W) mit einer Frequenz von mehr als 150 kHz, insbesondere mehr als 300 kHz, angesteuert werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Leistungshalbleiter (TU1...4, TV1...4, TW1...4) einer oder mehrerer der ersten Schaltungen (21U...W) derart angesteuert werden, dass sie synchron schalten.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Leistungshalbleiter (TU1...4, TV1...4, TW1...4) einer oder mehrerer der ersten Schaltungen (21U...W) derart angesteuert werden, dass die Leistungshalbleiter (TU1, TU2, TV1, TV2, TW1, TW2) der oberen jeweiligen ersten Halbbrücke im Wechsel mit den Leistungshalbleitern (TU3, TU4, TV3, TV4, TW3, TW4) der jeweiligen unteren ersten Halbbrücke schalten.

Description:
Beschreibung

Hocheffizienter Stromrichter für dreiphasige Systeme Die Erfindung betrifft eine Schaltung für einen Stromrichter für dreiphasige Systeme sowie ein Verfahren zur Zusammenschaltung eines Gleichspannungssystems mit einem dreiphasigen Wechselspannungssystem mit mindestens einer derartigen Schaltung .

Eine solche Schaltung kommt beispielsweise in einem Wechsel ¬ richter für die Verwendung in der Photovoltaik zum Einsatz. Andere Einsatzfelder für Stromrichter sind beispielsweise elektrische Maschinen, Generatoren, Elektrofahrzeuge, Hybrid- fahrzeuge, Fahrzeuge für den Schienenverkehr und auch Lade ¬ säulen für Elektrofahrzeuge . Weiterhin werden Stromrichter in Energiespeicheranwendungen, beispielsweise im Umfeld erneuerbarer Energien verwendet oder bei Hilfsspannungsversorgungen und in Netzteilen.

Als Stromrichter wird hier eine Anordnung zur Umwandlung einer elektrischen Stromart in eine andere bezeichnet. Ein der ¬ artiger Stromrichter kommt bevorzugt bei der Zusammenschal ¬ tung eines Gleichspannungssystems, beispielsweise mit einer Gleichspannung von 450 V, mit einem dreiphasigen Wechselspannungssystem, beispielsweise mit einer Sternspannung von 230 V, zum Einsatz, wobei je nach Leistungsflussrichtung der Stromrichter als Wechselrichter oder als Gleichrichter betrieben wird. Ein Wechselrichter ist ein elektrisches Gerät, welches Gleichspannung in Wechselspannung konvertiert. Ein Gleichrichter ist ein elektrisches Gerät, welches Wechsel ¬ spannung in Gleichspannung konvertiert. Der Stromrichter kann hier sowohl als Gleichrichter als auch als Wechselrichter verwendet werden. Das dreiphasige Wechselspannungssystem um- fasst drei einzelne Wechselspannungen mit vom Prinzip her gleicher Frequenz und Amplitude, die gegeneinander phasenverschoben sind um 120° bzw. 240°.

Aus der EP 2 136 465 AI ist ein einphasiger Wechselrichter zur Einspeisung einer Leistung einer Gleichspannungsquelle, insbesondere eines Photovoltaikgenerators , in ein Wechsels ¬ pannungsnetz mit einer asymmetrisch getakteten Brückenschaltung mit mindestens zwei mit Netzfrequenz getakteten ersten Schaltern und mit mindestens zwei mit einer höheren Taktfre- quenz getakteten zweiten Schaltern bekannt.

In der WO 2016/146171 AI wird eine Stromrichter-Schaltung für einphasige Systeme vorgeschlagen, welche einen 3-Punkt-Strom- richter und einen nachgeschalteten 2-Punkt-Stromrichter auf- weist.

Aus der EP 2 306 629 AI ist eine 5-Punkt-Stromrichter- Schaltung für dreiphasige Systeme bekannt, die drei Halbbrü ¬ cken sowie einen AC-Schalter kombiniert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromrichter- Schaltung für dreiphasige Systeme anzugeben, der im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Eigenschaften bezüglich der EMV aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stromrichter- Schaltung für dreiphasige Systeme gelöst. Die Stromrichter- Schaltung umfasst einen Zwischenkreis und parallel zum Zwi ¬ schenkreis drei zueinander parallele Arme mit jeweils einer ersten Schaltung, einer zweiten Schaltung und einer Filterschaltung. Dabei weist der Zwischenkreis Anschlusskontakte zum Anschluss an eine Gleichspannung auf, zwischen denen eine Serienschaltung von zwei Kondensatoren angeordnet ist. Der Zwischenkreis ist als geteilter Zwischenkreis ausgeführt und zur Herstellung eines Mittelpunkts einer Zwischenkreisspan- nung am zwischen den Kondensatoren befindlichen Punkt vorgesehen .

Die erste Schaltung jedes Arms umfasst zwei in Serie geschal- tete erste Halbbrücken, wobei die Potentialpunkte zwischen den Kondensatoren des Zwischenkreises sowie zwischen den ers ¬ ten Halbbrücken jedes Arms miteinander verbunden sind.

Die Filterschaltung jedes Arms umfasst erste Anschlüsse, zwi- sehen denen eine Serie aus einer ersten Filter-Induktivität, einem Filterkondensator und einer zweiten Filter-Induktivität geschaltet ist, wobei die ersten Anschlüsse mit den Mittel ¬ punkten der beiden ersten Halbbrücken des jeweiligen Arms verbunden sind. Die Filterschaltung jedes Arms umfasst wei- terhin zweite Anschlüsse an den Punkten zwischen dem Filterkondensator und der ersten sowie zwischen dem Filterkondensator und der zweiten Filter-Induktivität.

Die zweite Schaltung jedes Arms weist eine zweite Halbbrücke, deren Mittelpunkt einen Wechselspannungsausgang für die jeweilige Phase bildet, die dem Arm zugeordnet ist. Die äußeren Potentialpunkte der zweiten Halbbrücke jedes Arms sind mit den zweiten Anschlüssen der Filterschaltung des Arms verbunden .

Die Stromrichter-Schaltung und das Verfahren der Erfindung kommen vorzugsweise bei Netzanwendungen, beispielsweise Pho- tovoltaik und Energiespeicher-Anwendungen sowie in Elektro- fahrzeugen, Hybridfahrzeugen und Fahrzeugen für den Schienen- verkehr zum Einsatz. Weitere Einsatzgebiete sind Hilfsspan- nungsversorgungen und Netzteile.

Die Erfindung schafft eine Stromrichter-Schaltung mit einer nativ sinusförmigen dreiphasigen Ausgangsspannung. Vorteil- haft ist weiterhin, dass eine solche Stromrichter-Schaltung ohne Weiteres für eine Parallelschaltung mit weiteren, beispielsweise gleichartigen Stromrichter-Schaltungen geeignet ist. Dadurch ist der mit der Schaltung erreichbare Leistungs ¬ bereich - bei Beibehaltung der verwendeten Bauteile - deut- lieh erweitert.

Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Stromrichter- Schaltung vorteilhaft, dass der Bereich der Schaltung, in dem eine pulsweitenmodulierte Spannung mit hochfrequenten Span- nungswechseln auftritt, eng begrenzt ist. Die

pulsweitenmodulierte Spannung tritt nur in den Leiterberei ¬ chen zwischen den Filter-Induktivitäten und den direkt angeschlossenen Schaltern der ersten Halbbrücken auf. Damit ist der Bereich der Schaltung mit hoher EMV-Abstrahlung durch die Platzierung des internen Filters vorteilhaft eng begrenzt auf zwei kurze Leiterstücke pro Phase. Diese lassen sich gut mit einer Schirmung versehen, beispielsweise indem sie in einer mehrlagigen Platine in einer mittleren Lage zwischen schirmende Metallflächen angeordnet werden.

Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Topologie erreicht, dass die Schalter der zweiten Schaltung nicht im Bereich hoher Schaltfrequenzen liegen. Vielmehr wird die Spannung bereits vor den Schaltern der zweiten Schaltung durch die Fil- terschaltung geglättet. Dadurch sinkt die Belastung der

Schalter in der zweiten Schaltung und die Ansteuerung der Schalter der zweiten Schaltung wird vereinfacht.

Die Schaltung kann durch die erfindungsgemäße Schaltungstopo- logie bidirektional, das heißt je nach Leistungsfluss als

Gleichrichter und/oder als Wechselrichter, betrieben werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltung gehen aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen hervor. Dabei kann die Ausführungsform nach Anspruch 1 mit den Merk- malen eines der Unteransprüche oder vorzugsweise auch mit de ¬ nen aus mehreren Unteransprüchen kombiniert werden. Demgemäß können für die Stromrichter-Schaltung noch zusätzlich folgende Merkmale vorgesehen werden:

- Die beiden in Serie geschalteten Kondensatoren des Zwischenkreises, an denen die Zwischenkreisspannung, beispielsweise 400 V, abfällt, können jeweils auch aus mehreren, bei ¬ spielsweise in Serie oder parallel geschalteten Kondensato ¬ ren, bestehen. Dies kann notwendig sein wenn es keinen Kondensator gibt, der für den geforderten Strom und/oder die geforderte Spannung spezifiziert ist.

- Die Kondensatoren können gleiche Kapazitätswerte aufweisen. Der durch die Verwendung von gleichen Kapazitätswerten symmetrisch geteilte Zwischenkreis teilt die Zwischenkreisspan ¬ nung um den Mittelpunkt symmetrisch. Daher können in den ersten Halbbrücken die gleichen Leistungshalbleiter verwendet werden, welche gleichmäßig und optimal ausgesteuert werden. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Stromrichter-Schaltung und reduziert die Komplexität.

- Die ersten Schaltungen können Leistungshalbleiter aufweisen, die für eine Modulation der Wechselspannung vorgesehen sind. Die zweiten Schaltungen können Leistungshalbleiter aufweisen, die für eine Taktung mit einer tieferen Grundfrequenz vorgesehen sind. Während die Modulationsfrequenz der Wechselspannung beispielsweise im Bereich von mehreren kHz bis zu mehreren MHz liegt, liegt die Grundfrequenz beispielsweise bei 50 Hz. Da die Leistungshalbleiter für unterschiedliche Aufgaben bei unterschiedlichen Frequenzen innerhalb der

Stromrichter-Schaltung vorgesehen sind, erlaubt die angegebene Schaltungstopologie eine Verwendung von angepassten Leis ¬ tungshalbleitern. Dies ist vorteilhaft, weil sich durch die Verwendung an die Aufgabe angepasster Leistungshalbleiter der Wirkungsgrad der Stromrichter-Schaltung erhöht.

- Die Leistungshalbleiter der ersten Schaltungen können hin- sichtlich geringer Schaltverluste optimiert sein. Die Leis ¬ tungshalbleiter der zweiten Schaltungen können hinsichtlich geringer Durchlassverluste optimiert sein. Ein wesentlicher Faktor zur Begrenzung des erreichbaren Wirkungsgrades liegt in den Verlusten, die in den verwendeten Leistungshalbleitern auftreten. Dabei spielen die Schaltverluste, die im Moment des Öffnens und Schließens des Schalters auftreten und mit der verwendeten Schaltfrequenz ansteigen, sowie die Durchlassverluste, die im leitenden Zustand des Schalters auftre ¬ ten, eine Rolle. Die Leistungshalbleiter wie beispielsweise MOSFETs, IGBTs oder GaN-HEMT-Schalter weisen bezüglich der

Schaltverluste und Durchlassverluste verschiedene Eigenschaf ¬ ten auf. Darüber hinaus gibt es auch innerhalb jedes Typs von Leistungshalbleiter verschiedene Ausprägungen, die sich bezüglich der genannten Eigenschaften unterscheiden. Dabei ist typischerweise eine Optimierung der Schaltverluste nicht gleichzeitig mit einer Optimierung der Durchlassverluste zu erreichen, vielmehr stehen die Ziele im Widerstreit miteinander. Bei bekannten Topologien ist die Auswahl der Leistungshalbleiter daher ein Kompromiss. Hingegen können bei der Stromrichter-Schaltung vorteilhaft die schnell schaltenden

Leistungshalbleiter der ersten Schaltungen, die für die Modulation der Wechselspannung vorgesehen sind, hinsichtlich geringer Schaltverluste optimiert sein, während die vergleichs ¬ weise langsam schaltenden Leistungshalbleiter der zweiten Schaltungen, die für eine Taktung mit einer Grundfrequenz vorgesehen sind, hinsichtlich geringer Durchlassverluste optimiert sein können. Damit ist trotz des Konflikts zwischen Schaltverlusten und Durchlassverlusten eine optimale Auswahl der Leistungshalbleiter möglich, die bei anderen Topologien nicht getroffen werden kann. - Die Leistungshalbleiter der ersten Schaltungen können eine Spannungsfestigkeit aufweisen, die wenigstens der halben Zwi- schenkreisspannung entspricht. Die Leistungshalbleiter der zweiten Schaltungen können eine Spannungsfestigkeit aufwei ¬ sen, die wenigstens der ganzen Zwischenkreisspannung entspricht. Dies wird durch die Schaltungstopologie mit dem ge ¬ teilten Zwischenkreis ermöglicht, welcher als ein kapazitiver Spannungsteiler wirkt und bei bevorzugt gleichen Kapazitäts- werten die Zwischenkreisspannung um den Mittelpunkt symmetrisch teilt. Bei gegebener Schaltfrequenz erzeugen Leistungshalbleiter, die eine höhere Spannungsfestigkeit aufweisen und daher zum Schalten höherer Spannungen geeignet sind, signifikant höhere Schaltverluste als Leistungshalbleiter, welche eine geringere Spannungsfestigkeit aufweisen. Die angegebene Schaltungstopologie erlaubt es, dass die Leistungshalbleiter der ersten Schaltung nur eine Spannungsfestigkeit aufweisen müssen, welche der halben Zwischenkreisspannung entspricht. Da so die angepassten Leistungshalbleiter jeweils optimal eingesetzt werden, ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad der Stromrichter-Schaltung .

- Als Leistungshalbleiter der ersten Schaltungen kommen bevorzugt GaN-Schalter zum Einsatz. Diese erlauben sehr hohe Schaltgeschwindigkeiten und ermöglichen es daher, die Baugröße der Filterelemente zu verringern.

- Die Leistungshalbleiter der ersten Schaltungen können mit einer Frequenz von mehr als 100 kHz, insbesondere einer Fre- quenz von mehr als 300 kHz, angesteuert werden. Eine hohe

Schaltgeschwindigkeit ermöglicht es, die Baugröße der Filter ¬ elemente zu verringern.

- Der erste Kondensator und die oberen ersten Halbbrücken können als eine erste Kommutierungszelle ausgebildet sein; der zweite Kondensator und die unteren ersten Halbbrücken können als eine zweite Kommutierungszelle ausgebildet sein. Als Kommutierung bezeichnet man in der Leistungselektronik den Vorgang, bei dem ein Stromfluss von einem Zweig zum ande- ren übergeht. In der vorliegenden Ausführungsform findet die Kommutierung, beispielsweise im Betrieb als Wechselrichter, vom ersten Kondensator zu den parallel dazu geschalteten ersten Halbbrücken und vom zweiten Kondensator zu den parallel dazu geschalteten zweiten Halbbrücken statt. Die Ausbildung einer Kommutierungszelle insbesondere durch eine niederinduk ¬ tive Anordnung der Bauelemente ist vorteilhaft, da so ein sehr gutes Kommutierungsverhalten und Schaltverhalten erreicht wird, was die Effizienz der vorliegenden Schaltung erhöht .

- Die Leistungshalbleiter der ersten Schaltungen werden bevorzugt mit einer Pulsweiten-Modulation angesteuert und die Leistungshalbleiter der zweiten Schaltungen mit einer tieferen Grundfrequenz umgepolt.

- Für die Pulsweiten-Modulation werden die ersten Halbbrücken zweckmäßig stets so geschaltet, dass einer der Leistungshalb ¬ leiter eingeschaltet ist, während der andere Leistungshalb ¬ leiter ausgeschaltet ist.

- Die Leistungshalbleiter innerhalb einer oder mehrerer der ersten Schaltungen können derart angesteuert werden, dass sie synchron schalten. Mit anderen Worten passiert für eine oder mehrere der ersten Schaltungen ein Umschalten der Leistungs- halbleiter der beiden ersten Halbbrücken dieser ersten Schaltung gleichzeitig. Bevorzugt wird die synchrone Schaltung in allen drei Armen vorgenommen, d.h. die Arme verhalten sich gleichartig, wobei ein Leistungshalbleiter eines ersten und ein Leistungshalbleiter eines zweiten Arms meist nicht gleichzeitig schalten. In diesem Betriebsmodus wechselt die Spannung zwischen der ersten Schaltung und der Filterschaltung eines Arms daher stets zwischen dem vollen Wert der Zwi- schenkreisspannung und Null, d.h. einem Zusammenschluss des Mittelpunkts-Potentials. Dabei sind zu einer Zeit entweder die beiden äußeren Leistungshalbleiter der beiden ersten

Halbbrücken eingeschaltet oder die beiden inneren Leistungshalbleiter der beiden ersten Halbbrücken eingeschaltet. Durch diesen Schaltbetrieb werden vorteilhaft Gleichtakt-Störungen der Stromrichter-Schaltung stark verringert. Besonders vor- teilhaft ist, dass dieser Betriebsmodus, der von einphasigen Schaltungen her bekannt ist, nun auch bei einer dreiphasigen Schaltung mit ihren drei parallelen Armen verwendbar ist.

- Alternativ können Leistungshalbleiter einer oder mehrerer der ersten Schaltungen derart angesteuert werden, dass die Leistungshalbleiter der oberen ersten Halbbrücke eines Arms im Wechsel mit den Leistungshalbleitern der unteren ersten Halbbrücke dieses Arms schalten. Bei einer Ansteuerung der Leistungshalbleiter mittels Trägersignal kann das beispiels- weise durch eine entsprechende Phasenverschiebung des Trägersignals für die untere erste Halbbrücke gegenüber der oberen ersten Halbbrücke erreicht werden. Die am Eingang der Filterschaltung anliegende Spannung wechselt in diesem Schaltmodus zwischen der vollen Zwischenkreisspannung, der halben Zwi- schenkreisspannung und Null. Die dadurch vorliegende Schalt ¬ frequenz ist gegenüber der Schaltfrequenz bei synchronem Schalten der Halbbrücken verdoppelt. Dadurch kann die Baugröße der in der Filterschaltung verwendeten Filter- Induktivitäten verringert werden, da die Filterwirkung invers proportional mit der Frequenz des Signals zusammenhängt. Be ¬ sonders vorteilhaft ist, dass dieser Betriebsmodus, der von einphasigen Schaltungen her bekannt ist, nun auch bei einer dreiphasigen Schaltung mit ihren drei parallelen Armen verwendbar ist. Das bei zwei parallelen Halbbrücken beispiels- weise als diagonale Taktung bezeichnete Schaltkonzept ist nicht auf entsprechende dreiphasige Schaltungen wie den klas ¬ sischen Brückenumrichter übertragbar. Die spezielle Topologie des erfindungsgemäßen Stromrichters erlaubt aber den be ¬ schriebenen Betriebsmodus und erlaubt somit, die Vorteile der Frequenzverdoppelung auch bei einer dreiphasigen Schaltung zu erreichen .

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und läutert .

Es zeigen schematisch:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines Ausschnitts einer Photovol taik-Anlage,

Figur 2 einen Schaltplan einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromrichter-Schaltung für dreiphasige Systeme,

Figur 3 einen Ausschnitt des Schaltplans der Stromrichter- Schaltung,

Figuren 4 bis 7

ein Zeitablaufdiagramm des Schaltzustands für verschiedene Halbbrücken der Stromrichter-Schaltung,

Figur 8 ein Zeitablaufdiagramm einer innerhalb der Stromrich ter-Schaltung erzeugten Spannung,

Figur 9 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Ener giespeieherSystems

Figuren 10 und 11

Schaltpläne weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stromrichter-Schaltung .

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausschnitts einer Photovoltaik-Anlage 10. Die Photovoltaik-Anlage 10 umfasst eine Reihe von Solarmodulen 11, die in Reihenschaltungen, sog. Strings, organisiert sind. Der Übersicht wegen sind in Figur 1 nur zwei dieser Strings dargestellt. Jeder der

Strings umfasst einen eigenen DC/DC-Wandler 12, über den der String mit einem DC-Bus 13 verbunden ist. Der DC-Bus 13 ist wiederum mit einer erfindungsgemäßen Stromrichter-Schaltung 20 verbunden, die aus dem Gleichstrom des DC-Busses 13 eine dreiphasige Wechselspannung erzeugt. Ausgangsseitig ist der Stromrichter 20 mit dem Versorgungsnetzwerk 14 verbunden. Die dreiphasige Wechselspannung hat die Frequenz f G des Versorgungsnetzwerks, beispielsweise 50 Hz oder 60 Hz.

In Figur 2 ist ein Schaltplan einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromrichter-Schaltung 20 für dreiphasige Systeme dargestellt, wobei die Stromrichter-Schaltung drei parallele Arme umfasst, die die Wechselspannungen für die drei Phasen erzeugen. Jeder der Arme umfasst eine erste

Schaltung 21U, 21V, 21W, eine zweite Schaltung 22U, 22V, 22W und eine Filterschaltung 23U, 23V, 23W. Die Stromrichter- Schaltung 20 ist zwischen ein Gleichspannungssystem 1 und ein in Figur 2 nicht dargestelltes Wechselspannungssystem ge- schaltet. Dabei umfasst die Stromrichter-Schaltung 20 An ¬ schlusskontakte 24a, 24b zur Verbindung mit dem Gleichspannungssystem 1 und Wechselspannungskontakte 25 zur Verbindung mit dem Wechselspannungssystem. Die ersten Schaltungen 21U, 21V, 21W umfassen jeweils zwei in Reihe geschaltete Halbbrücken und sind zueinander parallel geschaltet. Parallel zu den Halbbrücken ist weiterhin ein Zwischenkreis 27 angeordnet, der eine Serienschaltung von zwei Kondensatoren Cl, C2 aufweist. Die äußeren Anschlüsse der Halbbrücken der ersten Schaltungen 21U, 21V, 21W und des Zwischenkreises 27 sind mit den Anschlusskontakten 24a, 24b verbunden und bilden somit den Gleichspannungseingang der Stromrichter-Schaltung 20. Der Zwischenkreis 27 ist als geteilter Zwischenkreis ausgeführt und zur Herstellung eines Mittelpunkts M einer Zwischenkreisspannung UZK am zwischen den Kondensatoren Cl, C2 und den Halbbrücken befindlichen Potentialpunkt vorgesehen. Dabei ist der erste Kondensator Cl parallel zu den oberen Halbbrücken der ersten Schaltungen 21U, 21V, 21W geschaltet und der zweite Kondensator C2 paral- lel zu den unteren Halbbrücken der ersten Schaltungen 21U, 21V, 21W geschaltet. Der erste Kondensator Cl und die oberen ersten Halbbrücken sind als eine erste Kommutierungszelle ausgebildet und der zweite Kondensator C2 und die unteren ersten Halbbrücken sind als eine zweite Kommutierungszelle ausgebildet, wodurch sich parasitäre Effekte minimieren, wel ¬ che hauptsächlich durch parasitäre Induktivitäten zwischen einem Kondensator Cl, C2 und der dazu parallel geschalteten Halbbrücke verursacht werden. Die Filterschaltungen 23U, 23V, 23W umfassen jeweils eine erste und zweite Filter-Induktivität LU1, LU2, LV1, LV2, LW1, LW2. Ein erster Anschluss der ersten Filter-Induktivität LU1, LV1, LW1 ist mit dem Potentialpunkt zwischen den Leistungs- halbleitern TU1, TU2, TV1, TV2, TW1, TW2 der jeweiligen ers- ten Halbbrücke verbunden. Ein erster Anschluss der zweiten

Filter-Induktivität LU2, LV2, LW2 ist mit dem Potentialpunkt zwischen den Leistungshalbleitern TU3, TU4, TV3, TV4, TW3, TW4 der zweiten Halbbrücke verbunden. Die jeweils anderen Anschlüsse der Filter-Induktivitäten LU1, LU2, LV1, LV2, LW1, LW2 sind über einen jeweiligen Filter-Kondensator CU...W zusammengeschlossen. Die Filter-Induktivitäten LU1, LU2, LV1, LV2, LW1, LW2 weisen zweckmäßig die gleiche Induktivität auf.

Die zweiten Schaltungen 22U, 22V, 22W umfassen jeweils eine Halbbrücke. Der obere äußere Anschluss der Halbbrücke ist mit dem Potentialpunkt zwischen der ersten Filter-Induktivität LU1, LV1, LW1 und dem Filter-Kondensator CU...W verbunden. Der untere äußere Anschluss der Halbbrücke ist mit dem Potential ¬ punkt zwischen der zweiten Filter-Induktivität LU2, LV2, LW2 und dem Filter-Kondensator CU...W verbunden. Der Potentialpunkt zwischen den Leistungshalbleitern TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6 der Halbbrücke bildet je Arm einen der Wechselspannungs ¬ kontakte 25.

Die Stromrichter-Schaltung 20 arbeitet mit leistungselektro ¬ nischen Schaltern TUl...8, TV1...8, TW1...8, die beispielsweise als Insulated Gate Bipolar Transistoren (IGBT), Metall-Oxid- Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) oder

Galliumnitrid-High Electron Mobility Transistoren (GaN-HEMT) ausgeführt sein können. Die Figur 2 zeigt MOSFETs und die Fi ¬ gur 3 zeigt IGBTs als leistungselektronische Schalter TUl...8, TV1...8, TW1...8, das ist aber beispielhaft und es können andere Schaltertypen verwendet werden. Dabei können sich insbesondere die verwendeten Schalter TUl...8, TV1...8, TW1...8 auch unter ¬ scheiden, beispielsweise können in den Halbbrücken der ersten Schaltungen 21U, 21V, 21W schnell schaltende GaN-Schalter verwendet werden, während in den Halbbrücken der zweiten Schaltungen 22U...W IGBTs zum Einsatz kommen. Die Leistungshalbleiter TUl...4, TV1...4, TW1...4 der ersten Schaltungen 21U...W sind für eine Modulation, vorzugsweise eine Pulsweitenmodulation, kurz PWM, mit einem Takt vorgesehen, welcher eine signifikant höhere Frequenz aufweist als die Grundfrequenz f G . Bei dieser hohen Taktfrequenz von bei- spielsweise 10 kHz, 100 kHz oder 250 kHz sind die Schaltver ¬ luste der Leistungshalbleiter TUl...4, TV1...4, TW1...4der ersten Schaltungen 21U...W dominant gegenüber den Durchlassverlusten und daher werden Leistungshalbleiter TUl...4, TV1...4, TW1...4 für die ersten Schaltungen 21U...W ausgewählt, die hinsichtlich ge- ringer Schaltverluste optimiert sind. Die erfindungsgemäße

Schaltungstopologie der Stromrichter-Schaltung 20 erlaubt es weiterhin, für die ersten Schaltungen 21U...W Leistungshalbleiter TUl...4, TV1...4, TW1...4 zu verwenden, welche eine Spannungs ¬ festigkeit aufweisen, die der halben Zwischenkreisspannung UZK entspricht. Die Leistungshalbleiter TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6 der zweiten Schaltungen 22U...W sind für eine Taktung mit der

Grundfrequenz f G vorgesehen. Da bei dieser deutlich geringe- ren Schaltfrequenz f G die Durchlassverluste der Leistungs ¬ halbleiter TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6 im Vergleich zu den Schaltverlusten dominant sind, werden Leistungshalbleiter TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6 für die zweite Schaltung 22 aus ¬ gewählt, welche hinsichtlich geringer Durchlassverluste opti- miert sind. Aufgrund der Schaltungstopologie werden für die zweiten Schaltungen 22U...W Leistungshalbleiter TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6 mit einer Spannungsfestigkeit verwendet, die der ganzen Zwischenkreisspannung UZK entspricht. Dies ist aber nicht von Nachteil, da die Leistungshalbleiter TU5, TU6, TV5, TV6, TW5, TW6 der zweiten Schaltungen 22U...W nicht schnell schalten müssen.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Schaltplan der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromrichter-Schaltung 20 ge- mäß der Figur 2. Dabei sind die beiden Halbbrücken einer der ersten Schaltungen 21U...W sowie die Filter-Induktivitäten LUl, LU2, LV1, LV2, LW1, LW2 gezeigt. Figur 3 zeigt weiterhin zwei Bereiche 31, 32 in der Leiterstruktur der Stromrichter- Schaltung 20. Die hochfrequenten Spannungswechsel, die durch das Umpolen der Halbbrücken erzeugt werden, beschränken sich in der erfindungsgemäßen Topologie auf die Bereiche 31, 32. Bei der Realisierung der Stromrichter-Schaltung 20 können die Leiterstücke, die den Bereichen 31, 32 entsprechen, sehr kurz gehalten werden. Eine Schirmung zur Verminderung von Abstrah- lungen, d.h. zur Verbesserung der EMV-Eigenschaften der

Stromrichter-Schaltung 20, kann daher mit einem geringen baulichen Aufwand gestaltet werden. Wird die Stromrichter- Schaltung 20 in einer mehrlagigen Platine aufgebaut, können die Leiterstücke, die den Bereichen 31, 32 entsprechen, bei- spielsweise in einer mittleren Lage angeordnet werden. Darü- ber und/oder darunterliegende Lagen können dann entweder zur Schirmung geeignete andere Teile der Stromrichter-Schaltung 20 oder speziell vorgesehene metallische Flächen aufweisen. Dadurch wiederum kann das Gehäuse der Stromrichter-Schaltung 20 vereinfacht aufgebaut werden, beispielsweise als Kunst ¬ stoffgehäuse anstatt als Metallgehäuse, da das Gehäuse weni ¬ ger oder keine Schirmungsaufgaben erfüllen muss.

Die Figuren 4 bis 7 zeigen den Ablauf der Schaltzustände der Halbbrücken einer der ersten Schaltungen 21U...W sowie der

Halbbrücken der dem gleichen Arm zugehörigen zweiten Schaltung 22U...W über einen Zeitraum, der einer Periode der Grundfrequenz f G entspricht, d.h. 20 ys bei einer Grundfrequenz von 50 Hz. Die Halbbrücken werden gemäß Figur 4 und Figur 5 mit einer PWM betrieben, deren Frequenz zur besseren Darstellung nur 4 kHz beträgt. Die Figuren 4 bis 7 zeigen in horizontaler Richtung eine übereinstimmende Zeitachse Z. In ver ¬ tikaler Richtung befindet sich eine normierte Achse S, die den Schaltzustand der jeweiligen Halbbrücke angibt. Der

Schaltzustand umfasst dabei den Zustand der beiden Leistungs ¬ halbleiter TU1...6, TV1...6, TW1...6 der jeweiligen Halbbrücke, wo ¬ bei von den Leistungshalbleitern TU1...6, TV1...6, TW1...6 einer Halbbrücke jeweils einer eingeschaltet und der andere ausge ¬ schaltet ist.

In den Figuren 4 und 5 ist erkennbar, dass die Halbbrücken der gezeigten ersten Schaltung 21U...W stets im Gleichtakt, also synchron, und gegenläufig schalten. Die sich ergebende Spannungsdifferenz an den Ausgängen der Halbbrücken ent- spricht also entweder der Zwischenkreisspannung UZK oder Null (kurzgeschlossene Ausgänge) . Beim Filter-Kondensator CU...W, also aus Sicht der Halbbrücken hinter den Filter- Induktivitäten LU1, LU2, LV1, LV2, LW1, LW2 ist dadurch ein geglätteter Spannungsverlauf realisiert, der einer gleichge- richteten sinusförmigen Wechselspannung entspricht, d.h. eine 1 b

Folge von positiven Halbwellen. Dieser Spannungsverlauf ist in normierter Form in Figur 8 dargestellt. Figur 8 verwendet dabei die gleiche Zeitachse Z wie die Figuren 4 bis 7. Die verwendete PWM ist dabei derart gestaltet, dass nach Filte- rung hoher Frequenzen eine Folge von Halbwellen verbleibt.

Sie unterscheidet sich somit im genauen Verlauf etwas von ei ¬ ner PWM zur Erzeugung eines vollständigen Sinusverlaufs. Bei einem typischen Drehstromnetz sind die Wechselströme der drei Phasen zueinander um 120° bzw. 240° phasenverschoben. Die Steuerung der ersten Schaltungen erfolgt daher für jeden der Arme zweckmäßig so, dass die entstehenden Halbwellen ebenfalls bereits eine derartige Phasenverschiebung zueinander aufweisen . In den Figuren 6 und 7 ist erkennbar, dass die Halbbrücken der zweiten Schaltungen 22U...W mit der Grundfrequenz f G umgepolt werden, d.h. mit einer verhältnismäßig niedrigen Fre ¬ quenz von beispielsweise 50 Hz. Dadurch wird jede zweite der positiven Halbwellen im Spannungsverlauf des Filter- Kondensators CU...W umgeklappt und somit ein vollständiger Si ¬ nusverlauf als Ausgangsspannung erzeugt. Wenn die Halbwellen bereits so erzeugt werden, dass sie in den drei Armen um 120° und 240° zueinander phasenverschoben sind, erfolgt das Umpo ¬ len der Halbbrücken der zweiten Schaltungen 22U...W ebenfalls um 120° bzw. 240° phasenverschoben zueinander.

Der somit in den Figuren 4 und 5 gezeigte Schaltmodus verwen ¬ det also eine synchrone Schaltung der Leistungshalbleiter TU1...4, TV1...4, TW1...4 der Halbbrücken der gezeigten ersten Schaltung 21U...W. Es ist zweckmäßig, diesen Betrieb auch in den anderen Armen, bevorzugt in allen drei Armen zu verwenden. Dabei sind die Schaltzeiten innerhalb jedes der Arme ab ¬ gestimmt, nicht aber die Schaltzeiten zwischen den Armen. Die genauen Umschaltzeiten der Halbbrücken sind durch den Verlauf der PWM bestimmt; da die erzeugten Wellen zueinander phasen- verschoben sind, weichen die Umschaltzeiten der Halbbrücken der Arme nahezu immer voneinander ab. Durch den beschriebenen synchronen Betrieb ist die Spannung auf den beiden Ausgangsleitungen der Halbbrücken stets symmetrisch in Bezug auf das Spannungsniveau in der Mitte M des Zwischenkreises, also zwi ¬ schen den beiden Halbbrücken der ersten Schaltungen 21U...W. Ist dieser Punkt mit Erde verbunden, ändert sich daher das Spannungsniveau der zweiten Schaltungen 22U...W in Bezug auf Erde durch die Schalthandlungen in der Halbbrücken nicht. Gleichtaktstörungen (common mode) werden dadurch vorteilhaft deutlich vermindert oder ganz vermieden.

In einem alternativen Betriebsmodus werden die innerhalb Halbbrücken einer, zweier oder bevorzugt aller drei ersten Schaltungen 21U...W versetzt zueinander geschaltet. Wenn eine der Halbbrücken umschaltet, schaltet in diesem Betriebsmodus die jeweils andere Halbbrücke einer ersten Schaltung 21U...W nicht. Das Umschalten kann mit einer beliebigen Phasenverschiebung zueinander geschehen, insbesondere mit einer Pha- senverschiebung von 180°. Beispielsweise kann bei einem Be ¬ trieb mit Trägersignal das Trägersignal für eine der Halbbrü ¬ cken gegenüber dem Trägersignal für die andere Halbbrücke entsprechend phasenverschoben werden. Werden die Halbbrücken versetzt zueinander umgeschaltet, dann liegt für einen Teil der Zeit neben den Spannungen Null und dem Wert der Zwischenkreisspannung UZK auch die Hälfte der Zwischenkreisspannung UZK am Ausgang der Halbbrücken an. Da die Halbbrücken abwechselnd, aber insgesamt genauso häufig umschalten wie beim syn ¬ chronen Betrieb, verdoppelt sich die Häufigkeit der Span- nungswechsel am Ausgang der Halbbrücken. Die effektive Fre ¬ quenz des Signals, das die jeweilige Filterschaltung 23U...W erreicht, ist daher doppelt so hoch wie beim synchronen Be ¬ trieb. Vorteilhaft erlaubt das, die Komponenten der Filter ¬ schaltung 23U...W, insbesondere die Filter-Induktivitäten LU1, LU2, LV1, LV2, LW1, LW2 , für eine höhere Frequenz auszulegen und somit zu verkleinern. Da die Komponenten der Filterschal ¬ tungen 23U...W und gerade die Filter-Induktivitäten LU1, LU2, LV1, LV2, LW1, LW besonders große und klobige Bauteile dar ¬ stellen, ist dies von besonderem Vorteil.

Wie auch beim synchronen Betrieb wird bei dem beschriebenen versetzten Betrieb stets die Umschaltung innerhalb eines oder mehrerer, bevorzugt aller Arme betrachtet. Auch beim versetzten Betrieb ist die Umschaltung weitgehend durch die PWM vor- gegeben und zwischen den Armen werden die UmschaltZeitpunkte nicht aufeinander abgestimmt.

Aufgrund der verwendeten Schaltungstopologie kann die Strom ¬ richter-Schaltung 20 als Gleichrichter und/oder als Wechsel- richter betrieben werden. In Figur 9 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Energiespeichersystems 93 ge ¬ zeigt. Das Energiespeichersystem 93 weist eine erfindungsge ¬ mäße Stromrichter-Schaltung 20 und einen Energiespeicher 90 auf. In einer Ladephase 91 ist eine dreiphasige Wechselspan- nungsquelle 94 über Wechselspannungskontakte 25 an das Ener ¬ giespeichersystem 93 angeschlossen und lädt den Energiespeicher 90. Der Energiespeicher 90 kann ein Akku sein, der beispielsweise in Lithium-Ionen-Technologie realisiert ist. Die dreiphasige Wechselspannungsquelle 94 kann beispielsweise ein Generator oder ein Netzanschluss mit einer Wechselspannung von beispielsweise 50 Hz sein. In der Ladephase 91 wird die Stromrichter-Schaltung 20 als Gleichrichter betrieben. In einer Entladephase 92 ist ein Verbraucher 95 über die Wechsels ¬ pannungskontakte 25 an das Energiespeichersystem 93 ange- schlössen und entnimmt Leistung aus dem Energiespeicher 90. Der Verbraucher 95 kann beispielsweise ein Elektromotor oder ein Netzanschluss sein.

Die Figuren 10 und 11 zeigen Schaltungstopologien, die weite- re Ausführungsbeispiele für die Erfindung sind. Die Schaltung gemäß der Figur 10 entspricht weitgehend der in Figur 2 gezeigten Schaltung. Im Unterschied zur Schaltung der Figur 2 umfassen die Filterschaltungen 1023U...W in Figur 10 jeweils einen zweiten Filterkondensator CbU...W, der in Reihe zwischen den Filterkondensator CU...W und die zweite Filterinduktivität LU2, LV2, LW2 geschaltet ist.

Der Potentialpunkt zwischen dem jeweiligen Filterkondensator CU...W und dem jeweiligen zweiten Filterkondensator CbU...W ist mit dem Mittelpunkt M des Zwischenkreises elektrisch verbun ¬ den .

Die Schaltung gemäß der Figur 11 entspricht weitgehend der in Figur 10 gezeigten Schaltung. Im Unterschied zur Schaltung der Figur 10 umfassen die Filterschaltungen 1123U...W in Figur 11 jeweils einen dritten und vierten Filterkondensator CcU...W, CdU...W. Der dritte Filterkondensator CcU...W ist zwischen den Anschlusskontakt 24a und den Potentialpunkt zwischen der ers- ten Filterinduktivität LU1, LV1, LW1 und dem Filterkondensa ¬ tor CU...W geschaltet. Der vierte Filterkondensator CdU...W ist zwischen den Anschlusskontakt 24b und den Potentialpunkt zwi ¬ schen der zweiten Filterinduktivität LU2, LV2, LW2 und dem zweiten Filterkondensator CbU...W geschaltet.