[发明专利]电子系统

说明书

本发明涉及一种电子系统(100；200；300；400；500；600；700；800；900)，该电子系统包括多个开关元件(T)和多个能量存储元件(L；C)，其中这些能量存储元件(L；C)通过这些开关元件(T)彼此连接，其中这些能量存储元件(L；C)能够通过开关这些开关元件(T)选择性地切换成第一、第二或第三状态，其中在该第一状态下这些能量存储元件(L；C)彼此串联连接，其中在该第二状态下这些能量存储元件(L；C)彼此并联连接，并且其中在该第三状态下这些能量存储元件(L；C)被跨接，其中这些能量存储元件(L；C)中的两个分别通过这些开关元件(T)中的至多三个相连接。

技术领域

本发明涉及一种具有多个开关元件和多个能量存储元件的电子系统。

背景技术

使用逆变器，以便从由能量存储元件输出的直流电流产生具有周期性变化的电压幅值的电流。在来自现有技术的逆变器中，将半导体元件用作具有特别短的开关频率的开关元件。

此外，从现有技术中已知一种还被称为多电平逆变器或多级逆变器的技术，其中在该逆变器的工作过程中，分别具有一个能量存储元件的单独模块可以动态地在不同状态之间切换。这些模块可以彼此串联连接或彼此并联连接。此外可行的是，使这些模块被跨接。由此，通过这些能量存储元件的动态地实施的串联连接和并联连接而产生该逆变器的输出电压。

尤其由于大量的开关元件造成了已知的多电平逆变器的生产成本。此外，相对大量的开关元件还引起相对大的能量损失。

EP 2 408 081 A1和EP 2 595 302 A1公开了多种多电平逆变器，其中双极的逆变器单元与四个开关元件相连接并且单极的逆变器单元与两个开关元件相连接。这些逆变器单元可以通过开关这些开关元件而串联连接或被跨接。

发明内容

相比之下，本发明所基于的目的在于，提出一种具有低生产成本和少的能量损失的可灵活切换的电子系统。该电子系统包括多个开关元件和多个能量存储元件。这些能量存储元件通过多个开关元件彼此连接。这些能量存储元件能够切换成第一、第二或第三状态。在该第一状态下，这些能量存储元件彼此串联连接。在该第二状态下，这些能量存储元件彼此并联连接。在该第三状态下，这些能量存储元件被跨接。这些能量存储元件中的两个分别通过这些开关元件中的至多三个相连接。

由于相对少量的开关元件被用于将这些能量存储元件彼此连接，使得该电子系统的生产成本保持较低。此外，由于能够将这些能量存储元件切换成三个不同的状态而实现了相对高的灵活性。

根据本发明的一个实施方案，该电子系统可以设计为逆变器。该逆变器尤其可以设计为：用于输出一个具有单一极性和周期性变化的电压幅值的电压作为输出电压。这些能量存储元件可以设计为用于输出直流电压。通过将这些开关元件切换成该第一状态和该第二状态来实现将直流电压转换成输出电压。

根据本发明的一个实施方案，这些开关元件和这些能量存储元件能够模块式地彼此连接。在此尤其被理解为，这些能量存储元件中的一个与这些开关元件中的多个共同构成一个模块。该模块例如可以包括一个壳体，该模块的多个开关元件和该能量存储元件被安排在该壳体中。通过模块式的可连接性实现了该电子系统的高灵活性。

例如可以分别将这些能量存储元件中的一个和这些开关元件中的三个安排在一个模块的壳体中。借助多个此类模块可以仅通过将多个模块彼此连接来构造该电子系统。于是，通过添加一个另外的模块或移除一个模块来改变该系统是特别简单且方便的。

根据本发明的一个实施方案，该系统可以包括一个设计为用于开关这些开关元件的控制元件。这是尤其有利的，以便使由该电子系统输出的电压特别精确地适配于要求。

根据本发明的一个实施方案，这些能量存储元件可以设计为电容器、蓄电池单元、太阳能电池单元和/或电磁储能器。电磁储能器例如可以包括一个线圈，电磁能量可以被存储在该线圈中。