DE102016122089A1

DE102016122089A1 - Verfahren zum Betrieb eines mehrphasigen Gleichspannungswandlers

Info

Publication number: DE102016122089A1
Application number: DE102016122089.2A
Authority: DE
Inventors: Steffen Bolzenius; Christian BUHLHELLER; Andreas Dick; Michael Lönneker; Michael Schäfer; Juris Tlatlik
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2018-05-17
Also published as: US20180136678A1; CN108075653B; CN108075653A

Abstract

Verfahren zur Symmetrierung bei einem mehrphasigen Gleichspannungswandler (10), wobei wenigstens zwei Zellen (30) vorgesehen sind, in denen jeweils wenigstens zwei Phasen (20) des Gleichspannungswandlers (10) zusammengefasst sind, wobei ein Betrieb der einzelnen Zellen (30) mit jeweiligen Zellenbetriebswerten (430) korreliert ist, und ein Betrieb der einzelnen Phasen (20) mit jeweiligen Phasenbetriebswerten (420) korreliert ist, und zur Symmetrierung eine mindestens zweistufige Regulierung mit wenigstens den nachfolgenden Schritten durchgeführt wird:Anpassen der Phasenbetriebswerte (420) der Phasen (20) gemäß einer ersten Regulierung (110), sodass die Phasenbetriebswerte (420) zellenintern angeglichen werden,Anpassen der Zellenbetriebswerte (430) der Zellen (30) gemäß einer zweiten Regulierung (120), sodass die Zellenbetriebswerte (430) untereinander angeglichen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb, insbesondere zur Symmetrierung, bei einem mehrphasigen Gleichspannungswandler. Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Gleichspannungswandler.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, mehrphasige Gleichspannungswandler einzusetzen, bei welchen durch die Nutzung mehrerer Phasen zur Leistungsübertragung eine Lastverteilung ermöglicht wird.
Allerdings kann es im Lastfall aufgrund unterschiedlicher Ursachen zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Last auf die einzelnen Phasen kommen. Bspw. führen hierbei Hardwaretoleranzen, die Ansteuerung oder dergleichen zu einer solchen unsymmetrischen Verteilung der Last in den einzelnen Phasen. Auch kann es möglich sein, dass aufgrund eines internen Defekts bei dem Gleichspannungswandler die Phasen des Gleichspannungswandlers ausfallen.
Hierbei ist insbesondere ein Nachteil, dass eine unterschiedliche Alterung der Phasen möglich ist, und es ggf. zu einer Überlast bei den einzelnen Phasen kommen kann. Entsprechend kann die unsymmetrische Lastverteilung zu einer Bauteilschädigung und/oder zu einer Reduzierung der Lebensdauer führen. Weiter ist insbesondere ein Nachteil, dass durch die internen Defekte der Betrieb des Gleichspannungswandlers eingeschränkt oder verhindert wird. Insbesondere kann es zu einer Beschädigung der Leistungsstufe kommen, sodass eine Leistungsübertragung durch den Gleichspannungswandler nicht mehr ausreichend möglich ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Betrieb des Gleichspannungswandlers zu verbessern, und die Verfügbarkeit zu erhöhen. Insbesondere soll hierzu eine schnelle und/oder zuverlässige Symmetrierung bei einem mehrphasigen Gleichspannungswandler bereitgestellt werden.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Gleichspannungswandler mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gleichspannungswandler, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben, insbesondere zur Symmetrierung, bei einem mehrphasigen Gleichspannungswandler.
Hierbei ist vorzugsweise möglich, dass wenigstens (oder genau bzw. ausschließlich) zwei Zellen vorgesehen sind, in denen jeweils wenigstens zwei (oder wenigstens drei) Phasen des Gleichspannungswandlers zusammengefasst sind. Mit anderen Worten werden die Phasen des Gleichspannungswandlers in Zellen zusammengefasst, sodass jede dieser Zellen jeweils wenigstens zwei (oder drei) der Phasen umfasst. Bspw. können die einzelnen Zellen jeweils als ein funktionaler Verbund von zugeordneten Phasen angesehen werden. Bevorzugt werden solche Phasen des Gleichspannungswandlers in eine gemeinsame Zelle zusammengefasst, welche funktional miteinander korreliert sind, vorzugsweise voneinander abhängig sind.
Insbesondere ist es dabei denkbar, dass bei jeder der Zellen ein Zellenbetriebswert, insbesondere ein (Ausgangs-) Stromwert der jeweiligen Zelle, und bei jeder der Phasen ein Phasenbetriebswert, insbesondere ein (Ausgangs-) Stromwert der jeweiligen Phase, mit dem jeweiligen Betrieb korreliert sind, insbesondere dadurch, dass die Zellen- bzw. Phasenbetriebswerte durch den jeweiligen Betrieb beeinflusst werden. Mit anderen Worten sind die Zellenbetriebswerte jeweils mit einem Betrieb der einzelnen Zellen korreliert, insbesondere davon abhängig. Bevorzugt sind die Phasenbetriebswerte jeweils mit einem Betrieb der einzelnen Phasen korreliert, insbesondere davon abhängig. Vorzugsweise können dabei die Zellenbetriebswerte und/oder Phasenbetriebswerte auch gemessen werden, um die Regulierung zu kontrollieren, insbesondere im Rahmen eines Regelkreises. Selbstverständlich kann auch auf eine Ermittlung der Zellen- und/oder Phasenbetriebswerte verzichtet werden.
Bevorzugt erfolgt dabei zur (Strom-) Symmetrierung eine mindestens zweistufige Regulierung, wobei hierzu wenigstens einer der nachfolgenden Schritte, vorzugsweise zyklisch, durchgeführt wird, wobei bevorzugt die Schritte nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, wobei die Schritte und/oder einzelne Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:

- Anpassen der Phasenbetriebswerte der Phasen gemäß einer ersten Regulierung, sodass die Phasenbetriebswerte zellenintern angeglichen werden, insbesondere durch eine Anpassung des Betriebs der Phasen als eine Phasensymmeterierung,
- Anpassen der Zellenbetriebswerte der Zellen gemäß einer zweiten Regulierung, sodass die Zellenbetriebswerte untereinander angeglichen werden, d. h. insbesondere zellenübergreifend, insbesondere durch eine Anpassung des Betriebs der Zellen als eine Zellensymmetrierung.

Dies hat den Vorteil, dass durch eine solche mehrstufige Regulierung besonders zuverlässig und effizient eine Symmetrierung erzielt werden kann. Dabei kann es möglich sein, dass zunächst in einer ersten Stufe die erste Regulierung und in einer zweiten Stufe die zweite Regulierung erfolgt, wobei selbstverständlich ggf. noch weitere Stufen vorgesehen sein können.
Der Betrieb der Zellen erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von Taktparametern einer Taktung dieser Zellen. Durch die Festlegung des Taktparameters, bspw. eines Tastgrads, für die Taktung einer einzelnen Zelle kann insbesondere eine elektrische Ausgangsgröße dieser Zelle beeinflusst und/oder gesteuert und/oder geregelt werden. Bspw. erfolgt in Abhängigkeit von dem jeweiligen Taktparameter ein Betrieb, insbesondere die Taktung, dieser Zelle im Gleichspannungswandler. Insbesondere erfolgt zur Anpassung eines jeweiligen Zellenbetriebswertes, d. h. z. B. einer elektrischen Ausgangsgröße der jeweiligen Zellen, eine Anpassung des Taktparameters für diese jeweilige Zelle.
Der Betrieb der Phasen erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von Taktparametern, bspw. eines Tastgrads, einer Taktung diese Phasen. Durch die Festlegung des Taktparameters für die Taktung einer einzelnen Phase kann insbesondere eine elektrische Ausgangsgröße dieser Phase beeinflusst und/oder gesteuert und/oder geregelt werden. Bspw. erfolgt in Abhängigkeit von dem jeweiligen Taktparameter ein Betrieb, insbesondere die Taktung, dieser Phase im Gleichspannungswandler. Die Festlegung der Taktparameter für die Phasen einer jeweiligen Zelle erfolgt insbesondere anhand eines zellenspezifischen Sollwerts dieser Zelle.
Bevorzugt werden die Zellen und/oder die Phasen getaktet betrieben, insbesondere durch eine Pulsweitenmodulation getaktet. Insbesondere erfolgt zur Anpassung eines jeweiligen Phasenbetriebswertes, d. h. z. B. einer elektrischen Ausgangsgröße der jeweiligen Phase, eine Anpassung des Taktparameters für diese jeweilige Phase.
Der Ausdruck „zellenintern“ bezieht sich dabei insbesondere darauf, dass die Angleichung (z. B. auf einen gemeinsamen Phasenbetriebswert, welcher insbesondere ein Ist-Wert der Phase sein kann) unter Berücksichtigung (nur) der Phasen der jeweiligen Zelle erfolgt, d. h. vorzugsweise auf die einzelne Zelle beschränkt und/oder ohne Berücksichtigung bzw. unabhängig von den Phasen der anderen Zellen erfolgt. Die zelleninterne Angleichung hat damit insbesondere den Zweck, nur die Phasen in einer einzelnen Zelle anzugleichen. Im Gegensatz dazu erfolgt das Angleichen der Zellenbetriebswerte (z. B. als Ist-Wert der jeweiligen Zellen) für die Zellen untereinander, d. h. unter Berücksichtigung der weiteren Zellen. Damit wird in der zweiten Stufe eine Angleichung der Zellenbetriebswerte z. B. auf einen gemeinsamen Zellenbetriebswert erzielt, um so bspw. eine Annäherung der Zellenbetriebswerte an einen gemeinsamen Sollwert zu ermöglichen. Hingegen erfolgt vorzugsweise bei der zelleninternen Angleichung eine Annäherung der Phasenbetriebswerte an einen zellenspezifischen Sollwert, welcher für jede der Zellen unterschiedlich sein kann.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Symmetrierung und/oder Angleichung nur für solche Phasen und/oder Zellen erfolgt, welche aktiv sind. In Abhängigkeit von einer Last des Gleichspannungswandlers kann es dabei möglich sein, dass einzelne Zellen inaktiv gesetzt werden. Entsprechend werden die inaktiven Zellen und/oder Phasen von der Angleichung ausgenommen, da diese vorzugsweise keine Leistungsübertragung durchführen.
Insbesondere sind die Stufen bei der Regulierung hierarchisch voneinander abhängig. So sind bspw. die Zellen hierarchisch oberhalb der Phasen angeordnet, da immer mehrere (d. h. mindestens zwei) Phasen jeweils zu einer einzelnen Zelle zusammengefasst werden. Es kann daher vorzugsweise möglich sein, dass der Betrieb der einzelnen Phasen einer jeweiligen Zelle mit den jeweiligen Phasenbetriebswerten und/oder dem Zellenbetriebswert dieser jeweiligen Zelle korreliert ist. Bevorzugt beeinflussen der Betrieb und/oder die Phasenbetriebswerte der Phasen der einzelnen Zelle den Zellenbetriebswert dieser Zelle und/oder umgekehrt. Auf diese Weise lässt sich einfach und schnell durch die Anpassung eines Zellenbetriebswertes einer jeweiligen Zelle der Betrieb sämtlicher Phasen dieser Zelle beeinflussen und/oder umgekehrt.
Es ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die Symmetrierung derart erfolgt, dass eine gleichmäßige Belastung der einzelnen Phasen des Gleichspannungswandlers angestrebt wird. Bspw. ist der Gleichspannungswandler für eine Leistung in einem breiten Leistungsbereich, bspw. bis maximal 2000 Watt (W) oder maximal 3000 W oder maximal 4000 W, ausgelegt. Der Gleichspannungswandler umfasst zur Lastverteilung mehrere Phasen, welche insbesondere parallel angeordnet sind. Auf diese Weise kann zuverlässig die Last auf die Phasen aufgeteilt werden, sodass jede der Phasen bspw. maximal mit 20 Ampere (A) oder maximal 40 A oder maximal 50 A oder maximal 70 A belastet wird.
Die Phasenausgänge der einzelnen Phasen sind bevorzugt über wenigstens einen Summenpunkt miteinander verbunden und/oder zusammengeführt, sodass besonders bevorzugt die Phasenausgänge der einzelnen Phasen wieder am Ausgang des Gleichspannungswandlers zusammengeführt werden. Eine elektrische Ausgangsgröße des Gleichspannungswandlers an diesem Ausgang ist somit mit den elektrischen Ausgangsgrößen der einzelnen Phasen an den jeweiligen Phasenausgängen korreliert. Insbesondere erfolgt somit eine elektrische Leistungsübertragung über die einzelnen Phasen, welche insbesondere zusammen die gesamte Leistungsübertragung des Gleichspannungswandlers bilden.
Unter elektrischer Ausgangsgröße wird dabei insbesondere eine elektrische Größe, insbesondere eine elektrische Stromstärke und/oder eine elektrische Spannung und/oder eine elektrische Leistung, verstanden.
Bspw. ist es vorgesehen, dass in Abhängigkeit von übergeordneten Faktoren, insbesondere einer Last des Gleichspannungswandlers oder dergleichen, ein übergeordnetes Ziel zur Leistungsübertragung festgelegt wird. Bspw. wird festgelegt, dass (mindestens oder maximal oder im Wesentlichen) 90 Ampere (A) am Ausgang des Gleichspannungswandlers vorliegen sollen. Das übergeordnete Ziel kann bspw. auch einen Sollwert umfassen. Zur Lastverteilung wird dann das übergeordnete Ziel auf die Zellen des Gleichspannungswandlers aufgeteilt, sodass bspw. jede Zelle nur noch einen Anteil des übergeordneten Ziels übertragen soll, bspw. nur noch 45 A. Diese Aufteilung erfolgt dabei insbesondere gleichmäßig für sämtliche aktiven Zellen. Anschließend erfolgt bspw. eine weitere Aufteilung auf die Phasen der einzelnen (aktiven) Zellen, sodass insbesondere jeder dieser Phasen ein (insbesondere gleicher) Anteil des Anteils der jeweiligen Zelle zugewiesen wird. Bspw. soll dann jede der Phasen 15 A übertragen. Die Aufteilung wird dabei insbesondere durch die Anpassung der Zellen- und/oder Phasenbetriebswerte realisiert, welche vorzugsweise durch eine Anpassung der Taktung für die einzelnen Zellen bzw. Phasen erfolgt. Ungleichmäßige Entwicklung bzw. Abweichungen der Aufteilung im Betrieb des Gleichspannungswandlers können dabei durch die (mehrstufige) Symmetrierung ausgeglichen werden. Hierzu erfolgt insbesondere eine Messung der Phasen- und/oder Zellenbetriebswerte und/oder des Stroms in den einzelnen Phasen und eine entsprechende Nachregelung. Bevorzugt regelt ein überlagerter Stromregler den Gesamtstrom dann automatisch nach. Hierdurch lässt sich in einfacher und kostengünstiger Weise eine symmetrische Verteilung der Last bei dem Gleichspannungswandler erzielen.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass jeweils wenigstens oder genau zwei Phasen (oder jeweils wenigstens oder genau drei Phasen) der Phasen des Gleichspannungswandlers zu einer gemeinsamen Zelle zusammengefasst werden. Mit anderen Worten sind mehrere Zellen bei dem Gleichspannungswandler vorgesehen, welche jeweils (wenigstens oder genau) zwei (oder drei) Phasen umfassen, wobei vorzugsweise jede der Phasen des Gleichspannungswandlers nur einer einzigen Zelle (eindeutig) zugeordnet wird.
Bevorzugt bildet eine der (wenigstens zwei oder drei) Phasen einer jeweiligen Zelle eine feste Referenzphase. Mit anderen Worten umfasst jede der Zellen genau eine Referenzphase. Die Referenzphase wird dabei zur zelleninternen Angleichung (insbesondere zelleninternen Symmetrierung) genutzt. Bspw. werden hierzu die Phasen der jeweiligen Zelle an die jeweilige Referenzphase angeglichen, sodass insbesondere die Phasenbetriebswerte, insbesondere die elektrischen Ausgangsgrößen, der einzelnen Phasen der jeweiligen Zelle aneinander angeglichen werden (in Abhängigkeit von der elektrischen Ausgangsgröße der Referenzphase). Dieser Vorgang (d. h. die zelleninterne Angleichung) wird für die anderen Zellen oder deren jeweilige Phasen wiederholt, insbesondere unabhängig voneinander und/oder gleichzeitig und/oder zeitlich versetzt.
Außerdem kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass durch die zweite Regulierung die Angleichung der Zellenbetriebswerte der Zellen untereinander dadurch geregelt wird, dass ein gemeinsamer Sollwert für wenigstes zwei oder sämtliche Zellenbetriebswerte bestimmt wird, wodurch eine phasenübergeordnete Angleichung erfolgt. Der gemeinsame Sollwert wird bspw. in Abhängigkeit von einem Betrieb des Gleichspannungswandlers, insbesondere einer Last des Gleichspannungswandlers, bestimmt, und vorzugsweise durch eine Verarbeitungsvorrichtung berechnet.
Insbesondere erfolgt eine Anpassung der Zellenbetriebswerte durch eine Anpassung des Betriebs der jeweiligen Zellen derart, dass ein gemeinsamer Sollwert jeweils angestrebt wird, und vorzugsweise der jeweilige Zellenbetriebswert als Ist-Wert sich dem gemeinsamen Sollwert annähert. Somit ist eine zuverlässige Regulierung möglich.
Es ist ferner denkbar, dass bei der ersten Regulierung für wenigstens eine der Zellen oder jede (der aktiven) Zelle(n) ein jeweiliger zellenspezifischer Sollwert für die Phasenbetriebswerte der Phasen dieser Zelle bestimmt wird, wodurch vorzugsweise die zelleninterne Angleichung der Phasenbetriebswerte erfolgt. Bevorzugt ist der zellenspezifische Sollwert dabei der einzelnen jeweiligen Zelle, d. h. insbesondere der Phasen dieser Zelle, zugeordnet. Insbesondere wird der zellenspezifische Sollwert anhand wenigstens eine der Phasen der jeweiligen Zelle bestimmt, bspw. anhand der Referenzphase der jeweiligen Zelle. Somit kann eine einfache Anpassung der Phasen für einzelne Zellen erfolgen, ohne in dieser ersten Stufe schon eine zellenübergreifende Regulierung bereitstellen zu müssen.
Insbesondere erfolgt eine Anpassung der Phasenbetriebswerte durch eine Anpassung des Betriebs der jeweiligen Phase derart, dass ein zellenspezifischer Sollwert jeweils angestrebt wird, und vorzugsweise der jeweilige Phasenbetriebswert als Ist-Wert sich dem zellenspezifischen Sollwert annähert.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass bei der ersten Regulierung die Phasenbetriebswerte der Phasen einer jeweiligen Zelle auf einen jeweiligen zellenspezifischen Sollwert geregelt werden, wobei der Sollwert anhand der Phasen der jeweiligen Zelle bestimmt wird, insbesondere anhand einer Referenzphase der jeweiligen Zelle, sodass vorzugsweise eine Symmetrierung der Phasen der jeweiligen Zelle untereinander erfolgt. Insbesondere kann es möglich sein, dass für jede Zelle eine der Phasen dieser Zelle als Referenzphase dient, um somit einen Referenzwert zu bestimmen. Alternativ kann es möglich sein, dass der Referenzwert dadurch bestimmt wird, dass anhand der Phasen der jeweiligen Zelle eine Berechnung durchgeführt wird, insbesondere ein Mittelwert der Phasen der jeweiligen Zelle gebildet wird. Entsprechend wird ein Referenzwert pro Zelle anhand der Phasen der jeweiligen Zelle bestimmt. Der Referenzwert entspricht dabei bspw. dem zellenspezifischen Sollwert. Insbesondere können sich die Referenzwerte für die Phasen verschiedener Zellen voneinander unterscheiden. Bevorzugt werden die Phasen einer (gemeinsamen) jeweiligen Zelle auf den gleichen Referenzwert dieser Zelle geregelt, sodass ein gleicher Phasenbetriebswert, insbesondere eine gleiche elektrische Ausgangsgröße, für sämtliche Phasen einer (gemeinsamen) jeweiligen Zelle angestrebt wird, bevorzugt unabhängig von den Phasen anderer Zellen.
Es ist ferner denkbar, dass gemäß der ersten Regulierung die Phasenbetriebswerte der Phasen wenigstens einer ersten Zelle auf einen (gemeinsamen) ersten zellenspezifischen Sollwert geregelt werden, und bevorzugt die Phasenbetriebswerte der Phasen wenigstens einer zweiten Zelle auf einen (gemeinsamen) zweiten zellenspezifischen Sollwert geregelt werden, welcher sich insbesondere vom ersten zellenspezifischen Sollwert unterscheidet. Vorzugsweise werden gemäß der zweiten Regulierung für die wenigstens erste Zelle und die wenigstens zweite Zelle die jeweiligen Zellenbetriebswerte auf einen (insbesondere einzigen) gemeinsamen Sollwert (für die aktiven Zellen) geregelt werden, wobei der gemeinsame Sollwert der Zellen insbesondere anhand einer Last des Gleichspannungswandlers bestimmt wird. Damit ist somit zwischen den zellenspezifischen Sollwerten, welche jeweils für unterschiedliche Zellen unterschiedlich festgelegt werden können, und dem (einen) gemeinsamen Sollwert für die Zellen, welcher für sämtliche aktiven Zellen gleich ist, zu unterscheiden. Damit dient insbesondere der gemeinsame Sollwert zur Angleichung der Zellen und der zellenspezifische Sollwert zur Angleichung der Phasen der jeweiligen Zelle. In anderen Worten erfolgt gemäß der ersten Regulierung eines Phasensymmetrierung und gemäß der zweiten Regulierung eine Zellensymmetrierung.
Es kann möglich sein, dass die Anpassung der Phasenbetriebswerte gemäß der ersten Regulierung eine Anpassung des Betriebs der Phasen der jeweiligen Zelle in Abhängigkeit von einem zellenspezifischen Sollwert der jeweiligen Zelle umfasst. Des Weiteren kann es möglich sein, dass die Anpassung der Zellenbetriebswerte gemäß der zweiten Regulierung eine Anpassung des Betriebs der Zellen gemäß einem gemeinsamen Sollwert für die Zellen umfasst. Der jeweilige Sollwert für die Phasen und Zellen kann sich dabei selbstverständlich von den jeweiligen Ist-Werten für die Phasen und Zellen unterscheiden, sodass hier insbesondere eine entsprechende Regulierung in einem Regelkreis genutzt werden kann. In anderen Worten kann bei der Anpassung der Phasenbetriebswerte gemäß der ersten Regulierung der Betrieb der Phasen einer jeweiligen Zelle an den zellenspezifischen Sollwert der jeweiligen Zelle anhand der Ist-Werte der Phasen angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann bei der Anpassung der Zellenbetriebswerte gemäß der zweiten Regulierung der Betrieb der Zellen an den gemeinsamen Sollwert für die Zellen anhand der Ist-Werte der Zellen angepasst werden. Diese Ist-Werte werden bspw. durch entsprechende (Strom-) Messungen, insbesondere durch entsprechende Sensoren des Gleichspannungswandlers, ermittelt. Insbesondere erfolgt nach der zweiten Regulierung aufgrund der Anpassung der Zellenbetriebswerte (automatisch) auch eine Anpassung der Phasenbetriebswerte der jeweiligen Zellen anhand oder in Abhängigkeit der jeweiligen Zellenbetriebswerte (bspw. in einem darauffolgenden Zyklus der ersten oder zweiten Regelung), sodass eine gleichmäßige Lastverteilung auf die Phasen erfolgt. Dies ermöglicht eine zuverlässige mehrstufige Symmetrierung.
Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass die Phasenbetriebswerte und Zellenbetriebswerte jeweils für eine elektrische Ausgangsgröße, insbesondere eine (elektrische) Stromstärke oder (elektrische) Spannung oder (elektrische) Leistung, spezifisch sind, sodass insbesondere die elektrische Ausgangsgröße einer jeweiligen Zelle mit den elektrischen Ausgangsgrößen der Phasen dieser Zelle korreliert ist, und vorzugsweise eine elektrische Ausgangsgröße des Gleichspannungswandlers mit den elektrischen Ausgangsgrößen der Zellen korreliert ist. Bevorzugt ist dabei der Phasenbetriebswert für eine elektrische Ausgangsgröße einer einzelnen Phase und der Zellenbetriebswert für eine elektrische Ausgangsgröße einer einzelnen Zelle spezifisch.
Bevorzugt ist der Phasenbetriebswert ein Ist-Wert der elektrischen Ausgangsgröße der einzelnen Phase, welcher bspw. für die (erste und/oder zweite) Regulierung gemessen und/oder mit dem (zellenspezifischen oder gemeinsamen) Sollwert verglichen wird. Vorzugsweise ist der Zellenbetriebswert ein Ist-Wert der elektrischen Ausgangsgröße der einzelnen Zelle, welcher bspw. für die (erste und/oder zweite) Regulierung gemessen und/oder mit dem (zellenspezifischen oder gemeinsamen) Sollwert verglichen wird.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Anpassung der Phasenbetriebswerte dadurch erfolgt, dass eine Taktung der Phasen phasenindividuell geregelt wird, und vorzugsweise die Anpassung der Zellenbetriebswerte dadurch erfolgt, dass eine Taktung der Zellen zellenindividuell geregelt wird, wobei vorzugsweise die Taktung durch wenigstens eine Pulsweitenmodulationseinheit wenigstens einer Verarbeitungsvorrichtung (des Gleichspannungswandlers) durchgeführt wird. Die Verarbeitungsvorrichtung ist dabei vorteilhafterweise in dem Gleichspannungswandler integriert, um eine kostengünstige und einfache Stromsymmetrierung durchzuführen.
Bevorzugt ist es denkbar, dass die Symmetrierung als eine Stromsymmetrierung erfolgt, insbesondere bei einem 48 Volt (V) Gleichspannungswandler, vorzugsweise eines Fahrzeuges. Insbesondere dient dabei der Gleichspannungswandler zur Leistungsübertragung bei wenigstens einem Bordnetz des Fahrzeuges, wobei zumindest eines der Bordnetze als ein 48 Volt-Netz ausgeführt ist. Insbesondere dient dabei der Gleichspannungswandler zur elektrischen Verbindung eines ersten Bordnetzes mit einem zweiten Bordnetz des Fahrzeuges. Das Fahrzeug ist bspw. als Personenkraftfahrzeug, vorzugsweise Elektrofahrzeug, ausgeführt.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die jeweilige Anpassung jeweils durch einen PID-Regler (proportional-integral-derivative controller) erfolgt, welcher bevorzugt durch eine Verarbeitungsvorrichtung bereitgestellt wird, wobei insbesondere durch die Verarbeitungsvorrichtung zur Regulierung eine Strommessung und/oder Leistungsmessung an den einzelnen Phasen durchgeführt wird. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass die Anpassung gemäß anderer Reglerarten erfolgt.
Ferner kann es möglich sein, dass in den Zellen jeweils wenigstens drei oder genau drei Phasen des Gleichspannungswandlers zusammengefasst sind. Die Zusammenfassung der Phasen zu einzelnen Zellen kann dabei bevorzugt hardwareseitig umgesetzt sein. Insbesondere ist dabei die Zuordnung der Phasen zu den Zellen durch den Aufbau und/oder durch die Verschaltung der Elektronikkomponenten des Gleichspannungswandlers vorgegeben. Vorzugsweise erfolgt dabei der Betrieb der Zellen und/oder Phasen, d. h. insbesondere die Symmetrierung, durch eine softwareseitige Ansteuerung. Dies hat den Vorteil, dass sehr flexibel der Betrieb bei dem Gleichspannungswandler angepasst werden kann.
Der Erfindung ist ein Gleichspannungswandler, insbesondere Mehrphasenwandler, zur Leistungsübertragung und/oder Lastübertragung, insbesondere zwischen zwei Netzen, vorzugsweise Bordnetzen eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug kann dabei beispielsweise als Kraftfahrzeug und/oder Personenkraftfahrzeug und/oder Elektrofahrzeug ausgeführt sein.
Bevorzugt ist dabei der Gleichspannungswandler mehrphasig ausgeführt, vorzugsweise mit wenigstens vier Phasen und/oder wenigstens zwei Zellen. Insbesondere sind in den Zellen des Gleichspannungswandlers jeweils wenigstens zwei (oder wenigstens drei oder genau drei) der Phasen des Gleichspannungswandlers zusammengefasst. Bevorzugt unterscheiden sich dabei die Phasen der jeweiligen Zellen voneinander, wobei sich vorzugsweise die Phasen und/oder sämtliche Phasen von unterschiedlichen Zellen voneinander unterscheiden. Mit andere Worten kann es möglich sein, dass jede der Phasen des Gleichspannungswandlers ausschließlich einer einzigen Zelle zugeordnet bzw. in dieser Zelle zusammengefasst ist.
Bevorzugt erfolgt dabei die Zusammenfassung der Phasen in den Zellen derart, dass die Leistungsübertragung durch die (einzelnen) Zellen aufteilbar und/oder individuell bereitstellbar ist. Damit ist insbesondere gemeint, dass bei einem Ausfall einer der Zellen die andere Zelle bzw. die anderen Zellen weiterhin zur Leistungsübertragung bzw. Lastübertragung betrieben werden können. Damit wird die Ausfallsicherheit und/oder Verfügbarkeit des Gleichspannungswandlers drastisch erhöht. Des Weiteren ermöglicht die Aufteilbarkeit der Leistungsübertragung und/oder die individuelle Bereitstellbarkeit, dass eine mehrstufige Regulierung bei dem Gleichspannungswandler möglich ist, und damit effizient eine Symmetrierung erfolgen kann. Damit bringt der erfindungsgemäße Gleichspannungswandler die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Zudem kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein erfindungsgemäßer Gleichspannungswandler betrieben werden.
Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass bei dem erfindungsgemäßen Gleichspannungswandler eine Aufteilung der ohmschen Verluste auf wenigstens vier, vorzugsweise 6 Phasen erfolgt und/oder eine Aufteilung der Leistungsstufe in die Zellen des Gleichspannungswandlers, vorzugsweise in zwei Leistungsstufenzellen, erfolgt. Dies ermöglicht es insbesondere, dass bei internen Defekten des Gleichspannungswandlers weiterhin die Leistungsübertragung bereitgestellt werden kann, und somit die Verfügbarkeit erhöht wird. Insbesondere kann durch die Aufteilung und/oder durch die Nutzung von zwei Zellen bei dem Gleichspannungswandler (d. h. entsprechend zwei Leistungsstufenzellen) gewährleistet werden, dass der Gleichspannungswandler auch beim Ausfall einer der Zellen mit 50% der Leistung betrieben werden kann. Weiter hat die mehrphasige Ausbildungsgleichspannungswandlers den Vorteil, dass hohe Ströme übertragen werden können, wobei hierzu Elektronikkomponenten eingesetzt werden können, welche lediglich einen geringen Bauraum erfordern. Beispielsweise kann es dabei möglich sein, dass durch den Gleichspannungswandler Ströme übertragen werden, (insbesondere auf der 12V Seite des Gleichspannungswandlers) aufweisen.
Es ist ferner denkbar, dass der Gleichspannungswandler wenigstens oder genau sechs Phasen aufweist, wobei vorzugweise in jeder der Zellen wenigstens oder genau drei der Phasen des Gleichspannungswandlers (insbesondere unterschiedliche Phasen) zusammengefasst sind. Diese Konfiguration des Gleichspannungswandlers hat dabei den überraschenden Effekt ergeben, dass eine optimale Leistungsbereitstellung und Lastaufteilung ermöglicht wird, insbesondere auch bei einem Vorliegen eines internen Defekts einer der Zellen, insbesondere Leistungszellen, des Gleichspannungswandlers.
Optional kann es möglich sein, dass die Leistungsübertragung in einem Normalbetrieb des Gleichspannungswandlers durch sämtliche Zellen, insbesondere Leistungszellen, bereitstellbar ist, und in einem Fehlerbetrieb des Gleichspannungswandlers durch wenigstens eine der Zellen bereitstellbar ist, wobei im Fehlerbetrieb wenigstens eine der Zellen defekt ist. Insbesondere ist dabei eine Verschaltung bei dem Gleichspannungswandler, insbesondere die Verschaltung der Zellen untereinander, derart angepasst, dass auch bei einem Ausfall einer (einzigen) Zelle weiterhin eine Leistungsübertragung durch den Gleichspannungswandler erfolgen kann. Dies hat den Vorteil, dass die Verfügbarkeit deutlich erhöht wird.
Weiter kann es von Vorteil sein, wenn die Phasen (des Gleichspannungswandlers) gleichmäßig und/oder derart in den Zellen zusammengefasst sind, sodass die Leistungsübertragung in einem Fehlerbetrieb des Gleichspannungswandlers zumindest oder im Wesentlichen zu 50% bereitstellbar ist. Mit anderen Worten kann es möglich sein, dass jede der Zellen des Gleichspannungswandlers eine gleiche Anzahl von Phasen des Gleichspannungswandlers aufweist. Damit kann die Sicherheit beim Betrieb des Gleichspannungswandlers erhöht werden.
Des Weiteren kann es im Rahmen der Erfindung möglich sein, dass der Gleichspannungswandler als ein 48V/12V (V) Gleichspannungswandler ausgebildet ist, sodass vorzugsweise durch die Leistungsübertragung eines Spannung 48V-Netzes, insbesondere Bordnetzes, in eine Spannung eines 12V-Netzes, insbesondere Bordnetzes, umwandelbar ist, und/oder umgekehrt.
Optional kann es im Rahmen der Erfindung möglich sein, dass die Phasen jeweils in einer Halbbrücken-Topologie ausgeführt sind, und/oder eine Kombination von Hochsetzsteller und Tiefsetzsteller bilden. Damit kann die Leistungsfähigkeit des Gleichspannungswandlers weiter verbessert werden.
Ferner kann es möglich sein, dass die Zellen jeweils als Leistungszellen ausgebildet sind, insbesondere jeweils als mehrphasige Leistungsstufe des Gleichspannungswandlers, sodass vorzugsweise durch die Zellen, insbesondere zur Erhöhung der Verfügbarkeit und/oder Ausfallsicherheit, unabhängig voneinander die Leistungsübertragung für den Gleichspannungswandler bereitstellbar ist. Mit anderen Worten kann auch bei einem Ausfall einer der Zellen weiterhin eine Leistungsübertragung des Gleichspannungswandlers stattfinden.
Insbesondere umfasst wenigstens eine oder jede der Phasen wenigstens einen Spannungsteiler und/oder eine Brückenschaltung. Bspw. kann es möglich sein, dass die Phasen des Gleichspannungswandlers jeweils gemäß einer Brückentopologie, insbesondere einer Halb- oder Vollbrücken-Topologie, ausgeführt sind. Vorzugsweise umfassen die Phasen jeweils wenigstens eine Elektrikkomponente (insbesondere Elektronikkomponente), bspw. wenigstens ein Widerstandselement und/oder ein Impedanzelement und/oder ein Transistorelement, bspw. einen Feldeffekttransistor (FET) und/oder einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) und/oder einen Leistungs-FET oder Leistungs-MOSFET, welche bevorzugt gemäß der Brückentopologie verschaltet sind. Besonders bevorzugt umfassen die Phasen hierzu jeweils wenigstens ein (oder zwei) Widerstandsanordnungen und/oder einen Brückenzweig. So kann bspw. jede Phase wenigstens zwei (oder vier) Elektrikkomponenten aufweisen, welche als Widerstandsanordnungen verschaltet sind. Dies ermöglicht eine besonders genau einzustellende Leistungsübertragung der Phasen.
Vorzugsweise kann wenigstens eine oder jede der Phasen als ein Hochsetzsteller (oder Aufwärtswandler) oder als ein Tiefsetzsteller (oder Abwärtswandler) oder als eine Kombination aus Hochsetzsteller und Tiefsetzsteller ausgebildet sein. Insbesondere wird dies dadurch ermöglicht, dass jede Phase eine Brückentopologie, insbesondere eine Halbbrückentopologie, aufweist. Dies ermöglicht eine besonders flexibel und anpassungsfähige Regulierung der Leistungsübertragung und/oder Lastverteilung.
Ebenfalls unter Schutz gestellt ist ein Gleichspannungswandler, welcher eine Verarbeitungsvorrichtung umfasst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Verarbeitungsvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt ist. Damit bringt der erfindungsgemäße Gleichspannungswandler die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines erfindungsgemäßen Gleichspannungswandlers,
2 eine weitere schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 eine weitere schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines erfindungsgemäßen Gleichspannungswandlers,
4 eine schematische Darstellung zur Visualisierung von Teilen eines erfindungsgemäßen Gleichspannungswandlers.

In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Gleichspannungswandler 10 gezeigt, welche mehrere Phasen 20 umfasst. Die Phasen 20 sind dabei in Zellen 30 zusammengefasst, wobei jede der Zellen 30 jeweils wenigstens zwei Phasen 20 umfasst. Entsprechend sind eine erste Zelle 31 und eine zweite Zelle 32 dargestellt, welche jeweils eine erste Phase 21 und eine zweite Phase 22 aufweisen. Eine Anpassung eines Zellenbetriebswertes 430 beeinflusst dabei in direkter (unmittelbarer) Weise die einzelne Zelle 30, und somit indirekt auch die Phasen 20, welche zu dieser Zelle 30 zusammengefasst sind. Eine Anpassung eines Phasenbetriebswertes 420 beeinflusst indessen die einzelnen Phasen 20 in direkter Weise.
Schematisch sind die Zellenbetriebswerte 430 und die Phasenbetriebswerte 420 in 2 dargestellt. Des Weiteren ist gezeigt, dass die Zellenbetriebswerte 430 durch eine zweite Regulierung 120 und die Phasenbetriebswerte 420 durch eine erste Regulierung 110 angepasst werden. Die Anpassung erfolgt dabei bspw. durch eine in 1 gezeigte Verarbeitungsvorrichtung 200, insbesondere durch eine Pulsweitenmodulationseinheit 210.
In 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Gleichspannungswandler 10 mit (mindestens) zwei Zellen 30 gezeigt. Jede der Zellen 30 umfasst dabei (wenigstens) drei Phasen 20. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sich eine erste Phase 21 und eine zweite Phase 22 und eine dritte Phase 23 der ersten Zelle 31 von einer ersten Phase 21 und einer zweiten Phase 22 und einer dritten Phase 23 einer zweiten Zelle 32 unterscheidet.
In 4 sind schematisch eine erste Zelle 31 und eine zweite Zelle 32 gezeigt, welche jeweils drei Phasen 21, 22, 23 des Gleichspannungswandlers aufweisen. Jede der Phasen 20 kann dabei unabhängig von den anderen Phasen 20 zur Leistungsübertragung dienen, und umfasst daher unabhängig von den anderen Phasen 20 jeweils wenigstens eine Elektronikkomponente, beispielsweise einen Widerstand oder ein Transistorelement. Dabei ist schematisch dargestellt, dass die Elektronikkomponente 24 bzw. die jeweilige Phase 20 gemäß einer Brückentopologie, insbesondere einer Halbbrückentopologie, ausgeführt sein kann. Bevorzugt ist dabei die Konfiguration der einzelnen Phasen 20 derart ausgestaltet, dass die Phasen 20 einer ersten Zelle 30 unabhängig von den Phasen 20 einer zweiten Zelle 32 zur Leistungsübertragung betrieben werden können. Dies ermöglicht es in besonders vorteilhafterweise, dass die Zellen 30 aufgrund der jeweiligen Phasen 20 unabhängig voneinander zur Leistungsübertragung genutzt werden können.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen
Bezugszeichenliste

10: Gleichspannungswandler
20: Phasen
21: erste Phase
22: zweite Phase
23: dritte Phase
24: Elektrikkomponente
30: Zellen
31: erste Zelle
32: zweite Zelle
110: ersten Regulierung
120: zweiten Regulierung
200: Verarbeitungsvorrichtung
210: Pulsweitenmodulationseinheit
420: Phasenbetriebswert
430: Zellenbetriebswert

Claims

Verfahren zur Symmetrierung bei einem mehrphasigen Gleichspannungswandler (10), wobei wenigstens zwei Zellen (30) vorgesehen sind, in denen jeweils wenigstens zwei Phasen (20) des Gleichspannungswandlers (10) zusammengefasst sind, wobei bei jeder Zelle (30) ein Zellenbetriebswert (430) der jeweiligen Zelle (30) mit einem Betrieb dieser Zelle (30) korreliert ist, und bei jeder Phase (20) ein Phasenbetriebswert (420) der jeweiligen Phase (20) mit einem Betrieb dieser Phase (20) korreliert ist, und zur Symmetrierung eine mindestens zweistufige Regulierung mit wenigstens den nachfolgenden Schritten durchgeführt wird: - Anpassen der Phasenbetriebswerte (420) der Phasen (20) gemäß einer ersten Regulierung (110), sodass die Phasenbetriebswerte (420) zellenintern angeglichen werden, - Anpassen der Zellenbetriebswerte (430) der Zellen (30) gemäß einer zweiten Regulierung (120), sodass die Zellenbetriebswerte (430) untereinander angeglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die zweite Regulierung (120) die Angleichung der Zellenbetriebswerte (430) der Zellen (30) untereinander dadurch geregelt wird, dass ein gemeinsamer Sollwert für wenigstes zwei oder sämtliche Zellenbetriebswerte (430) bestimmt wird, wodurch eine phasenübergeordnete Angleichung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der ersten Regulierung (110) für wenigstens eine der Zellen (30) oder jede Zelle (30) ein jeweiliger zellenspezifischer Sollwert für die Phasenbetriebswerte (420) der Phasen (20) dieser Zelle (30) bestimmt wird, wodurch die zelleninterne Angleichung der Phasenbetriebswerte (420) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der ersten Regulierung (110) die Phasenbetriebswerte (420) der Phasen (20) einer jeweiligen Zelle (30) auf einen jeweiligen zellenspezifischen Sollwert geregelt werden, wobei der Sollwert anhand der Phasen (20) der jeweiligen Zelle (30) bestimmt wird, insbesondere anhand einer Referenzphase der jeweiligen Zelle (30).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der ersten Regulierung (110) die Phasenbetriebswerte (420) der Phasen (20) wenigstens einer ersten Zelle (31) auf einen ersten zellenspezifischen Sollwert geregelt werden, und die Phasenbetriebswerte (420) der Phasen (20) wenigstens einer zweiten Zelle (32) auf einen zweiten zellenspezifischen Sollwert geregelt werden, welcher sich vom ersten zellenspezifischen Sollwert unterscheidet, wobei gemäß der zweiten Regulierung (120) für die wenigstens erste Zelle (31) und die zweite Zelle (32) die jeweiligen Zellenbetriebswerte (430) auf einen gemeinsamen Sollwert geregelt werden, welcher insbesondere anhand einer Last des Gleichspannungswandlers (10) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenbetriebswerte (420) und Zellenbetriebswerte (430) jeweils für eine elektrische Ausgangsgröße, insbesondere eine Stromstärke oder Spannung oder Leistung, spezifisch sind, sodass die elektrische Ausgangsgröße einer jeweiligen Zelle (30) mit den elektrischen Ausgangsgrößen der Phasen (20) dieser Zelle (30) korreliert ist, und eine elektrische Ausgangsgröße des Gleichspannungswandlers (10) mit den elektrischen Ausgangsgrößen der Zellen (30) korreliert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Phasenbetriebswerte (420) dadurch erfolgt, dass eine Taktung der Phasen (20) phasenindividuell geregelt wird, und die Anpassung der Zellenbetriebswerte (430) dadurch erfolgt, dass eine Taktung der Zellen (30) zellenindividuell geregelt wird, wobei vorzugsweise die Taktung durch wenigstens eine Pulsweitenmodulationseinheit (210) wenigstens einer Verarbeitungsvorrichtung (200) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Anpassung jeweils durch einen PID-Regler erfolgt, welcher bevorzugt durch eine Verarbeitungsvorrichtung (200) bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Verarbeitungsvorrichtung (200) zur Regulierung eine Strommessung und/oder Leistungsmessung an den einzelnen Phasen (20) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zellen (30) jeweils wenigstens drei oder genau drei Phasen (20) des Gleichspannungswandlers (10) zusammengefasst sind.
Gleichspannungswandler (10) zur Leistungsübertragung zwischen zwei Netzen, welcher mehrphasig mit wenigstens vier Phasen (20) ausgebildet ist, und wenigstens zwei Zellen (30) aufweist, wobei in den Zellen (30) jeweils wenigstens zwei der Phasen (20) des Gleichspannungswandlers (10) zusammengefasst sind, sodass die Leistungsübertragung durch die Zellen (30) aufteilbar und individuell bereitstellbar ist.
Gleichspannungswandler (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (10) wenigstens oder genau sechs Phasen (20) aufweist, wobei in jeder der Zellen (30) wenigstens oder genau drei der Phasen (20) des Gleichspannungswandlers (10) zusammengefasst sind.
Gleichspannungswandler (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsübertragung in einem Normalbetrieb des Gleichspannungswandlers (10) durch sämtliche Zellen (30) bereitstellbar ist, und in einem Fehlerbetrieb des Gleichspannungswandlers (10) durch wenigstens eine der Zellen (30) bereitstellbar ist, wobei im Fehlerbetrieb wenigstens eine der Zellen (30) defekt ist.
Gleichspannungswandler (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasen (20) gleichmäßig und/oder derart in den Zellen (30) zusammengefasst sind, sodass die Leistungsübertragung in einem Fehlerbetrieb des Gleichspannungswandlers (10) zu im Wesentlichen 50% bereitstellbar ist.
Gleichspannungswandler (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (10) als ein 48 V / 12 V Gleichspannungswandler (10) ausgebildet ist, sodass vorzugsweise durch die Leistungsübertragung eine Spannung eines 48 V Netzes in eine Spannung eines 12 V Netzes umwandelbar ist, und/oder umgekehrt.
Gleichspannungswandler (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasen (20) jeweils in einer Halbbrücken-Topologie ausgeführt sind.
Gleichspannungswandler (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (30) jeweils als Leistungszellen ausgebildet sind, insbesondere jeweils als mehrphasige Leistungsstufe, sodass durch die Zellen (30) unabhängig voneinander die Leistungsübertragung für den Gleichspannungswandler (10) bereitstellbar ist.
Gleichspannungswandler (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 11 bis 17, welcher eine Verarbeitungsvorrichtung (200) umfasst, wobei die Verarbeitungsvorrichtung (200) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt ist.