用于分析耗电器中的电流的设备和具有这种设备的耗电器制造技术

用于分析耗电器(VER)中的电流的设备，该设备配备有：能与耗电器(VER)的负载支路(LZW)的并联电路(PA)串联连接的电流测量装置(Z

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析耗电器中的电流的设备和具有这种设备的耗电器
[0001]交叉引用
[0002]本专利申请要求德国专利申请10 2019 107 135.6于2019年3月20日的优先权，该德国专利申请的内容这里通过引用而属于本专利申请的主题。


[0003]本专利技术涉及用于借助于开关元件来对多个负载进行开关操控的设备。

技术介绍

[0004]在电动汽车的发展过程中，对车辆中的耗电器的安全操控变得越来越重要。尤其是在大欧姆负载的情况下，故障状态并不总是能与正常运行清楚区分开。此外，由于能量更高，EMV辐射增加。但是，本专利技术也可以在其它领域被使用。这里提出的本专利技术也包括用于操控这种设备的AI技术的使用。
[0005]在现有技术中，存在一系列具有根据图1的结构的系统。
[0006]图1示意性示出了具有多个、也就是说n个负载支路(其中n为大于等于1的正整数)的耗电器的电路，这些负载支路的相应的负载RL1至RLn通过具有开关元件T1至T
n
、这里示例性地n个晶体管的开关信号生成单元CTR来周期性地被接通和关断，以便控制这些负载的平均功率。
[0007]n个开关元件T1至T
n
获得相对应的操控信号G1至Gn。所述n个操控信号G1至Gn在相对应的开关信号生成单元CTR中被生成。通常，操控信号G1至Gn相对应彼此有时间平移地通过开关信号生成单元CTR来被生成，以便在电源V处产生尽可能恒定的平均耗电。
[0008]在根据图1的系统中，通常在并联的负载支路的星形点SP与参考电位GND之间存在利用共同的电流测量元件Z
g
和相对应的电流测量路径进行的电流测量。该电流测量元件Z
g
例如被用于测量耗电器的以电流测量信号MS的耗电测量值为形式的平均耗电。共同的电流测量元件Z
g
通常通过及时控制来被用于：在测量点的可预先限定的相位的情况下，在操控周期为了调节目的而有针对性地进行对各个负载支路的耗电的测量。
[0009]这种系统的应用例如是多相DC/DC转换器、用于多个电热塞的电热塞控制器，或者也是具有多个加热元件的电加热器。
[0010]通常，除了放大器OP1之外，电流测量路径还包含低通滤波器，以便消除测量信号中的由于开关沿而生成的干扰。
[0011]从DE
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A
‑
100 41 880公知一种用于根据时间表来时控地运行至少两个耗电器的方法。从EP
‑
A
‑
0 198 222公知一种用于耗电器的负载分配方法。
[0012]从DE
‑
A
‑
10 2020 033 633公知一种接通控制方法和一种接通控制设备。
[0013]这些出版文献中没有任何一个描述了对故障进行查明、分析和/或诊断的技术教导。

技术实现思路

[0014]本专利技术的任务在于：说明一种经简化的用于分析多相耗电器的负载支路中的电流的设备。
[0015]为了解决该任务，本专利技术提出了一种用于分析耗电器中的电流的设备，该设备配备有：
[0016]‑
由多个负载支路构成的并联电路，
[0017]‑
其中每个负载支路具有电负载和能对该电负载选择性地进行接通或关断的、能控制的开关元件，和
[0018]‑
操控单元，其用于生成针对这些开关元件的操控信号，
[0019]其中该设备配备有：
[0020]‑
能与耗电器的负载支路的并联电路串联连接的电流测量装置，用于测量流经该并联电路的电流；
[0021]‑
探测器，用于探测在接通或关断负载支路的开关元件时或者由于对负载支路的开关元件的接通或关断而引起的电流的变化；和
[0022]‑
分析单元，该分析单元与该操控单元和该探测器连接，以及
[0023]‑
分析用于接通或用于关断负载支路的开关元件的操控信号与对由于接通和/或关断相关开关元件而引起的电流的变化的探测的时间相关(zeitliche Korrelation)，
[0024]和/或
[0025]‑
分析在接通和/或关断负载支路的相关开关元件或者多个以及尤其是所有负载支路的开关元件的多个时间点处该电流的变化。
[0026]按照本专利技术的设备具有对于多相耗电器的并联电路的多个负载支路来说共同的电流测量装置，利用该电流测量装置可以以测量技术分别确定流经该并联电路的电流。在此，这些负载支路周期性地被接通和关断，其中通常得出总电流的变化，这些变化能借助于探测器来被探测。分析单元从操控单元并且从探测器获得信息，该操控单元产生针对负载支路的开关元件的接通和关断信号。基于这些开关元件中的一个或多个开关元件的接通和关断与对总电流的变化的探测的时间相关，现在可以检查耗电器是正常工作还是有故障地工作。替选地或附加地，该检查也可以通过分析在接通和关断耗电器的一个开关元件或多个开关元件的多个时间点该电流的变化的方式来被执行。
[0027]在接通负载支路(或者还有关断该负载支路)与通过探测器来探测的出现的电流的变化之间的时间相关的改变可以得出耗电器的运行或状态的变化。例如，可能会依据这样的检查来查明耗电器的构件的老化或者耗电器或由该耗电器所驱动的执行机构的机械磨损。在接通和/或关断负载支路时总电流的变化应该遵循特定的信号波形模式。如果与该模式有偏差，则这同样是耗电器发生变化的征兆。
[0028]这样，例如有利的是：分析单元关于电流的变化的时间波形方面分析该变化的方式，和/或分析用于接通或用于关断负载支路的开关元件的操控信号与对由于接通和/或关断相关开关元件而引起的该电流的变化的探测的时间相关的变化。就这方面来说可执行的对多个描述该时间相关和/或该电流的信号波形的变化的参数的检查是多种多样的而且尤其是与应用相关。利用“人工智能”来执行所有这些检查也能够考虑新型的变化。
[0029]在本专利技术的另一有利的设计方案中，分析单元例如也可以分析电流的变化的一阶
和/或二阶和/或更高阶的数学导数和/或关于电流的变化的积分和/或电流的变化的大小以及方向。
[0030]特别有利的是，借助于当前公知的和将来被发展的“人工智能”工具来执行该分析。在本专利技术的一个就这方面来说有利的实施方式中，分析单元具有数据处理单元，该数据处理单元基于其中存放有关于哪些与耗电器的运行相关的事件应相应地与分析单元的分析的不同结果相关联的数据的数据库根据统计模型、尤其是HMM模型或人工神经网络模型的类型形成针对耗电器的负载支路的开关元件或者针对该耗电器的操控单元的操控信号，和/或当由分析单元完成的分析表明耗电器可能有故障或确实有故障时进行信号通知。
[0031]在本专利技术的另一有利的设计方案中，本专利技术致力于电流测量装置的尽可能简单且价格低廉的设计方案。如果电流测量装置具有测量电感，或除了电流测量装置之外与该电流测量装置串联地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分析耗电器(VER)中的电流的设备，所述设备配备有：
‑
由多个负载支路(LZW)构成的并联电路(PA)，
‑
其中每个负载支路具有电负载(RL1,RL2,...,RLn)和能对所述电负载选择性地进行接通或关断的、能控制的开关元件(T1,T2,...,Tn)，和
‑
操控单元(ANS)，其用于生成针对所述开关元件(T1,T2,...,Tn)的操控信号，其中所述设备配备有：
‑
能与所述耗电器(VER)的负载支路(LZW)的并联电路(PA)串联连接的电流测量装置(Z
g
)，用于测量流经所述并联电路(PA)的电流；
‑
探测器(FD)，其用于探测在接通或关断负载支路(LZW)的开关元件(T1,T2,...,Tn)时或者由于对负载支路(LZW)的开关元件(T1,T2,...,Tn)的接通或关断而引起的电流的变化；和
‑
分析单元(ANA)，所述分析单元与所述操控单元(ANS)和所述探测器(FD)连接，以及
‑
分析用于接通或用于关断负载支路(LZW)的开关元件(T1,T2,...,Tn)的操控信号与对由于接通和/或关断相关开关元件(T1,T2,...,Tn)而引起的电流的变化的探测的时间相关，和/或
‑
分析在接通和/或关断负载支路(LZW)的相关开关元件(T1,T2,...,Tn)或者多个以及尤其是所有负载支路(LZW)的开关元件(T1,T2,...,Tn)的多个时间点处该电流的变化。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分析单元(ANA)在所述电流的变化的时间波形方面分析所述变化的方式，和/或分析用于接通或用于关断负载支路(LZW)的开关元件(T1,T2,...,Tn)的操控信号与对由于接通和/或关断相关开关元件(T1,T2,...,Tn)而引起的所述电流的变化的探测的时间相关的变化。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述分析单元(ANA)分析所述电流的变化的一阶和/或二阶和/或更高阶的数学导数和/或关于所述电流的变化的积分和/或所述电流的变化的大小以及方向。4.根据权利要求1至3所述的设备，其特征在于，所述分析单元(ANA)具有数据处理单元，所述数据处理单元基于其中存放有关于哪些与所述耗电器(VER)的运行相关的事件应相应地与所述分析单元(ANA)的分析的不同结果相关联的数据的数据库根据统计模型、尤其是HMM模型或人工神经网络模型的类型形成针对所述耗电器的负载支路(LZW)的开关元件(T1,T2,...,Tn)或者针对所述耗电器的操控单元(ANS)的操控信号，和/或当由所述分析单元(ANA)完成的分析表明所述耗电器(VER)可能有故障或确实有故障时进行信号通知。5.根据权利要求1至4所述的设备，其特征在于，所述电流测量装置(Z
g
)具有测量电感(ML)；而且所述探测器(FD)将所述电流的变化探测为通过所述测量电感(ML)或在所述测量电感上或由于所述测量电感形成的在考虑其极性的情况下的干扰脉冲。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述分析单元(ANA)分析干扰脉冲在其数值方面是否大于预先给定的最小电平和/或是否处在预先给定的最小电平与预先给定的最大电平之间的范围内。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述探测器(FD)构造为边沿探测器，用于探测在所述测量电感(ML)上的干扰脉冲的分别具有预先给定的最小电平的上
升或下降沿。8.根据权利要求1至7中任一项所述的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔格，
申请(专利权)人：艾尔默斯半导体欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：