電路結(jié)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)的逆變器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電路結(jié)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)的逆變器。在此描述了一種電路結(jié)構(gòu)(10)，用于在一個(gè)第一和一個(gè)第二測(cè)量點(diǎn)(1，2)處誤差監(jiān)測(cè)式地測(cè)定電壓值，其中一個(gè)第一測(cè)量單元(11)與該第一測(cè)量點(diǎn)(1)相連并且一個(gè)第二測(cè)量單元(12)與該第二測(cè)量點(diǎn)(2)相連用于電壓測(cè)量。一個(gè)公用的冗余的測(cè)量單元(13)分別通過一個(gè)整流元件、優(yōu)選一個(gè)二極管(17)與該第一測(cè)量點(diǎn)(1)和該第二測(cè)量點(diǎn)(2)相連。設(shè)置有一個(gè)在如下情況下產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)(16)的監(jiān)測(cè)單元(15)：在一個(gè)比較時(shí)間段之內(nèi)確定在該第一測(cè)量單元(11)的一個(gè)測(cè)量信號(hào)(18)與該冗余的測(cè)量單元(13)的一個(gè)測(cè)量信號(hào)(20)之間缺乏一致性，或者在該第二測(cè)量單元(12)的一個(gè)測(cè)量信號(hào)(19)與該冗余的測(cè)量單元(13)的測(cè)量信號(hào)(20)之間缺乏一致性。該電路結(jié)構(gòu)(10)可以在一個(gè)逆變器(31)之內(nèi)使用，尤其用于測(cè)定該逆變器(31)的一種多相交流電壓輸出的相電壓。
【專利說明】電路結(jié)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)的逆變器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于誤差監(jiān)測(cè)式電壓測(cè)量的電路結(jié)構(gòu)，尤其涉及在一個(gè)逆變器之內(nèi)的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]為了電子電路的可靠的運(yùn)行，所需要的是，測(cè)定在電路之內(nèi)的電壓以及同時(shí)確定用于電壓測(cè)量的部件是否無誤差地工作。為此，通常使用兩個(gè)獨(dú)立的用于電壓測(cè)量的部件，并且檢查所測(cè)定的電壓值是否一致。在缺乏一致性的情況下，產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)并且該電子電路對(duì)這個(gè)誤差信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，例如通過斷開。在這種措施中，必要的是，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別設(shè)置有兩個(gè)獨(dú)立的用于電壓測(cè)量的部件，這意味著顯著地部件耗費(fèi)。
[0003]此類電子電路的一個(gè)實(shí)例是一種三相逆變器，其中必須測(cè)定每個(gè)相的實(shí)際的輸出電壓以及中性導(dǎo)體上輸出電壓。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了在該三相逆變器處可靠地進(jìn)行電壓測(cè)定，需要四個(gè)測(cè)量點(diǎn)總共八個(gè)用于電壓測(cè)量的部件。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]因此本實(shí)用新型的目的是，建議一種電路結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)造成了相對(duì)于部件的翻倍而言更少的硬件耗費(fèi)。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型，這個(gè)目的是通過具有下列特征的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的:該電路結(jié)構(gòu)用于在一個(gè)第一和一個(gè)第二測(cè)量點(diǎn)處誤差監(jiān)測(cè)式地測(cè)定電壓值，其中一個(gè)第一測(cè)量單元與該第一測(cè)量點(diǎn)相連并且一個(gè)第二測(cè)量單元與該第二測(cè)量點(diǎn)相連用于電壓測(cè)量，其特征在于，一個(gè)冗余的測(cè)量單元，其分別通過一個(gè)整流元件與該第一測(cè)量點(diǎn)和該第二測(cè)量點(diǎn)相連，以及一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，其被配置成在一個(gè)比較時(shí)間段之內(nèi)確定在該第一測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)與該冗余的測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)之間缺乏一致性或者在該第二測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)與該冗余的測(cè)量單元的測(cè)量信號(hào)之間缺乏一致性的情況下產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)。有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中描述。具有一個(gè)此類電路結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型的逆變器具有如下特征:其中該監(jiān)測(cè)單元與該逆變器的一個(gè)電網(wǎng)分離位置如下地相連，使得在存在該誤差信號(hào)時(shí)進(jìn)行該逆變器從一個(gè)相接的電網(wǎng)的分離。
[0006]本實(shí)用新型的用于誤差監(jiān)測(cè)式測(cè)定電壓值的電路結(jié)構(gòu)在一個(gè)第一和一個(gè)第二測(cè)量點(diǎn)處包括一個(gè)與該第一測(cè)量點(diǎn)相連以相對(duì)于一個(gè)參比電勢(shì)進(jìn)行電壓測(cè)量的第一測(cè)量單元，以及一個(gè)與該第二測(cè)量點(diǎn)相連以相對(duì)于該參比電勢(shì)進(jìn)行電壓測(cè)量的第二測(cè)量單元。一個(gè)公用的冗余的測(cè)量單元相應(yīng)地通過一個(gè)整流元件、優(yōu)選一個(gè)二極管與該第一測(cè)量點(diǎn)和該第二測(cè)量點(diǎn)相連。設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，以便當(dāng)確定在一個(gè)比較時(shí)間段之內(nèi)在該第一測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)與該冗余測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)之間缺乏一致性、或者在該第二測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)與該冗余測(cè)量單元的測(cè)量信號(hào)之間缺乏一致性的情況下，產(chǎn)生一個(gè)誤差?目號(hào)。
[0007]這些測(cè)量單元中的至少一個(gè)可以具有一個(gè)電阻串(Widerstandskette),由此即使較大的電壓也可以用很小的耗費(fèi)進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)，由此可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量單元從測(cè)量點(diǎn)的電勢(shì)的一種充分的流電學(xué)分離。當(dāng)該電路結(jié)構(gòu)用于測(cè)量一種多相電網(wǎng)的相電壓時(shí)，也就是說當(dāng)這些測(cè)量點(diǎn)分別配屬于一個(gè)多相電網(wǎng)的單獨(dú)的相時(shí)，電阻串的使用是尤其有利的，然而并不局限于此種情況。
[0008]在通過三個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行電壓測(cè)量的情況下，該電路結(jié)構(gòu)可以擴(kuò)展出一個(gè)與該第三測(cè)量點(diǎn)直接相連的第三測(cè)量單元，并且該第三測(cè)量點(diǎn)通過一個(gè)整流元件與該公用的冗余的測(cè)量單元相連。該監(jiān)測(cè)單元然后對(duì)如下情況同樣產(chǎn)生該誤差信號(hào):在一個(gè)比較時(shí)間段內(nèi)確定在該第三測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)與該冗余測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)之間缺乏一致性。類似地，該電路結(jié)構(gòu)還可以被擴(kuò)展到在多于三個(gè)測(cè)量點(diǎn)處進(jìn)行誤差監(jiān)測(cè)式電壓測(cè)量。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該冗余測(cè)量單元的測(cè)量信號(hào)可以用于校準(zhǔn)其他測(cè)量單元的測(cè)量信號(hào)。校準(zhǔn)的概念在此不僅包括借助于該公用的測(cè)量單元來調(diào)整這些直接相連的測(cè)量單元，而且還有(除其他之外)在這些測(cè)量信號(hào)之間取平均值。以此方式，可以提高電壓測(cè)量的準(zhǔn)確度或可以補(bǔ)償在電壓測(cè)量中的系統(tǒng)誤差。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型，一個(gè)逆變器可以設(shè)置有一個(gè)上面所述的電路結(jié)構(gòu)，其中該監(jiān)測(cè)單元與該逆變器的一個(gè)電網(wǎng)分離位置如下地相連，使得在存在誤差信號(hào)時(shí)進(jìn)行該逆變器從一個(gè)相接的電網(wǎng)的分離。以此方式可以確保，該逆變器并不由于這些測(cè)量單元之一的失效而進(jìn)入一種不希望的工作狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面將通過實(shí)施例使用三個(gè)附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0012]圖1示出一個(gè)本實(shí)用新型的用于在兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)處進(jìn)行電壓測(cè)量的電路結(jié)構(gòu)，
[0013]圖2示出本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)的三個(gè)測(cè)量單元的測(cè)量信號(hào)的時(shí)間曲線并且
[0014]圖3示出一個(gè)具有本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)的逆變器，該電路結(jié)構(gòu)用于
[0015]測(cè)量該逆變器的輸出電壓
[0016]參考符號(hào)清單
[0017]I測(cè)量點(diǎn)
[0018]2測(cè)量點(diǎn)
[0019]10電路結(jié)構(gòu)
[0020]11測(cè)量單元
[0021]12測(cè)量單元
[0022]13測(cè)量單元
[0023]14參比電勢(shì)
[0024]15監(jiān)測(cè)單元
[0025]16誤差信號(hào)
[0026]17二極管
[0027]18-20 測(cè)量信號(hào)
[0028]21-23 時(shí)間曲線
[0029]24時(shí)間軸
[0030]25信號(hào)軸
[0031]30發(fā)電機(jī)
[0032]31逆變器
[0033]32逆變器橋
[0034]33分離位置
[0035]34電阻串
[0036]35-38測(cè)量單元
[0037]39測(cè)量信號(hào)

【具體實(shí)施方式】
[0038]圖1示出一個(gè)用于對(duì)在一個(gè)第一測(cè)量點(diǎn)I和一個(gè)第二測(cè)量點(diǎn)2相對(duì)于一個(gè)參比電勢(shì)14進(jìn)行誤差監(jiān)測(cè)式電壓測(cè)量的電路結(jié)構(gòu)10。一個(gè)第一測(cè)量單元11為此不僅與該第一測(cè)量點(diǎn)I還與該參比電勢(shì)14相連，同樣地,一個(gè)第二測(cè)量單元12不僅與該第二測(cè)量點(diǎn)2還與該參比電勢(shì)14相連。一個(gè)第三測(cè)量單元13與該參比電勢(shì)14并且相應(yīng)地通過一個(gè)作為整流元件的二極管與該第一測(cè)量點(diǎn)I和第二測(cè)量點(diǎn)2相連。測(cè)量單元11、12、13的對(duì)應(yīng)的測(cè)量信號(hào)18、19、20通過信號(hào)導(dǎo)線傳遞到一個(gè)監(jiān)測(cè)單元15。
[0039]監(jiān)測(cè)單元15被適配為，監(jiān)測(cè)這些測(cè)量單元11、12、13的測(cè)量信號(hào)18、19、20，并且如果所傳遞的信號(hào)表示這些測(cè)量單元11、12、13之一沒有正常工作，那么產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)16。
[0040]圖2在具有時(shí)間軸24和信號(hào)軸25的圖表中示例性示出來自圖1的電路結(jié)構(gòu)10的測(cè)量信號(hào)的時(shí)間曲線。曲線21在此對(duì)應(yīng)于第一測(cè)量單元11的測(cè)量信號(hào)18，曲線22對(duì)應(yīng)于第二測(cè)量單元12的測(cè)量信號(hào)19，并且曲線23對(duì)應(yīng)于第三測(cè)量單元13的測(cè)量信號(hào)20。在一個(gè)第一時(shí)間段I中檢查曲線23與曲線21是否一致，而在一個(gè)第二時(shí)間段II中檢查曲線23與曲線22是否一致。然后在一個(gè)第三時(shí)間段III中再次檢查曲線23與曲線21是否一致。測(cè)量信號(hào)20的曲線23的這個(gè)行為是基于以下事實(shí)產(chǎn)生的:第三測(cè)量單元13相應(yīng)地通過一個(gè)二極管17不僅與第一測(cè)量點(diǎn)一而且與第二測(cè)量點(diǎn)二相連。由此該第三測(cè)量單元13總是測(cè)定在這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的電壓中較大的。自然還可以設(shè)想，二極管17使用與一個(gè)相對(duì)于在圖1中所示的極性相反的極性，由此這三個(gè)測(cè)量單元13于是將會(huì)測(cè)定這兩個(gè)電壓中較小的。這些曲線的一致性以及因此這些測(cè)量信號(hào)的一致性還包括測(cè)量信號(hào)彼此之間的每個(gè)偏差，該偏差是由于這些測(cè)量單元的正常的不精確性或者由于通過電子電路(電路結(jié)構(gòu)10為其零件)的工作產(chǎn)生的、處于正常的用于測(cè)定的范圍之內(nèi)的干擾信號(hào)所導(dǎo)致的。由在電路結(jié)構(gòu)的零件處(尤其在二極管17處)的電壓降低造成的系統(tǒng)偏差同樣包括在其中。
[0041]當(dāng)由于電壓曲線的類型而在這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)1、2處確保在一個(gè)預(yù)先給定的比較時(shí)間段之內(nèi)至少在一個(gè)第一子時(shí)間段I上存在該第一測(cè)量單元11的測(cè)量信號(hào)18與該第三測(cè)量單元13的測(cè)量信號(hào)20之間的一致性、以及至少在一個(gè)第二子時(shí)間段II上存在該第二測(cè)量單元12的測(cè)量信號(hào)19與該第三測(cè)量單元13的測(cè)量信號(hào)20之間的一致性時(shí)，可以由此表示所有測(cè)量單元的一種正確的狀態(tài)。相反地可以得出，當(dāng)在該比較時(shí)間段之內(nèi)確定在該第一測(cè)量單元11的測(cè)量信號(hào)18與該第三測(cè)量單元13的測(cè)量信號(hào)20之間缺乏一致性，或者在該第二測(cè)量單元11的測(cè)量信號(hào)19與該第三測(cè)量單元13的測(cè)量信號(hào)20之間缺乏一致性時(shí)，這些測(cè)量單元中的至少之一是有故障的。在比較時(shí)間段之內(nèi)測(cè)量信號(hào)缺乏一致性意味著在本申請(qǐng)的框架中，不存在其中測(cè)量信號(hào)一致的充足時(shí)長(zhǎng)的子時(shí)間段。僅對(duì)于一個(gè)單獨(dú)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值的一致性通常是不足以確定測(cè)量值的一致性的。
[0042]于是，當(dāng)在比較時(shí)間段之內(nèi)至少對(duì)于在這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)的這兩個(gè)電壓相應(yīng)的兩個(gè)子時(shí)間段，該電壓分別是這兩個(gè)電壓中較大的時(shí)，總是可以使用該用于檢查這些測(cè)量單元的正確狀態(tài)的方法。于是這例如是以下情況，即在這些測(cè)量點(diǎn)處的這兩個(gè)電壓為具有相同頻率和不同相位的交流電壓，也就是尤其是如下情況，即這些電壓是一個(gè)多相電網(wǎng)的相電壓。在此種情況下可以將比較時(shí)間段確定為電網(wǎng)周期。在使用具有多于兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)的本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)時(shí)，如此地選擇該比較時(shí)間段，使得在這些測(cè)量點(diǎn)中的每一個(gè)處的電壓都在一個(gè)對(duì)應(yīng)的子時(shí)間段上大于其他的電壓。
[0043]在圖3中示出了一種能量生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于借助于一個(gè)逆變器31將由一個(gè)發(fā)電機(jī)30 (例如一個(gè)光伏發(fā)電機(jī))產(chǎn)生的功率轉(zhuǎn)換成交流電壓功率以便儲(chǔ)存到具有相L1、L2、L3和一個(gè)中性導(dǎo)體N的多相電網(wǎng)中。該逆變器具有一個(gè)逆變器橋32，發(fā)電機(jī)30的直流電壓側(cè)連接在該逆變器橋處。在交流電壓側(cè)，這些相和該中性導(dǎo)體通過一個(gè)分離位置33與一個(gè)上級(jí)多相電網(wǎng)的相L1、L2、L3并與中性導(dǎo)體N相連。這三個(gè)相L1、L2、L3中的每一個(gè)分別是通過一個(gè)分開的、配屬的電阻串34與一個(gè)參比電勢(shì)(在此與接地電勢(shì)PE)相連。對(duì)應(yīng)的相電壓通過一個(gè)配屬的測(cè)量單元37作為在電阻串34的一個(gè)電阻上的電壓降低來測(cè)定。所有三個(gè)相L1、L2、L3分別通過一個(gè)分開的二極管17和一個(gè)公用的冗余的電阻串34’與該接地電勢(shì)PE相連。一個(gè)冗余測(cè)量單元38測(cè)定在該電阻串34’的電阻之一上的電壓降低。中性導(dǎo)體N的電壓以冗余的方式通過第二并聯(lián)的電阻串34用所配屬的冗余的測(cè)量單元35、36相對(duì)于接地電勢(shì)PE進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量單元35-38中的每一個(gè)與一個(gè)監(jiān)測(cè)單元15相連以傳遞所配屬的測(cè)量信號(hào)39。監(jiān)測(cè)單元15以上述方式監(jiān)測(cè)這些測(cè)量單元35-38的正確工作，即監(jiān)測(cè)尤其測(cè)量單元38的測(cè)量信號(hào)與測(cè)量單元37的測(cè)量信號(hào)在一個(gè)比較時(shí)間段之內(nèi)的至少暫時(shí)的一致性。在測(cè)量單元37的測(cè)量信號(hào)之一與測(cè)量單元38的測(cè)量信號(hào)之一之間缺乏一致性時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的誤差信號(hào)16。誤差信號(hào)16被傳輸給分離位置33，并且導(dǎo)致逆變器31從上級(jí)的多相電網(wǎng)的分離。
[0044]本實(shí)用新型的有利的改進(jìn)方案由專利權(quán)利要求書、說明書和附圖得出。在說明書開篇中所述的特征的優(yōu)點(diǎn)和多個(gè)特征的組合僅僅是示例性的并且可以替代性地或者累加性地起作用，而無需強(qiáng)制地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)。其他的特征由附圖可以得出。本實(shí)用新型不同實(shí)施方式的特征的組合或者不同專利權(quán)利要求的特征的組合同樣可能與權(quán)利要求書的所選的回引部分不同并且是在此有所啟示的。這還涉及在分開的附圖中展示的或者在其說明中提及的特征。這些特征還可以與不同權(quán)利要求的特征相組合。同樣，在權(quán)利要求書中詳述的特征可能在本實(shí)用新型的其他實(shí)施方式中取消。
【權(quán)利要求】
1.電路結(jié)構(gòu)(10)，用于在一個(gè)第一和一個(gè)第二測(cè)量點(diǎn)(1，2)處誤差監(jiān)測(cè)式地測(cè)定電壓值，其中一個(gè)第一測(cè)量單元(11)與該第一測(cè)量點(diǎn)(I)相連并且一個(gè)第二測(cè)量單元(12)與該第二測(cè)量點(diǎn)(2)相連用于電壓測(cè)量， 其特征在于， 一個(gè)冗余的測(cè)量單元(13，38)，其分別通過一個(gè)整流元件與該第一測(cè)量點(diǎn)(I)和該第二測(cè)量點(diǎn)⑵相連，以及 一個(gè)監(jiān)測(cè)單元(15)，其被配置成在一個(gè)比較時(shí)間段之內(nèi)確定在該第一測(cè)量單元(11)的一個(gè)測(cè)量信號(hào)(18)與該冗余的測(cè)量單元(13，38)的一個(gè)測(cè)量信號(hào)(20)之間缺乏一致性或者在該第二測(cè)量單元(12)的一個(gè)測(cè)量信號(hào)(19)與該冗余的測(cè)量單元(13，38)的測(cè)量信號(hào)(20)之間缺乏一致性的情況下產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其中這些整流元件是二極管(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其中這些測(cè)量單元中的至少一個(gè)包括一個(gè)電阻串(34)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的電路結(jié)構(gòu)， 一個(gè)第三測(cè)量點(diǎn)與一個(gè)第三測(cè)量單元相連并且通過一個(gè)整流元件與該冗余的測(cè)量單元(38)相連，以及 監(jiān)測(cè)單元，其還被設(shè)置為在一個(gè)比較時(shí)間段之內(nèi)確定在該第三測(cè)量單元的一個(gè)測(cè)量信號(hào)與該冗余的測(cè)量單元(38)的一個(gè)測(cè)量信號(hào)之間缺乏一致性的情況下產(chǎn)生該誤差信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路結(jié)構(gòu)，其中這些測(cè)量點(diǎn)分別配屬于一個(gè)多相電網(wǎng)的單獨(dú)的相(L1，L2，L3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)被適配為，使用該冗余的測(cè)量單元(13)的測(cè)量信號(hào)(20)來校準(zhǔn)其他測(cè)量單元的測(cè)量信號(hào)。
7.逆變器(31)，帶有一個(gè)根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的電路結(jié)構(gòu)(10)，其中該監(jiān)測(cè)單元(15)與該逆變器(31)的一個(gè)電網(wǎng)分離位置(33)如下地相連，使得在存在該誤差信號(hào)(16)時(shí)進(jìn)行該逆變器(31)從一個(gè)相接的電網(wǎng)的分離。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK204166031SQ201420322850
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】格爾德·沃倫豪普特, 丹特·鮑爾, 馬丁·施密特 申請(qǐng)人:艾思瑪太陽(yáng)能技術(shù)股份公司