[发明专利]用于简化多电平变换器的运行的电子电路

说明书

现有技术中的具有分布式能量存储器和/或具有动态地改变各个存储器的连通性的可能性的功率电子电源通常需要用多个传感器对这些单独的能量存储器的能量流入和流出进行高耗费的观察，以便能够实现不受限制的运行。此类电源的实例尤其是模块式多电平变换器和开关式电容器电路。本发明描述了一种用数量较少的测量系统获取能量存储器的电荷状态和能量含量的可能性。

技术领域

本发明涉及一种具有相关联的控制器的电子电路，该电子电路例如可以用于高效的功率电子电源、电气变换器、电气逆变器和集成有电池变换器或者能够动态地改变单个电池部件的连通性的电池系统(例如串联或并联)。

此类功率电子电路的实例是模块式多电平变换器M2C(参见US7,269,037、DE 10103 031)或模块式多电平并联-串联变换器M2SPC(参见WO 2012072197、DE 102010052934、WO 2012072168、WO 2012072197、EP 20110179321、DE 20101052934、WO 2013017186、DE102011108920)。此外，所谓的开关式电容器电路还满足与本发明共同使用的必要前提，即使用多个电能存储器，这些电能存储器彼此的电气连接可以动态地改变，以便在这些电能存储器之间交换能量和/或控制用于外部系统(例如能量网络、耗电器或电源)的多个端子的电气参数(尤其电流和/或电压)。在此，本发明不必受特定的变换器或模块类型约束。

背景技术

在下文中将在具有多个电能存储器的功率电子电路中的任何单元称为模块，该单元分别包含一个电能存储器和至少一个电子开关器，该电子开关器有助于使该模块的至少一个电能存储器与另一个模块的至少一个电能存储器的电气连接动态地改变。该至少一个电能存储器与另一个模块的至少一个电能存储器的电气连接的改变例如还可以指从这些电能存储器实际上的串联连接变换到在不对该电能存储器充电或放电的情况下(所谓的旁通状态)通过引导电流从该电能存储器旁边绕流而绕过这些电能存储器中的一者或多者。由此，该术语还适用于开关式电容器电路。在下文中将所有这些电路称为变换器。不同的模块、例如分开的电子单元(例如电子电路板)可以不依赖于彼此地制成，以便在生产中利用基于更多件数的相似单元的成本降低效应，和/或利用通过潜在封闭的单独模块的简单可替换性进行的维护。

将如下方式称为模块的开关状态，其中该模块的开关器被激活或者被解除激活，以使该模块的至少一个电能存储器以不同的方式(所谓的连通性)与至少另一个模块的至少一个电能存储器导电地连接或者明确地不连接(打开的电流回路或断开的连接)，使得多个模块一起产生电压。多个电能存储器的可能的连通性的实例例如是并联连接或串联连接、多个电能存储器以及未连接的或仅与一个触点连接的电能存储器的组合。