[發明專利]在同步整流器中避免甩負載過電壓

有效

• 申請號: 201080052805.0
• 申請日: 2010-11-17
• 公開（公告）號: CN102668364A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: A.溫德米勒;R.赫比希;P.梅林格;A.申迪;F.馬吉尼
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02P9/10
• 分類號: H02P9/10;H02P29/02;H02H7/06;H02H7/125;H02J7/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李少丹;李家麟

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用于在運行用于多相交流電流的同步整流器時避免甩負載過電壓的方法，以及一種根據權利要求10的前序部分的所屬設備。

背景技術

為了從三相電源（例如公共三相電網）對直流電系統饋電，使用已知的整流器。所述整流器一般構建為橋電路，其中在最簡單的情況下使用二極管作為整流器元件。這些二極管不需要其它控制電路，因為二極管獨立地在正確的時刻、也就是在超過以及低于電壓閾值時轉變到導通狀態或截止狀態。

按照六脈沖實施（在三相電流的情況下）的橋整流器也被用作汽車的三相發電機（照明發電機）中的整流器。這種發電機擁有特征性的感應內電阻。

橋整流器具有通過二極管和輸出電流限定的損耗功率。通過例如二極管的并聯電路的電路技術措施，只能不明顯地減小所述損耗。

但是出于效率考慮期望減小所述損耗。為此可以通過有源開關（例如MOSFET-晶體管）來代替二極管。但是如下面所示，在這種情況下設置附加的保護功能或保護策略。

在設計每個有源整流器時的關鍵錯誤情況是甩負載（“Load?Dump”）。甩負載在相應高激勵電機和相應高的輸出電流的情況下發電機上的負載（例如通過耗電器的斷開）突然下降時出現，并且這不能通過車載電網（例如電池）中電容作用的元件截獲。

在此在極端情況下可能還由發電機直到大約300至500ms的持續時間地將能量提供到車載電網中。然后該能量必須能在整流器中被轉換（被消去），以便保護與發電機連接的電部件免遭過電壓損害。該保護在經典的整流器中一般通過將整流器二極管實施為功率齊納二極管來進行。

因此，在常規的二極管整流器中可以將損耗能量有效地轉換為熱。這些二極管利用覆蓋面的熱連接來提供足夠好的構建和連接技術。但是在目前可獲得的MOSFET中，這些特性不能100%模擬。因此必須采取其它措施來截獲損耗功率。

在EP?0?777?309B1中為了消去甩負載能量而建議，完全或偶爾將若干或所有正二極管或負二極管（也就是被分配給整流器的正極或負極的二極管，下面也稱為整流器上支路或整流器下支路的二極管）短路。在那里建議的方法中，橋元件的控制信號被脈沖化，從而不低于最小電壓水平并且不超過最大電壓水平。但是，控制信號在半波內的這種多重脈沖化（也就是具有比分別施加的交流電流相位更高的頻率）具有一系列缺點。除了產生干擾電壓峰值（具有對電磁相容性的負面作用），首先是在相應的斷開過程中在電開關中產生短暫的高損耗功率。即使在將限幅電路的控制頻率選擇得太低的情況下，也存在將干擾電壓峰值輸出到靈敏的車載電網中的危險。具有快反應速度的控制電路一般還具有更高的易受干擾性；此外相應的設備需要針對每一相的分析電路，以識別相應的電流值。

因此值得期望的是成本低廉地并且可靠地避免在用于多相交流電流的同步整流器中產生甩負載過電壓。

發明內容

為此，根據本發明建議具有獨立權利要求的特征的方法和設備。有利的設計是從屬權利要求以及下面的描述的主題。

本發明的優點

本發明涉及一種同步整流器，其通過外部控制模擬對常規橋整流器的齊納擊穿（Zenerung），其中例如使用MOSFET作為開關元件。這些開關元件允許根據控制將整流器的每個被分別施加了多相交流電流的一相的輸入端與整流器的正極輸出端或者與整流器的負極輸出端連接。負極輸出端可以接地或者被置于地上，由此在將整流器的輸入端與負極輸出端連接的情況下該整流器被引到地。

與上述現有技術相比，在本發明中由于使用了基于時間控制的方法而只需要相應識別電池極（B+和B-）之間的甩負載，在該時間控制的方法中不再需要相單獨的甩負載識別。為了進行相獨立的電壓分析，例如簡單的比較電路就足以。因此，確定甩負載狀況以及隨后引入本發明的措施可以非常簡單和可靠地執行。一旦識別出甩負載狀況，在甩負載內（也就是在其中需要降低能量的持續時間內）的實際降低能量的措施就可以基于純時間控制而借助例如當前的轉速來進行，所述當前的轉速直接與所產生的三相電流的相的周期持續時間關聯。相反不需要如在所述現有技術中需要的相獨立的過電壓識別。就電磁兼容性來說，預計不會存在缺點，因為控制頻率通過所建議的解決方案降低，而不是如在現有技術中那樣提高。