用于有源整流器在甩负荷情况下的过压保护的制作方法_2

文档序号:9713838阅读:来源:国知局
Kondensator)通常被包含在相对应的整流器电路中或者在相对应的整流器模块中。
[0023]如果由此针对相短路要求为例如500ms或者更长的最小时间,那么必需相对应地确定电容器的尺寸(Dimens1nierung),以便确保在相短路期间相对应地低的电压的情况下给操控逻辑电路和功率开关的供电。然而,所建造的电容器通常不是被设计到特殊情况甩负荷上,而是被设计到正常的整流器运行上。在正常的整流器运行中,相对应的电容器必须可以但是仅仅针对半波而给操控逻辑电路和功率开关供电。在没有其它措施的情况下,因而相对应的电容器仅仅可能会保证能量供给持续小于10ms,这对于甩负荷来说不够。
[0024]为了也可以利用(只被构造用于整流器运行的)相对小地被确定尺寸的电容器来实现按照本发明的方法(Ansatz),可以被设置的是在甩负荷期间给所述电容器再充电。
[0025]为了该目的,可以被设置的是,每个操控单元和由此每个整流器模块都监控附在相应的电容器上的电压。如果该电压降到所限定的值之下(例如降到8V之下),那么该整流器模块的操控单元停用只其开关元件的相短路。同步信号保持不受其影响。以这种方式,该整流器模块又转到正常的整流器运行并且又将在直流电压端子之间的电压电位升高。
[0026]可以被设置的是,通过直流电压端子(或正的直流电压端子B+)给所有操控单元的电容器供电。因而,也可以通过(在其电容上识别出过低的电压的情况下)停用仅一个整流器模块的相短路也给其它的模块的电容器再充电。
[0027]如果在电容器上的电压达到上界限(例如12V),那么又使(单独地被结束的)相短路开始。附加地,也可以监控附在直流电压端子之间的电压,并且根据该电压而实现切断。以这种方式,只得出短的电压上升,所述电压上升不导致可以例如给所连接的发电机的励磁场供电。因而,该励磁场进一步减小。在相对低的电压的情况下也通过更早的切断来保证在车载电网中不出现高电压。
[0028]如果电容器因此只由直流电压端子供电,那么整流器模块必须彼此独立地一再短暂地结束相短路,以便给其电容器再充电。
[0029]如果电压整体不再足以给电容器再充电,那么又可以整体地结束相短路。即如果励磁场已经在所解释的最小时间过去之前大大地被衰减到使得在电容器上的电压可以不再被保持在相应的阈(例如8V)之上,那么所有整流器模块将逐渐地识别出在其电容器上的欠压并且单独地停用其相应的开关元件的相短路。由此,越来越多的相或相模块转到活跃的(aktive)整流器运行。如果这也不足以给电容器充电,那么这可以被评定为甩负荷事件的结束,也就是说发电机的励磁场如此大大地被衰减,使得本身在没有对策的情况下不再出现临界电压。因而,这导致了必要时还在预先给定的时间间隔过去之前收回同步信号,因为不再给电路元件供给电压。因而,该特性使得电路不必不必要地通过其它花费大的辅助措施(Stuetzmassnahme)来供电成为可能。
[0030]通过操控单元在操控时间间隔中至少暂时被切换为导通的开关元件是被设置用于开始或结束相对应的相短路的开关元件。而相应其它的开关元件在甩负荷的情况下没有被切换为导通的。本发明随后主要参考在下面的或低压侧整流器支路中的开关元件的相对应的操控来被描述,然而本发明以相同的方式可以被用于在上面的或高压侧整流器支路中的相对应的开关元件的操控。
[0031]在相对应的整流器模块的常规的、这里没有被分开考虑的运行相中,也就是说如果不存在甩负荷,那么所有开关元件整流式地运行,即例如利用被时控的操控信号而被操控,如通常被用于在正常的整流器运行中操控相对应的桥式整流器那样。该操控信号也可以由上级控制单元来提供,其中相应的操控电路必要时被设立为向开关元件转交由控制单元所提供的操控信号。
[0032]本发明通过所提及的和随后还被解释的措施来实现各个半桥的操控电路的同步,所述各个半桥的操控电路的同步使得能够:在有源桥式整流器的所有半桥中引起将所有要参与相短路的开关元件同时或者近似同时(也就是说例如在几微秒的时间间距内)切换为导通的,并且同样同时或者近似同时地结束所述切换为导通的。由此,可以在相对应地短的时间内开始和结束相短路。因此可靠地阻止了尤其是事先所解释的情形,在所述情形中,操控电路从未识别出相短路或者从未解除相短路。
[0033]按照本发明,该同步通过在各个半桥的操控电路中提供同步单元和必要时在有源整流器中连接该同步单元的共同的同步线路来实现。按原则的,通过这些同步单元和同步线路可以在所述同步单元之间交换每种电信息。
[0034]原则上,这里可以区别同步和通信。同步线路首先用于同步的目的。同步策略是本发明的重要方面。可以被设置为附加的方面的是,将同步线路同时用作通信线路(例如用作LIN),以便使得能够诊断并且填补控制方法的安全漏洞。为此,在整流器模块中只还有附加的通信控制单元是必要的。在这种情况下,有利的是使得能够诊断在各个整流器模块中的故障并且传输给上级系统或车辆系统。但是,同步线路在甩负荷的情况下尤其是只被用于同步。例如,只有当在直流电压端子之间的电压电平在下限阈之下时,通信(例如LIN功能)才可以被激活。
[0035]借助于按照本发明所设置的措施,即使在同步单元或同步线路中有故障或者干扰时也可靠地阻止了不符合期望的或意外的相短路。各个半桥的操控电路的功能没有被附加的同步单元及其功能消极地影响。这此外还意味着,在没有按照本发明的措施的情况下,操控电路至少也可以被用于故障状态(Notbetrieb),并且在这种情况下也没有显示出相对于传统的操控电路的缺点。
[0036]同步线路可以尤其是以线连接的形式被实现,其中在相应的操控电路中的同步单元被设立用于输出要通过同步线路进行传输的同步信号并且用于接收由其它同步单元输出给该同步线路的同步信号。
[0037]在此,同步单元也被设立为:接收来自所属的操控电路的监控单元的请求信号,所述请求信号例如基于输出电压的所解释的阈值比较而被输出,并且所述请求信号也在传统的操控电路中被设置。在此,该请求信号用信号通知:为此所设置的开关元件要被置于导通的状态下,并且只要该导通的状态要被维持就附有该请求信号,即一直附有该请求信号,直到输出电压低于所提及的下限阈值和/或还没有达到最大请求时间间隔。所使用的开关元件的真正的操控通过操控电路的操控信号来实现,所述操控电路的操控信号就它而言限制最小时间间隔。为了排除误动作,可以限制最大请求时间间隔,然而该最大请求时间间隔必须大于最小时间间隔。
[0038]如果来自所属的操控电路的监控单元的相对应的请求信号被接收,并且还不曾有同步信号通过同步线路被接收,那么相应的同步单元向同步线路输出相对应的同步信号。在这种情况下,可以例如涉及被施加给同步线路的逻辑“一”。只要监控单元不结束该请求信号,同步信号就被输出。同时,分别为此所设置的开关元件通过操控电路或借助于操控单元被置于导通的状态下。
[0039]其它半桥的操控电路或其同步单元(其一般还没有接收自己的请求信号)接收通过该同步线路进行传输的同步信号并且分析该同步信号。如果该分析例如在然而是可选的合理性检查(PlausibiIitaetspruefung)的范围内得出要开始相短路,那么其它半桥的操控电路必要时借助于操控单元将分别为此所设置的开关元件置于导通的状态下。相对应地,借助于同步信号来使相短路的开始被同步。在这种情况下流逝的时间仅仅在传输同步信号的持续时间和必要时对于所提及的合理性检查是必要的时间之后被确定。
[0040]此外,但是现在也通过其它半桥的操控电路或其同步单元来输出相对应的同步信号(例如所提及的逻辑“一”),更确切地说只要其它半桥的相应的操控电路输出请求信号,这里也就输出相对应的同步信号(例如所提及的逻辑“一”)。
[0041]因而,紧接在交换同步信号之后或紧接在开始相短路之后,所有的操控电路或其同步单元都向同步线路输出相对应的同步信号。例如,逻辑“一”分别附在所有操控电路的同步单元到同步线路的通信端子上。
[0042]在最简单的情况下,输出同步信号,直到最大请求时间间隔过去,或者也只有直到识别出电容器的供电电压不再足够(参见上面)。然而本发明也可以设置使用附在直流电压端子上的电压的下限阈值:
如果该输出电压通过相短路又减低,那么在本发明的特别有利的实施形式中,具有有效地最高的下限阈值的操控电路或相对应的监控单元探测到该一点。因而结束向所属的同步单元输出事先所解释的请求信号。基于此,该同步单元也结束向同步线路输出同步信号。因为然而其它的操控电路继续地向同步线路输出相对应的同步信号(因为在那里还不曾低于(有效地较低的)下限阈值),所以所有半桥的第一开关元件停留在导通的状态下。换句话说,只要还有至少一个操控单元输出同步信号,所有半桥的被切换为导通的开关元件就停留在导通的状态下。
[0043]只有当最后的监控单元、即具有有效地最低的下限阈值的监控单元也已经探测到输出电压低于下限阈值时,同步信号才不再附在同步线路上。只有在那时,被切换为导通的开关元件才又在正常的整流器运行中运行(也就是说利用第一操控信号被操控)。这又一直进行,直到监控单元中的一个探测到超过上限阈值,于是输出第一操控信号等等。
[0044]随后简短地解释按照本发明所建议的措施的特别的优点。
[0045]按照本发明,在没有在先确定通信主机和相对应的从机(Slave)的情况下实现相短路的同步开始。因而,所有的操控电路或其同步单元和由此所有的整流器模块可以相同地被构造。根据相应的公差,那个操控电路或那个同步单元充当起用于激活相短路的通信主机或使同步开始,其中所属的监控单元具有最低的上限阈值。由此被确保的是:由于单个操控电路或单个监控单元的公差,相短路不可以必要时过晚地被激活并且由此过压不可以被保持在所限定的界限之下。
[0046]在事先所解释的实施形式中,只有通过其监控单元具有最低的下限阈值的那个操控电路来使相短路的同步结束开始。对此,所属的同步单元成为针对结束的同步主机。即使低于相应的监控单元的下限阈值,在这种情况下是从机的其它操控电路也不允许独自地结束被切换为导通的开关元件的持久地导通的状态。
[0047]通过分析经过同步线路附上的同步信号可以使该同步信号(如所提及的那样)合理化(plausibilisiern)。例如可以设置:只要输出电压不超过在所属的监控单元中的下限阈值,就不接受相对应的同步信号。由此,可以屏蔽有错误的同步信号。
[0048]也可以以如下形式实现对经过同步线路附上的同步信号的分析:通过所述形式,例如可以识别出由于同步线路的对接地(或负的直流电压端子)短路所造成的故障并且可以适当地对此作出反应。例如可以设置:如果同步信号在多于一个预
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