DE102009002846A1

DE102009002846A1 - Inverter arrangement for conversion of constant output signal of energy generating module, has switching signal with inverter circuit, which is provided for generation of switching signals on basis of constant output signals

Info

Publication number: DE102009002846A1
Application number: DE200910002846
Authority: DE
Inventors: Tero Jaervelaeinen; Klaus Voigtlaender; Peter Kimmich; Ralf-Peter Bergmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2010-11-11

Abstract

The inverter arrangement has a switching signal with an inverter circuit, which is provided for generation of the switching signals on the basis of the constant output signals. A circuit arrangement is provided and connected upstream of the inverter circuit. Two electric paths (813,815) are parallel to the inverter circuit for circuit switching. An independent claim is also included for a method for converting a constant output signal of an energy production arrangement.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wechselrichteranordnung zur Umwandlung eines konstanten Ausgangssignals eines Energieerzeugungsmoduls in ein Wechselsignal.The The present invention relates to an inverter arrangement for Conversion of a constant output signal of a power generation module in an alternating signal.

Zur Wechselrichtung von beispielsweise solar erzeugter Energie werden üblicherweise Wechselrichter, insbesondere Solarinverter, eingesetzt, welche einphasig oder dreiphasig ausgebildet sein können. Eine Grundschaltung für eine einphasige Wechselrichtung ist beispielsweise in 1 dargestellt, bei der zur Wechselrichtung eine H-Brücke mit vier Schaltern 101 verwendet wird. Die H-Brücke ist einer Solarzelle 103 nachgeschaltet, parallel zu welcher eine Kapazität 105 angeordnet ist. Das konstante Ausgangssignal der Solarzelle 103 wird mittels der jeweils paarweise schaltbaren Schalter 101 wechselgerichtet und in ein Wechselsignal umgewandelt, das über die jeweils zwischen zwei in Reihe geschalteten Schaltern 101 angeordneten Abgriffe beispielswiese einem Energieverteilungsnetz 107, dessen Zuleitungen durch Induktivitäten 109 repräsentiert sind, zugeführt wird.For changing direction of, for example, solar-generated energy, inverters, in particular solar inverters, are usually used, which can be single-phase or three-phase. A basic circuit for a single-phase change direction is, for example, in 1 shown in the direction of the changeover, an H-bridge with four switches 101 is used. The H-bridge is a solar cell 103 downstream, parallel to which a capacity 105 is arranged. The constant output signal of the solar cell 103 is by means of each switchable switch in pairs 101 reversed and converted into an alternating signal, which in each case between two series-connected switches 101 arranged taps beispielswiese a power distribution network 107 , whose supply lines by inductors 109 are presented is supplied.

In den 2A bis 2D ist die Bildung des Wechselsignals veranschaulicht. In 2A ist der Verlauf 201 eines Soll-Stroms I_SOLL bezüglich eines Verlaufs einer Spannung 203 dargestellt. 2B zeigt die Zustände der jeweils paarweise zu schließenden Schalter 101. 2C zeigt einen Verlauf einer Netzspannung 205 im Vergleich zu einem Verlauf einer Brückenspannung 207. In 2D sind die Verläufe des Soll-Stroms 209 und des Ist-Stroms 211 dargestellt.In the 2A to 2D the formation of the alternating signal is illustrated. In 2A is the course 201 a desired current I _SOLL with respect to a curve of a voltage 203 shown. 2 B shows the states of each switch to be closed in pairs 101 , 2C shows a course of a mains voltage 205 compared to a course of a bridge voltage 207 , In 2D are the curves of the nominal current 209 and the actual electricity 211 shown.

3 zeigt eine Ausführung des Solarinverters aus 1, bei der der H-Brücke ein Schalter 301 vorgeschaltet ist. In 4 sind die dazugehörigen Signalverläufe dargestellt, wobei 4A einen Verlauf eines Stroms 401 und einer Spannung 403 zeigt. In 4B sind die Zustände des Schalters 301 sowie der Schalter 101, welche jeweils paarweise geschlossen werden, dargestellt. 4C zeigt resultierende Spannungsverläufe 405 sowie eine Brückenspannung 407. In 4D sind der Soll-Strom 409 sowie der Ausgangsstrom 411 dargestellt. 3 shows a version of the solar inverter 1 in which the H-bridge is a switch 301 upstream. In 4 the associated waveforms are shown, where 4A a course of a stream 401 and a tension 403 shows. In 4B are the states of the switch 301 as well as the switch 101 , which are closed in pairs, shown. 4C shows resulting voltage waveforms 405 as well as a bridge voltage 407 , In 4D are the target current 409 as well as the output current 411 shown.

5 zeigt den Wechselrichter aus 1, dem ausgangsseitig eine Parallelschaltung von zwei Reihenschaltungen mit jeweils einem Schalter 501 und 503 sowie einer Diode 505 und 507. Die Dioden 505 und 507 sind bei geschlossenen Schaltern 501 und 503 antiparallel geschaltet. Durch die der H-Brücke nachgeschaltete Parallelschaltung wird die HERIC-Topologie realisiert, bei der ein ausgangsseitiges Energiependeln unterbunden wird. 5 shows the inverter 1 , on the output side, a parallel connection of two series circuits, each with a switch 501 and 503 as well as a diode 505 and 507 , The diodes 505 and 507 are with closed switches 501 and 503 switched in anti-parallel. The parallel connection connected downstream of the H-bridge realizes the HERIC topology, which prevents output energy swinging.

In 6 sind die dazugehörigen Signalverläufe dargestellt, wobei 6A einen Verlauf eines Stroms 601 und einen Verlauf einer Spannung 603 zeigt. 6B zeigt die Schließzustände der jeweils paarweise betätigbaren Schalter 101 sowie, im unteren Diagramm, die paarweisen Zustände der Schalter 501 und 503. In 6C sind die Verläufe der Brückenausgangsspannung 605 sowie der Soll-Spannung 607 dargestellt. 6D zeigt den Verlauf des Soll-Stroms 609 und des Brückenausgangsstroms 611.In 6 the associated waveforms are shown, where 6A a course of a stream 601 and a course of a tension 603 shows. 6B shows the closed states of each pairwise actuated switch 101 and, in the lower diagram, the paired states of the switches 501 and 503 , In 6C are the waveforms of the bridge output voltage 605 as well as the nominal voltage 607 shown. 6D shows the course of the nominal current 609 and the bridge output current 611 ,

7 zeigt einen Solarwechselrichter, welcher dreiphasig ausgeführt ist und zur Wechselrichtung eine Brückenschaltung mit sechs Schaltelementen 701 bis 711 aufweist. Parallel zu der Brückenschaltung sind eine Solarzelle 713 und ein Energiespeicher 715 angeordnet. Zwischen den jeweils hintereinandergeschalteten Schaltelementen 701 und 703 bzw. 705 und 707 bzw. 709 und 711 sind jeweils Abgriffe angeordnet, über welche die jeweilige Phasenspannung abgreifbar ist. Die Abgriffe sind beispielsweise mit einem dreiphasigen Energieverteilungsnetz verbunden, dessen Zuleitungen durch die Induktivitäten 717, 719 und 721 charakterisiert sind. 7 shows a solar inverter, which is designed in three phases and the direction of change a bridge circuit with six switching elements 701 to 711 having. Parallel to the bridge circuit are a solar cell 713 and an energy store 715 arranged. Between each successive switching elements 701 and 703 respectively. 705 and 707 respectively. 709 and 711 each taps are arranged, via which the respective phase voltage can be tapped. The taps are connected, for example, with a three-phase power distribution network whose supply lines through the inductors 717 . 719 and 721 are characterized.

Die vorstehend beschriebenen Topologien haben jedoch den Nachteil, dass beim Umschalten der jeweiligen Schalter Energie in die Kondensatoren und Solarzellen rückwärtig eingespeist wird, wodurch der Wirkungsgrad der Wechselrichtung verringert wird. Eine weitere Verlustquelle sind die internen Halbleiterwiderstände. Darüber hinaus entstehen beim Umschalten der Schalter insbesondere bei höheren Taktfrequenzen zusätzliche Schaltverluste, welche derzeit nur durch ein Kurzschließen der jeweiligen Brückentopologie minimiert werden können.The However, topologies described above have the disadvantage that when switching the respective switch energy into the capacitors and Solar cells fed backwards becomes, whereby the efficiency of the change direction is reduced. Another source of loss are the internal semiconductor resistors. Furthermore occur when switching the switch, especially at higher clock frequencies additional Switching losses, which currently only by shorting the respective bridge topology can be minimized.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die folgende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass der Wirkungsgrad bei einer Wechselrichtung eines konstanten Ausgangssignals eines Energieerzeugungsmoduls, beispielsweise einer Solarzelle, durch eine bevorzugt parallele Zu- oder Doppelabschaltung eines Energieerzeugungsmoduls, beispielsweise einer Solarzelle, und einer hierzu parallel schaltbaren Ladekapazität.The The following invention is based on the finding that the efficiency in an alternating direction of a constant output signal of a power generation module, for example, a solar cell, by a preferably parallel Double or double shutdown a power generation module, for example a solar cell, and a parallel charge capacity for this purpose.

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Wechselrichteranordnung zur Umwandlung eines konstanten Ausgangssignals eines Energieerzeugungsmoduls, beispielsweise eines Solarzellenmoduls mit zumindest einer Solarzelle, in ein Wechselsignal, mit einer Wechselrichterschaltung, welche zur Erzeugung des Wechselsignals auf der Basis des konstanten Ausgangssignals vorgesehen ist, und einer Schaltanordnung, welche der Wechselrichterschaltung elektrisch vorgeschaltet und vorgesehen ist, zumindest zwei elektrische Pfade parallel zu der Wechselrichtung zu schalten. Sind in den Pfaden beispielsweise energieerzeugende Elemente und Energiespeicher angeordnet, so können sie effizient mittels der erfindungsgemäßen Doppelschaltung zu- oder abgeschaltet werden, wodurch eine verlustbringende Umladung der energieerzeugenden Elemente oder der Energiespeicher vermieden werden kann.According to one aspect, the invention relates to an inverter arrangement for converting a constant output signal of a power generation module, for example a solar cell module with at least one solar cell, into an alternating signal, with an inverter circuit, which is provided for generating the alternating signal on the basis of the constant output signal, and a switching arrangement, which is arranged upstream of the inverter circuit and is provided, at least two electrical paths parallel to the Switching the direction of change. If, for example, energy-generating elements and energy stores are arranged in the paths, then they can be switched on or off efficiently by means of the double circuit according to the invention, as a result of which a loss-making transhipment of the energy-generating elements or the energy stores can be avoided.

Gemäß einer Ausführungsform ist in einem elektrischen Pfad der zumindest zwei elektrischen Pfade ein Energiespeicher, beispielsweise ein Kondensator, anordenbar oder angeordnet. In einem weiteren elektrischen Pfad kann beispielsweise ein Energieerzeugungsmodul, beispielsweise eine Solarzelle, angeordnet werden. Somit können der Energiespeicher und das Energieerzeugungsmodul vorteilhaft mittels der Schaltanordnung parallel zu der Wechselrichterschaltung geschaltet werden.According to one embodiment is in an electrical path of the at least two electrical paths an energy store, for example a capacitor, can be arranged or arranged. For example, in another electrical path a power generation module, such as a solar cell arranged become. Thus, you can the energy storage and the power generation module advantageously means the switching arrangement connected in parallel to the inverter circuit become.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schaltanordnung vorgesehen, die zumindest zwei elektrischen Pfade parallel zueinander zu schalten. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine Parallelschaltung von beliebigen elektrischen Elementen ermöglicht, welche darüber hinaus parallel zu der Wechselrichterschaltung schaltbar sind.According to one embodiment the switching arrangement is provided, the at least two electrical Switching paths parallel to each other. This will be beneficial allows a parallel connection of any electrical elements, which about it can also be switched in parallel to the inverter circuit.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Schaltanordnung ein erstes Schaltelement, beispielsweise einen Transistorschalter, zum Zuschalten eines elektrischen Pfades der zumindest zwei elektrischen Pfade und ein zweites Schaltelement, beispielsweise einen zweiten Transistorschalter, zum Zuschalten eines weiteren elektrischen Pfades der zumindest zwei elektrischen Pfade. Dadurch wird vorteilhaft eine einfache Realisierung der Schaltanordnung gewährleistet. Die elektrischen Pfade können beispielsweise elektrische Elemente oder Zuleitungen oder herausgeführte Kontakte aufweisen, mit welchen weitere elektrische Elemente wie beispielsweise ein Energiespeicher oder ein Energieerzeugungsmodul, beispielsweise ein Solarzellenmodul mit zumindest einer Solarzelle, verbindbar sind.According to one embodiment The switching arrangement comprises a first switching element, for example a transistor switch, for connecting an electrical path the at least two electrical paths and a second switching element, for example a second transistor switch, to connect another electrical path of the at least two electrical paths. Thereby Advantageously, a simple realization of the switching arrangement guaranteed. The electrical paths can For example, electrical elements or leads or led out contacts have, with which further electrical elements such as an energy storage or a power generation module, for example a solar cell module with at least one solar cell, connectable are.

Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein elektrischer Pfad der zumindest zwei elektrischen Pfade unter Verwendung von zumindest zwei Schaltelementen, beispielsweise Transistorschaltern, welche eingangs- und ausgangsseitig, d. h. an gegenübergesetzten Pfadenden des elektrischen Pfades, angeordnet sind, um den elektrischen Pfad mittels einer resultierenden Doppelabschaltung zu- oder abzuschalten, wodurch eine sichere Pfadabschaltung bewirkt werden kann. Die beiden Schalter können beispielsweise beidseitig eines Energiespeichers angeordnet werden, welcher mittels der beiden Schaltelemente vollständig abgeschaltet werden kann.According to one embodiment is at least one electrical path of the at least two electrical paths using at least two switching elements, for example Transistor switches, which input and output side, d. H. at opposite Path ends of the electrical path, are arranged to the electrical Path to be switched on or off by means of a resulting double shutdown, whereby a safe path shutdown can be effected. The two For example, switches can be be arranged on both sides of an energy storage, which means the two switching elements completely can be switched off.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schaltanordnung mit der Wechselrichterschaltung über ein unidirektionales elektrisches Element, beispielsweise eine in Flussrichtung geschaltete Diode, verbunden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass ein rückwärtiger Strom von der Wechselrichterschaltung zu der Schaltanordnung fließt und zu einem unerwünschten Umladen eines durch diese geschalteten Energiespeichers führt.According to one embodiment is the switching arrangement with the inverter circuit via a unidirectional electrical element, for example a switched in the flow direction Diode, connected. This advantageously prevents that a backward current from the inverter circuit to the switching device flows and to an undesirable Reloading a connected through this energy storage leads.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Wechselrichterschaltung eine Brückenschaltung, insbesondere eine H-Brücke, mit zumindest einem Schaltelement, wobei die Schaltanordnung mit der Wechselrichterschaltung über wobei die Schaltanordnung mit der Wechselrichterschaltung über ein Entkopplungsschaltelement verbunden ist, wobei das Entkopplungsschaltelement unmittelbar vor einem Umschalten des zumindest einen Schaltelementes umschaltbar ist, um das zumindest eine Schaltelement im Umschaltzeitpunkt von dem Eingangstor zu entkoppeln. Das Entkopplungselement ist bevorzugt vor dem Umschalten des zumindest einen Schaltelementes in einen ersten Schaltzustand schaltbar, insbesondere öffnenbar, und nach dem Umschalten des zumindest einen Schaltelementes in einen zweiten Schaltzustand schaltbar, insbesondere schließbar, wobei eine Zeitdauer des Verbleibs des Entkopplungsschaltelementes in dem ersten Zustand von einer Schaltperiodendauer des zumindest einen Schaltelementes abhängt. Wird das zumindest eine Schaltelemente beispielsweise periodisch mit einer Periodendauer geschaltet, so kann die Verweildauer des Entkopplungsschaltelementes in dem ersten Schaltzustand und somit ein Fenster, innerhalb dessen das zumindest eine Schaltelemente geschaltet wird, beispielsweise 0,1%, 1%, 1,5% oder 2% der vorgenannten Periodendauer betragen. So kann beispielsweise der Umschaltzeitpunkt des zumindest einen Schaltelementes in der Mitte des vorgenannten Zeitfensters erfolgen, so dass eine einfache Ansteuerung der Schaltelemente möglich ist.According to one embodiment the inverter circuit is a bridge circuit, in particular an H-bridge, with at least one switching element, wherein the switching arrangement with the inverter circuit via wherein the switching arrangement with the inverter circuit via a Decoupling switching element is connected, wherein the decoupling switching element immediately before switching the at least one switching element is switchable to the at least one switching element at the switching time to decouple from the entrance gate. The decoupling element is preferred before switching the at least one switching element in a switchable first switching state, in particular openable, and after switching of the at least one switching element in a second switching state switchable, in particular closable, wherein a time duration of the whereabouts of the decoupling switching element in the first state of a switching period of the at least one Switching element depends. If the at least one switching elements, for example, periodically switched with a period, so the residence time of the decoupling switching element in the first switching state and thus a window within which the at least one switching element is switched, for example 0.1%, 1%, 1.5% or 2% of the aforementioned period duration. For example, the switching time of the at least one Switching element in the middle of the aforementioned time window, so that a simple control of the switching elements is possible.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Wechselrichterschaltung eine einphasige oder eine mehrphasige, insbesondere eine dreiphasige, Brückenschaltung mit einer Mehrzahl von Schaltelementen, beispielsweise Transistorschaltern. Dabei können jeweils zwei hintereinander angeordnete Transistorschalter einen Phasenzweig bilden, wobei über einen Knotenpunkt zwischen den Transistorschaltern die jeweilige Phasenspannung ausgegeben werden kann.According to one embodiment is the inverter circuit a single-phase or a multi-phase, in particular a three-phase, bridge circuit with a plurality of switching elements, for example transistor switches. It can each two successively arranged transistor switch a phase branch form, being over a node between the transistor switches the respective Phase voltage can be output.

Gemäß einer Ausführungsform ist in einem ersten elektrischen Pfad der zumindest zwei elektrischen Pfade ein Energiespeicher mit zumindest zwei hintereinander angeordneten, beispielsweise verteilten, Kondensatoren angeordnet, wobei ein Knotenpunkt zwischen den zwei hintereinander angeordneten Kondensatoren als ein Referenzpotentialanschluss, insbesondere als ein Masseanschluss, herausgeführt ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Realisierung einer ”schwimmenden” Masse ermöglicht.According to one embodiment, in a first electrical path of the at least two electrical paths, an energy store is arranged with at least two capacitors arranged one behind the other, for example distributed, wherein a node between the two capacitors arranged one behind the other acts as a reference potential terminal, in particular as a ground terminal is executed. As a result, the realization of a "floating" mass is made possible in an advantageous manner.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Wechselrichterschaltung beispielsweise eine Brückenschaltung mit zumindest zwei hintereinander angeordneten Schaltelementen, beispielsweise Transistorschaltern, welche beispielsweise einen Phasenzweig bilden. Bevorzugt ist ein Knotenpunkt zwischen den beiden hintereinander angeordneten Schaltelementen mittels eines weiteren Schaltelementes, beispielsweise mittels eines weiteren Transistorschalters, mit dem vorstehend genannten Referenzpotentialanschluss verbunden, wodurch in vorteilhafter Weise die jeweilige Phase kurzgeschlossen werden kann.According to one embodiment For example, the inverter circuit is a bridge circuit with at least two switching elements arranged one behind the other, For example, transistor switches, which, for example, a Form phase branch. Preferred is a node between the two arranged one behind another switching elements by means of another Switching element, for example by means of another transistor switch, connected to the aforementioned reference potential terminal, whereby advantageously the respective phase are short-circuited can.

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Energieerzeugungsanordnung mit der erfindungsgemäßen Wechselrichteranordnung, welche die Schaltanordnung umfasst, wobei die Schaltanordnung der Wechselrichterschaltung vorgeschaltet und vorgesehen ist, zumindest zwei elektrische Pfade parallel zu der Wechselrichterschaltung zu schalten. Die Energieerzeugungsanordnung umfasst ferner ein Energieerzeugungsmodul, beispielsweise ein Solarzellenmodul, zum Erzeugen eines konstanten Ausgangssignals, wobei das Energieerzeugungsmodul in einem elektrischen Pfad der zumindest zwei elektrischen Pfade angeordnet ist.According to one Aspect, the invention relates to a power generation arrangement with the inverter arrangement according to the invention, which comprises the switching arrangement, wherein the switching arrangement of Inverter circuit upstream and provided, at least two electrical paths parallel to the inverter circuit to turn. The power generation arrangement further comprises a power generation module, For example, a solar cell module, for generating a constant output signal, wherein the power generation module in an electrical path of the at least two electrical paths is arranged.

Gemäß einer Ausführungsform ist in einem elektrischen Pfad ein Energiespeicher, insbesondere ein Kondensator, parallel zu dem Energieerzeugungsmodul mittels der Schaltanordnung schaltbar angeordnet. Bevorzugt ist dem Energiespeicher ein Ladekondensator, welcher zu- oder abgeschaltet werden kann, wobei in vorteilhafter Weise dessen Umladung verhindert werden kann.According to one embodiment is in an electrical path an energy storage, in particular a Capacitor, parallel to the power generation module by means of Switching arrangement arranged switchable. The energy store is preferred a charging capacitor, which can be switched on or off, wherein advantageously its transhipment can be prevented.

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umwandeln eines konstanten Ausgangssignals eines Energieerzeugungsmoduls, insbesondere eines Solarzellenmoduls mit zumindest einer Solarzelle, in ein Wechselsignal mittels einer Wechselrichterschaltung mit dem Schritt des Zuschaltens oder Abschaltens eines Energieerzeugungsmoduls und eines Energiespeichers parallel zu der Wechselrichterschaltung. Weitere Verfahrensschritte ergeben sich unmittelbar aus der Funktionalität der Wechselrichteranordnung oder der Energieerzeugungsanordnung.According to one Aspect, the invention relates to a method for converting a constant output signal of a power generation module, in particular a solar cell module with at least one solar cell, in an alternating signal by means of an inverter circuit with the step of connecting or turning off a power generation module and an energy storage parallel to the inverter circuit. Further process steps arise directly from the functionality of the inverter arrangement or the power generation arrangement.

Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Further embodiments will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:

1 einen Solarwechselrichter; 1 a solar inverter;

2 Signalverläufe; 2 Waveforms;

3 einen Wechselrichter; 3 an inverter;

4 Signalverläufe; 4 Waveforms;

5 einen Wechselrichter; 5 an inverter;

6 Signalverläufe; 6 Waveforms;

7 eine Energieerzeugungsanordnung; 7 a power generation arrangement;

8 eine Energieerzeugungsanordnung; 8th a power generation arrangement;

9 eine Energieerzeugungsanordnung; und 9 a power generation arrangement; and

10 eine Energieerzeugungsanordnung. 10 a power generation arrangement.

Die in 8 dargestellte Energieerzeugungsanordnung umfasst eine Wechselrichteranordnung mit jeweils hintereinandergeschalteten Schaltelementen 801 und 803 bzw. 805 und 807. Der Wechselrichteranordnung ist eine Schaltanordnung mit den Schaltern 809 und 811 vorgeschaltet, welche jeweils vorgesehen sind, einen ersten elektrischen Pfad 813 und einen zweiten elektrischen Pfad 815 parallel zueinander bzw. parallel zu der Wechselrichteranordnung zu schalten.In the 8th illustrated power generation arrangement comprises an inverter arrangement with each successively switching elements 801 and 803 respectively. 805 and 807 , The inverter arrangement is a switching arrangement with the switches 809 and 811 upstream, which are each provided, a first electrical path 813 and a second electrical path 815 to switch parallel to each other or parallel to the inverter arrangement.

In dem ersten elektrischen Pfad 813 ist ein Energieerzeugungsmodul 817, beispielsweise ein Solarzellenmodul mit zumindest einer Solarzelle angeordnet. Parallel hierzu ist mittels des Schalters 811 ein Energiespeicher 819, beispielsweise ein Kondensator, schaltbar angeordnet.In the first electrical path 813 is a power generation module 817 , For example, a solar cell module arranged with at least one solar cell. Parallel to this is by means of the switch 811 an energy store 819 , For example, a capacitor, arranged switchable.

Zwischen den jeweils in Reihe geschalteten Schaltelementen 801 und 803 sowie 805 und 807 sind beispielsweise jeweils Anschlüsse angeordnet, welche zum Abgreifen der wechselgerichteten Ausgangsspannung und Zuführen derselben zu einem Energieverteilungsnetz, dessen Zuleitungen beispielsweise durch Induktivitäten 821 und 823 charakterisiert sind.Between the switching elements connected in series 801 and 803 such as 805 and 807 For example, each terminals are arranged, which for tapping the alternating output voltage and supplying the same to a power distribution network whose leads, for example by inductors 821 and 823 are characterized.

Die in 8 dargestellte Anordnung ist einphasig ausgeführt und realisiert eine Doppelabtrennung einer Wechselrichteranordnung, welche beispielsweise als eine H-Brücke ausgebildet ist. Im Vergleich hierzu ist in 9 eine Doppelabtrennung einer dreiphasigen Wechselrichteranordnung, welche beispielsweise eine B6-Brücke umfassen kann, dargestellt.In the 8th illustrated arrangement is single-phase and realized a double separation of an inverter assembly, which is formed for example as an H-bridge. In comparison, in 9 a double separation of a three-phase inverter assembly, which may include, for example, a B6 bridge shown.

Die Wechselrichteranordnung umfasst drei Phasenzweige mit jeweils hintereinandergeschalteten Schaltelementen 901 und 903, 905 und 907, 909 und 910. Zwischen den jeweiligen in Reihe geschalteten Schaltelementen sind Abgriffe zum Bereitstellen der jeweiligen Phasenspannung ausgeführt und beispielsweise mit einem Energieverteilungsnetz verbunden, dessen Zuleitungen durch die Induktivitäten 911, 913 und 915 charakterisiert sind. Der Wechselrichteranordnung sind die in 8 bereits dargestellten elektrischen Pfade 813 und 815 mit den Elementen 817 und 819, welche mittels der Schaltanordnung 809, 811 schaltbar sind.The inverter arrangement comprises three phase branches, each with switching elements connected in series 901 and 903 . 905 and 907 . 909 and 910 , Between the respective series-connected switching elements are taps for Bereitstel len of the respective phase voltage and connected, for example, connected to a power distribution network whose supply lines through the inductors 911 . 913 and 915 are characterized. The inverter arrangement are those in 8th already illustrated electrical paths 813 and 815 with the elements 817 and 819 , which by means of the switching arrangement 809 . 811 are switchable.

10 zeigt die Energieerzeugungsanordnung aus 8, bei der die Schaltanordnung ein weiteres Schaltelement 1001 umfasst. Das weitere Schaltelement ist beispielsweise in dem ersten elektrischen Pfad 813 angeordnet, welcher beidseitig zu- oder abschaltbar ist. So kann beispielsweise das Energieerzeugungsmodul 817 mittels der Schaltelemente 809 und 1001 beidseitig zu- oder abgeschaltet werden. Das weitere Schaltelement kann auch in dem zweiten elektrischen Pfad 815 zum beidseitigen Abschalten oder Zuschalten des Energiespeichers 819 angeordnet werden. 10 shows the power generation arrangement 8th in which the switching arrangement is a further switching element 1001 includes. The further switching element is, for example, in the first electrical path 813 arranged, which can be switched on or off on both sides. For example, the power generation module 817 by means of the switching elements 809 and 1001 be switched on or off on both sides. The further switching element can also be in the second electrical path 815 for two-sided shutdown or connection of the energy storage 819 to be ordered.

Die in 11 dargestellte Energieerzeugungsanordnung entspricht im Wesentlichen derjenigen aus 9. Im Unterschied hierzu umfasst die Schaltanordnung ein weiteres Schaltelement 1101, welches beispielsweise in dem ersten elektrischen Pfad 813 angeordnet und vorgesehen ist, beispielsweise das Energieerzeugungsmodul 817 zu- oder abzuschalten, so dass eine beidseitige Zu- oder Abschaltung des Energieerzeugungsmoduls 817 realisiert werden kann. Das weitere Schaltelement 1101 kann auch in dem zweiten elektrischen Pfad 815 angeordnet werden.In the 11 The power generation arrangement shown corresponds essentially to that of 9 , In contrast, the switching arrangement comprises a further switching element 1101 which, for example, in the first electrical path 813 is arranged and provided, for example, the power generation module 817 to turn on or off, so that a two-sided connection or disconnection of the power generation module 817 can be realized. The further switching element 1101 can also be in the second electrical path 815 to be ordered.

Die in den 8 bis 11 dargestellten Schalter 809, 811, 1001 und 1101 der Schaltanordnung können zur Minimierung des Schaltaufwandes beispielsweise gleichzeitig geschaltet werden. Zur Verbesserung der Dynamik der jeweiligen Anordnung können die Schalter verzögert oder synchron zu den Schaltelementen der Wechselrichteranordnung, welche als eine Brücke ausgebildet werden kann, geschaltet werden. Die vorgenannten Schalter können entweder in der Rückleitung und/oder in der Hinleitung angeordnet werden. Ferner können die Schaltelemente auch in dem jeweiligen negativen Pfad eingesetzt werden, wobei mehrere Schaltelemente sowohl in der Hin- als auch in der Rückleitung verwendet werden können.The in the 8th to 11 illustrated switch 809 . 811 . 1001 and 1101 the switching arrangement can be switched to minimize the switching effort, for example, at the same time. To improve the dynamics of the respective arrangement, the switches may be delayed or synchronously switched to the switching elements of the inverter assembly, which may be formed as a bridge. The aforementioned switches can be arranged either in the return line and / or in the forward line. Furthermore, the switching elements can also be used in the respective negative path, wherein a plurality of switching elements can be used both in the forward and in the return line.

Claims

An inverter arrangement for converting a constant output signal of a power generation module, in particular of a solar cell module, into an alternating signal, comprising: an inverter circuit ( 801 . 803 . 805 . 807 ) provided for generating the alternating signal on the basis of the constant output signal; and a switching arrangement ( 809 . 811 ), which is arranged upstream of the inverter circuit and provided, at least two electrical paths ( 813 . 815 ) in parallel with the inverter circuit.

An inverter arrangement according to claim 1, wherein in an electrical path ( 815 ) of the at least two electrical paths an energy store ( 819 ), in particular a capacitor, can be arranged or arranged, and wherein in a further electrical path ( 813 ) of the at least two electrical paths the energy generation module ( 817 ) can be arranged.

Inverter arrangement according to one of the preceding claims, wherein the switching arrangement ( 809 . 811 ) is provided, the at least two electrical paths ( 913 . 815 ) parallel to each other.

Inverter arrangement according to one of the preceding claims, wherein the switching arrangement ( 809 . 811 ) a switching element ( 811 ), in particular a transistor switch, for switching on an electrical path ( 815 ) and a second switching element ( 809 ), in particular a transistor switch, for connecting a further electrical path ( 813 ) of the at least two electrical paths ( 813 . 815 ) having.

Inverter arrangement according to one of the preceding claims, wherein at least one electrical path of the at least two electrical paths ( 813 . 815 ) can be switched on or off using at least two switching elements, in particular transistor switches, on the input and output sides in order to effect a double shutdown of the at least two electrical paths.

Inverter arrangement according to one of the preceding claims, wherein the switching arrangement ( 809 . 811 ) with the inverter circuit ( 801 . 803 . 805 . 807 ) is connected via a unidirectional electrical element, in particular via a diode.

An inverter arrangement according to one of the preceding claims, wherein the inverter circuit ( 801 . 803 . 805 . 807 ) has a bridge circuit, in particular an H-bridge or a B6 bridge, with at least one switching element, wherein the switching arrangement ( 809 . 811 ) with the inverter circuit ( 801 . 803 . 805 . 807 ) is connected via a decoupling switching element, wherein the decoupling switching element is switchable immediately before switching the at least one switching element to decouple the at least one switching element at the switching time of the input port, and a decoupling element, wel Ches between the input port and the inverter circuit is arranged, wherein the decoupling switching element is switched immediately before switching the at least one inverter switching element to decouple the at least one inverter switching element at the switching time in which the inverter switching element is switched from the input port.

An inverter arrangement according to one of the preceding claims, wherein the inverter circuit ( 801 . 803 . 805 . 807 ) is a single-phase or a multi-phase, in particular a three-phase, bridge circuit with a plurality of switching elements, in particular transistor switches.

Inverter arrangement according to one of the preceding claims, wherein in an electrical path ( 815 ) of the at least two electrical paths an energy store ( 819 ) is arranged with at least two capacitors arranged one behind the other, and wherein a node between the two successively arranged capacitors as a reference potential terminal, in particular as a ground terminal, is led out.

An inverter arrangement according to claim 9, wherein said inverter circuit ( 801 . 803 . 805 . 807 ) has at least two successively arranged switching elements, in particular transistor switch, and wherein a node between the successively arranged switching elements by means of a switching element with the reference potential terminal is connectable.

Power generation arrangement, with: the inverter arrangement according to one the claims 1 to 10 with the switching arrangement, which of the inverter circuit upstream and provided, at least two electrical paths to switch in parallel with the inverter circuit; and one Energy generation module, in particular a solar cell module with at least one solar cell, for generating a constant output signal, wherein the power generation module in an electrical path of the at least two electrical paths is arranged.

Power generation arrangement according to claim 11, wherein in one electrical path of the at least two electrical paths an energy storage, in particular a capacitor, parallel to the power generation module is arranged switchable by means of the switching arrangement.

Method for converting a constant output signal a power generation module, in particular a solar cell module with at least one solar cell, in an alternating signal by means of a Inverter circuit, with: Switching on or off one Power generation module and an energy storage in parallel to the Inverter circuit.