用于使中间电路电容器主动放电的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于使至少一个中间电路电容器（C）主动放电的装置（1），该装置包括：分压器，其与至少一个中间电路电容器（C）并联布置；以及具有测量电阻（R）的至少一个功率晶体管（LT），该测量电阻和该至少一个功率晶体管与至少一个中间电路电容器（C）并联布置，其中装置（1）还具有用于检测在至少一个中间电路电容器（C）上的电压的单元（3），其中单元（3）构造为确定经过功率晶体管（LT）的额定放电电流，其中装置（1）还具有调节单元（4），以便操控功率晶体管（LT），使得出现额定放电电流，其中装置（1）还具有控制设备（2），该控制设备构造为开始或结束主动放电；以及一种用于使中间电路电容器（C）主动放电的方法。（C）主动放电的方法。（C）主动放电的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于使中间电路电容器主动放电的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于使中间电路电容器主动放电的装置和方法。

技术介绍

[0002]中间电路电容器例如在电动车辆或混合动力车辆的牵引电网中使用，在这些牵引电网处，这些中间电路电容器布置在牵引电池与用于电机的逆变器之间。尤其是在使用超过60 V的电压的高压系统的情况下，如果例如在碰撞情况下切断该系统，则需要对中间电路电容器的快速且可靠的放电。主动放电的可能性在于：有针对性地接通欧姆负载，通过该欧姆负载将存储在中间电路电容器中的能量转化成热量。在此出现的对负载的要求并非没有问题，因为电流可能变得非常大并且所产生的热量必须被散发。
[0003]从DE 10 2018 221 209 A1公知一种用于使中间电路电容器放电的装置，其中该装置具有用于使中间电路电容器放电的放电单元，该放电单元接在中间电路电容器的两个接线端子之间，其中中间电路电容器的放电能由被施加给该放电单元的操控输入端的操控电压来控制。该装置还具有操控单元，该操控单元构造用于给该放电单元的操控输入端加载操控电压，其中该操控单元还构造用于在放电过程期间或者在中间电路电容器的放电过程开始时改变该操控电压，其中优选地在放电过程期间提高该电压。在此，该放电单元优选地是功率晶体管。
[0004]从DE 10 2017 102 743 A1公知机动车的电传动系的驱动单元，该驱动单元具有直流电压源，该直流电压源在中间接有电力电子装置的情况下给电机供应交变电压。在此，该电力电子装置具有至少一个半桥，其中电容器与该半桥并联。在此，该半桥在该电容器的能量放电状态下准备通过至少两个功率半导体来吸收能量。
[0005]功率半导体的优点在于：对于这些功率半导体来说存在非常好的热连接，以便使损耗热量散发。
[0006]出于各种原因，并不总是希望通过逆变器的桥式电路的功率半导体来进行功率耗散。

技术实现思路

[0007]因而，本专利技术所基于的技术问题在于：提供一种替代的用于使中间电路电容器主动放电的装置以及提供一种适合的方法。
[0008]该技术问题的解决方案通过按照本专利技术的装置以及按照本专利技术的方法得到。本专利技术的其它有利的设计方案从从属权利要求中得到。
[0009]为此，用于使至少一个中间电路电容器主动放电的装置包括：分压器，该分压器与该至少一个中间电路电容器并联布置；以及具有测量电阻的至少一个功率晶体管，该测量电阻和该至少一个功率晶体管同样与该至少一个中间电路电容器并联。
[0010]该装置还具有用于检测在该至少一个中间电路电容器上的电压的单元，该单元构造为确定经过该功率晶体管的额定放电电流。该装置还具有调节单元，以便操控该功率晶
体管，使得出现该额定放电电流。该装置还具有控制设备，该控制设备构造为开始或结束主动放电。在此，该单元现在可以确定在该功率晶体管中所转化的损耗功率，接着该损耗功率由调节单元转化。因此，可以设定最佳放电，以便相对应地快速地执行放电过程，而不使该功率晶体管热过载。在此，通过调节单元来补偿该功率晶体管的参数的变化。在此，优选地设定恒定的损耗功率，也就是说如果在中间电路电容器上的电压下降，则该额定放电电流被提高，其中电流与电压的乘积保持不变。
[0011]在一个实施方式中，该调节单元具有运算放大器，其中运算放大器的正输入端与该单元的输出端连接，以便检测该额定放电电流。运算放大器的负输入端与在该功率晶体管和该测量电阻之间的中间抽头连接，其中运算放大器的输出端与该功率晶体管的控制输入端连接。经此，形成闭环控制回路，该闭环控制回路不需要其它逻辑电路。如果出于某些原因出现经过该功率晶体管的更高的实际放电电流，则这被反馈到负输入端并且被调节掉。
[0012]在另一实施方式中，具有各一个测量电阻的至少一个功率晶体管与该至少一个中间电路电容器并联布置，使得损耗功率可以相对应地被分配，其中每个功率放大器都被分配给自己的调节单元。
[0013]在另一实施方式中，至少给该调节单元和/或该单元分配开关元件，该调节单元和/或该单元经由该开关元件与供电电压连接，其中该控制设备构造为：为了开始该主动放电而将该开关元件闭合并且为了结束该主动放电而将该开关元件断开。经此，尤其将能耗降低到最大限度。
[0014]在另一实施方式中，该单元构造成减法器，其中在正输入端处布置有参考电压源，而且负输入端与分压器的中间抽头连接。在此，参考电压源的数值被确定参数为使得当中间电路电容器被充电到最大限度时该数值最低限度高于在该中间抽头处的最大电压。这是一种非常鲁棒的接线，该接线在没有其它软件的情况下正常工作。
[0015]在一个替代的实施方式中，该单元构造成控制器，其中该控制器的输入端具有模拟
‑
数字转换器，该模拟
‑
数字转换器与分压器的中间抽头连接。该控制器的输出端具有数字
‑
模拟转换器，该数字
‑
模拟转换器与调节单元的输入端连接。该实施方式的优点在于：该控制器可以设定该额定放电电流与在中间电路电容器上的电压的任意的相关性。
[0016]在另一实施方式中，该装置布置在机动车的牵引电网中。
[0017]关于本专利技术的方法方面的设计方案，完全参考上文的实施方案。
附图说明
[0018]随后，本专利技术依据优选的实施例更详细地予以阐述。所述附图中：图1示出了具有减法器作为单元的装置的第一实施方式；以及图2示出了具有控制器作为单元的装置的第二实施方式。
具体实施方式
[0019]用于使中间电路电容器C主动放电的装置1具有：控制设备2；带有至少两个电阻R1、R2的分压器；单元3；以及至少一个调节单元4。该分压器与中间电路电容器C并联，其中电阻R1、R2被确定参数为使得在HV+与HV
‑
之间的例如为400 V的高压电压在中间抽头M处被
分压到用于运算放大器的例如为5V的容许的电源电位上。该单元3构造成减法器5，而且具有第一运算放大器OPA1，该第一运算放大器的负输入端与中间抽头M连接。在正输入端处布置有参考电压源Ref，该参考电压源例如比在中间抽头M处出现的最大电压高0.1V。在供电电压VCC与第一运算放大器OPA1之间布置有开关元件S，该开关元件由控制设备2来操控。调节单元4具有第二运算放大器OPA2，该第二运算放大器同样经由开关元件S与供电电压VCC连接。在此，第一运算放大器OPA1的输出端与第二运算放大器OPA2的正输入端连接。第二运算放大器OPA2的输出端与功率晶体管LT的控制输入端或栅极连接。功率晶体管LT以及测量电阻R与中间电路电容器C并联。在功率晶体管LT与测量电阻R之间的中间抽头M1被反馈到调节单元4的第二运算放大器OPA2的负输入端上。在此设想：装置1也可具有多个调节单元4，以便分配损耗功率。
[0020]如果现在应该使被充电的中间电路电容器C主动放电，则控制设备2将两个开关元件S闭合。那么，在中间电路电容器C被充满电的情况下，电压差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于使至少一个中间电路电容器（C）主动放电的装置（1），所述装置包括：分压器，所述分压器与所述至少一个中间电路电容器（C）并联布置；以及具有测量电阻（R）的至少一个功率晶体管（LT），所述测量电阻和所述至少一个功率晶体管与所述至少一个中间电路电容器（C）并联布置，其中所述装置（1）还具有用于检测在所述至少一个中间电路电容器（C）上的电压的单元（3），其中所述单元（3）构造为确定经过所述功率晶体管（LT）的额定放电电流，其中所述装置（1）还具有调节单元（4），以便操控所述功率晶体管（LT），使得出现所述额定放电电流，其中所述装置（1）还具有控制设备（2），所述控制设备构造为开始或结束主动放电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置构造为在所述主动放电期间通过所述功率晶体管（LT）设定恒定的损耗功率。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述调节单元（4）具有运算放大器（OPA2），其中所述运算放大器（OPA2）的正输入端与所述单元（3）的输出端连接，以便检测所述额定放电电流，而且所述运算放大器（OPA2）的负输入端与在所述功率晶体管（LT）和所述测量电阻（R）之间的中间抽头（M1）连接，其中所述运算放大器（OPA2）的输出端与所述功率晶体管（LT）的控制输入端连接。4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少两个分别具有功率晶体管（LT）和测量电阻（R）的调节单元（4）与所述至少一个中间电路电容器（C）并联布置。5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少给所述调节单元（4）和/或所述单元（3）分配开关元件（S），所述调节单元（4）和/或所述单...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：