用于有源整流器在甩负荷情况下的过压保护的制作方法_3

文档序号:9713838阅读:来源:国知局
先给定的时间间隔(例如10ms )期间附在输出电压的正常的电压范围中,那么在分别对其进行识别的操控电路或其同步单元中持续至少目前的行驶循环地不再接受该同步信号。经此可以阻止不想要的相短路。在此后进行的甩负荷的情况下,如在现有技术中那样,每个操控电路都总是还可以单独地激活或停用相短路。因而,按照本发明所建议的操控电路一起在故障情况下相对于公知的操控电路也没有缺点。
[0049]在其它故障情况(诸如同步线路相对有源桥式整流器的正的直流电压端子的短路或者同步线路的中断)下,每个单个操控电路都同样可以在甩负荷的情况下单独地行动并且使相短路开始。因而,按照本发明所建议的操控电路在这样的故障情况下相对于公知的操控电路也没有缺点。
[0050]在同步线路相对有源桥式整流器的正的直流电压端子短路的情况下的过热保护同样可以被设置,如下面所解释的那样。
[0051]即使物理上不设置同步线路,也可以建造并且采用按照本发明所构造的操控电路或具有这样的操控电路的组件。
[0052]事先详细地被解释的具有同步单元、监控单元和操控单元的操控电路可以连同的开关元件被联合成这里被称作整流器模块的组件。如所解释的那样,所述操控电路具有两个在两个末端端子之间彼此串联连接的开关元件和在所述开关元件之间的中间抽头。在此,多个(根据发电机相的数目为三、四、五、六等等)整流器模块的末端端子可以彼此串联地相连,并且以这种方式共同构成由该整流器模块所构造的有源桥式整流器的相对应的直流电压端子。中间抽头相对应地构成相应的交流电压端子。
[0053]此外,具有相对应的、例如由所提及的整流器模块所构造的桥式整流器的发电机装置还具有带有发电机调节器的发电机。该发电机调节器有如下任务:在可变的转速和车载电网负荷的情况下保持发电机电压恒定,其方式是该发电机调节器例如借助于脉冲宽度调制按照发电机额定电压来调整励磁电流。多次提及的在所属的有源桥式整流器的直流电压端子之间的输出电压用作实际值。在此,发电机额定电压或者是进气温度的函数,或者可以通过接口被预先给定。对于发电机额定电压的与温度有关的预给定的原因在于电池的化学特性。通过发电机额定电压的可变的预给定,可以在低温情况下改善电池充电并且同时在高温情况下避免电池的过量充电。
[0054]如果如上面所解释的那样在甩负荷情况下引来相短路,那么这按照针对相短路的停用阈(Deakti vierungsschwel Ie)的选择可以导致发电机调节器探测到低于发电机额定电压的输出电压。这在发电机调节器中被识别为欠压。为了抵制欠压,发电机调节器将增加励磁场,这又导致了因为没有达到事先多次提及的下限阈值所以不能结束相短路。发电机因此不能回到正常的发电机运行,因为事先所解释的甩负荷保护功能对抗发电机调节器的功能地工作。发电机可能经此被损坏。
[0055]因而,本发明的有利的扩展方案设置使发电机调节器参与所解释的同步。因而,在发电机调节器的情况下可以设置具有有源桥式整流器的各个半桥的操控电路的事先所解释的共同的同步线路的同步接口。
[0056]如果经过发电机调节器的同步接口探测到附在同步线路上的同步信号并且必要时如事先所解释的那样可以使该同步信号合理化,那么例如可以将发电机的励磁场的电压供电切断所限定的时间间隔,使得励磁电流衰减。发电机本身也可以被切断。在此,将用于励磁场的电压供电切断所限定的时间间隔可以包括:切断相对应的发电机调节器、切断调节器的整个供电电压、基于减小的发电机额定电压调节励磁电流和/或将励磁电流调整到预先给定的值。
[0057]在此,励磁电流被减小所持续的所限定的时间间隔可以对应于在其期间同步信号附在同步线路上的时间间隔,或者可以固定地被预先给定,并且视用于补偿甩负荷所必需的典型的时间间隔而定。
[0058]如果相短路在甩负荷情况下被保持确定的为例如500ms的最小时间或被保持直到不再可能给供电电容器再充电(参见上面),那么同样可以不再给励磁场供给能量,这固有地导致:即使调节器识别出欠压并且接通相对应的场输出级(Feldendstufe),励磁场也衰减并且发电机也最终熄火。
[0059]在本申请的范围内所解释的特征和经此可实现的优点涉及按照本发明的有源桥式整流器、按照本发明的发电机装置、按照本发明的机动车车载电网、按照本发明的运行方法和按照本发明的被设立用于实施该运行方法的装置。按照本发明的计算单元(例如机动车的控制设备或者整流器控制装置)尤其是以程序技术方式被设立为执行按照本发明的方法。
[0060]尤其是当进行实施的控制设备还被用于其它任务并且因而本来存在时,以软件的形式实施本方法也是有利的,因为这造成特别微小的成本。用于提供计算机程序的适当的数据载体尤其是软盘、硬盘、闪存、EEPR0M、⑶-R0M、DVD以及其它更多(u.a.m.)。通过计算机网络(因特网、内联网等等)下载程序也是可能的。
[0061]本发明的其它优点和构建方案从说明书和附图得到。
[0062]易于理解的是,上面所提到的和随后还要解释的特征不仅以分别被说明的组合而且以其它组合或者单独地是可使用的,而不离开本发明的范围。
【附图说明】
[0063]本发明依据实施例在附图中示意性地被示出并且在下文参考附图详细地被描述。
[0064]图1A至IC以示意图示出了具有有源桥式整流器的发电机装置及其功能。
[0065]图2阐明了按照现有技术的有源桥式整流器中的不对称效应。
[0066]图3A和3B以示意图示出了按照现有技术和按照本发明的实施形式的操控单元。
[0067]图4以示意图示出了按照本发明的实施形式的合理化电路。
[0068]在这些图中,利用相同的参考符号说明相同的或者彼此相对应的要素。重复的解释被省去。
【具体实施方式】
[0069]图1A至IC以示意图示出了具有有源桥式整流器的发电机装置及其功能。这些发电机装置分别整体用10来标明。它们分别包括具有这里例如五个半桥U至Y的有源桥式整流器
I。这五个半桥U至Y可以分别被构造为相对应的整流器模块,如这里出于清楚性的原因只关于图1A中的整流器模块40(半桥Y)被阐明的那样。此外,发电机装置10还包括这里例如五相的发电机2。
[0070]这五个半桥U至Y分别被内连在有源桥式整流器I的两个直流电压端子B+和B-之间,其中每个半桥U至Y都具有两个串联在两个直流电压端子B+和B-之间的并且可操控的开关元件,所述开关元件这里用SI至SlO来标明。开关元件SI至SlO被阐明为具有并联的二极管的开关,然而实际上例如被构造为MOSFET。二极管阐明了所谓的体二极管(Body-D1de)。如果MOSFET没有被操控,那么在反方向上MOSFET表现得如二极管那样。在每个半桥中,交流电压端子u至y分别被连接在开关元件SI至SlO之间,其中每个交流电压端子u至y都对应于发电机2的发电机相。所述有源桥式整流器I的两个直流电压端子B+和B-例如对应于正的和负的电池端子或车载电网端子,其中负的电池端子或车载电网端子也可以接地。开关元件SI至SlO分别被内连到相应的半桥U至Y的上面的支路H(高压侧)和下面的支路L(低压侧)中。
[0071]交流电压端子u至y可以分别按照开关元件SI至SlO的相对应的布线与两个直流电压端子B+和B-中的一个相连,其中在调节运行时避免分别同时操控一个半桥U至Y的两个开关元件,以便阻止在所述两个直流电压端子B+和B-之间的所谓的热路径。
[0072]发电机2具有整体用21标明的定子装置,所述定子装置这里以星形接法被构造,然而可以以其它的布局被设置。定子装置21的这五个绕组(没有标记)与交流电压端子u至y相连。
[0073]此外,发电机2还具有发电机调节器22。该发电机调节器被构造为如所解释的那样调整通过励磁绕组23的励磁电流。发电机调节器22可以借助于线路221和222与所述两个直流电压端子B+和B-相连并且经过所述线路221和222被供电。经过所述线路221和222和/或单独的测量线路,发电机调节器22也可以探测到附在所述两个直流电压端子B+和B-之间的电压。可以设置开关元件S22,借助于所述开关元件S22可以将发电机调节器22与所述两个直流电压端子B+和B-(或只是正的直流电压端子22)分开。
[0074]开关S22在该图中被示出不具有操控线路。例如可能的是:如果这里所使用的电压电位是适当的,那么必要时经过另一逻辑电路或者在采用时间控制的情况下必要时直接从同步线路(参见下面)来操控所述开关S22。
[0075]为了操控有源桥式整流器I,可以设置控制单元3。在这里所示出的分散式有源桥式整流器I中,然而各个单独的操控电路(这里用4U至4Y来标明)承担相应的半桥U至Y的必要的开关任务的至少一部分。在此,开关元件SI至SlO可以分别经过点状地被示出的线路g借助于各个单独的操控电路4U至4Y利用操控信号来被操控。在这种情况下,例如在甩负荷的情况下可以涉及操控信号,所述操控信号将相应的半桥U至Y的在上面的支路H(高压侧)中的所有的开关元件SI至S5或者在下面的支路L(低压侧)的所有的开关元件S6至SlO持久地切换为导通的。对于常规的整流器运行来说,另一操控信号例如可以包括由控制单元3预先给定的操控模式。
[0076]在此,每个半桥U至Y的开关元件(S卩S1/S6、S2/S7、S3/S8、S4/S9和S5/S10)在正常的整流器运行中被这样操控,使得发电机2的定子装置21的五个绕组中的分别一个的附在交流电压端子u至y中的一个上的电流交替地被导通到两个直流电压端子B+和B-中的一个。这有规律地实现,使得在将正的半波附在交流电压端子u至y上时相应的电流向B+被导通,而在附有负的半波时电流向B-被导通。调整在B+上的输出电压也可以通过相对应的计时(Taktung)来实现。
[0077]在图1中所示出的装置中基于附在B+上的电压可以探测到甩负荷。对此,在所示出的例子中,各个单独的操控电路4U至4W被设立,如也在下面参考图3A和3B所阐明的那样。在此,各个单独的操控电路4U至4Y经过未被示出的线路与有源桥式整流器I的两个直流电压端子B+和B-中的至少一个相连。如果超过附在有源桥式整流器I的所述两个直流电压端子B+和B-之间的输出电压的所限定的上限阈值,那么可以识别出甩负荷。
[0078]在所识别出的甩负荷情况下操控有源桥式整流器I可以实现为使得在时间上被限定地短接发电机2的相绕组,所述发电机2的相绕组分别经过交流电压端子u至y中的一个与有源桥式整流器I的半桥U至Y相连。以后,被馈入到车载电网中的电流降低到零,并且车载电网的电压由于自己的耗电器而降低。通过同时操控分别一个整流器支路H或L的一方面
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