[發(fā)明專利]用于監(jiān)控變流器的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280065878.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN104025437B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.赫夫納;D.加塞亞;A.蓋格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 盧江,胡莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變流器、特別是用于在機(jī)動(dòng)車中使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器，以及用于識(shí)別故障電流的措施。

背景技術(shù)

變流器通常具有一系列半導(dǎo)體器件，利用通過(guò)合適的控制單元的控制的所述半導(dǎo)體器件，第一電網(wǎng)的在輸入側(cè)施加的直流或交流電壓可以被轉(zhuǎn)換為第二電網(wǎng)的在輸出側(cè)所提供的直流或交流電壓。例如DC/DC變流器可以具有多個(gè)半橋電路，所述半橋電路在輸入側(cè)和輸出側(cè)相互并聯(lián)。

此外，為了平滑輸入電流和輸出電壓，可以設(shè)置有輸入和輸出電容或中間電路電容。

在變流器中可能出現(xiàn)故障電流。例如故障電流可能由輸入和輸出電容的絕緣電阻的減小引起。這特別是可能在使用陶瓷電容器（MLCC電容器：Multi-layer Ceramic Capacitors（多層陶瓷電容器））時(shí)出現(xiàn)，所述陶瓷電容器相對(duì)于機(jī)械負(fù)荷具有比較而言高的靈敏度。此外，故障電流可能由有故障的半導(dǎo)體開關(guān)在這些半導(dǎo)體開關(guān)在截止?fàn)顟B(tài)下具有提高的截止電流時(shí)形成。

特別是在將變流器用作DC/DC變流器的情況下，為通過(guò)該DC/DC變流器所連接的直流電壓電網(wǎng)設(shè)置共同的地電位。為了識(shí)別DC/DC轉(zhuǎn)換器中的故障電流，因此可以如已經(jīng)由文獻(xiàn)DE 10 2008 041 341 A1已知的那樣在該變流器的轉(zhuǎn)換器電路和共同的地電位之間設(shè)置故障電流探測(cè)器。在激活該變流器之前檢驗(yàn)：在低阻的連接在該變流器的轉(zhuǎn)換器電路和地電位之間被建立之前，在該變流器的轉(zhuǎn)換器電路和地電位之間是否存在故障電流。

這樣的布置有以下缺點(diǎn)，即在該變流器的轉(zhuǎn)換器電路和地電位之間形成節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)在激活該變流器之前具有懸浮電位。這可能導(dǎo)致不期望的電壓電位。此外，由于到地電位的提高的電阻，可能形成共模干擾（Gleichtaktst?rungen），所述共模干擾可以關(guān)于整個(gè)變流器的電磁兼容性（EMV）是干擾性的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是，提供用于監(jiān)控用于探測(cè)故障電流的變流器的方法和裝置，在該方法和該裝置的情況下可以避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的具有關(guān)于故障電流的監(jiān)控的變流器以及通過(guò)根據(jù)并列的權(quán)利要求的用于監(jiān)控變流器的方法來(lái)解決。

本發(fā)明的其它的有利的擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中被說(shuō)明。

根據(jù)第一方面，設(shè)置有變流器、特別是用于在機(jī)動(dòng)車中使用的DC/DC變流器。該變流器包括：

－轉(zhuǎn)換器電路，該轉(zhuǎn)換器電路被布置在第一電網(wǎng)和第二電網(wǎng)之間，以便將輸入端子上的輸入側(cè)的直流或交流電壓轉(zhuǎn)換為輸出端子上的輸出側(cè)的直流或交流電壓，其中輸入側(cè)的直流或交流電壓和輸出側(cè)的直流或交流電壓與共同的電位有關(guān)；

－第一監(jiān)控電路，該第一監(jiān)控電路被布置在輸入端子和轉(zhuǎn)換器電路之間，以便探測(cè)進(jìn)入轉(zhuǎn)換器電路中的通過(guò)電流；

－第二監(jiān)控電路，該第二監(jiān)控電路被布置在輸出端子和轉(zhuǎn)換器電路之間，以便探測(cè)進(jìn)入轉(zhuǎn)換器電路中的通過(guò)電流；

－第一隔離元件，該第一隔離元件被布置在輸入端子和轉(zhuǎn)換器電路之間，以便根據(jù)通過(guò)第一監(jiān)控電路所探測(cè)到的通過(guò)電流來(lái)通斷輸入端子和轉(zhuǎn)換器電路之間的連接，和/或第二隔離元件，該第二隔離元件被布置在輸出端子和轉(zhuǎn)換器電路之間，以便根據(jù)通過(guò)第二監(jiān)控電路所探測(cè)到的通過(guò)電流來(lái)通斷輸出端子和轉(zhuǎn)換器電路之間的連接。

本發(fā)明的構(gòu)思在于，通過(guò)以下方式針對(duì)故障電流監(jiān)控變流器，在該變流器的情況下兩個(gè)通過(guò)該變流器相互連接的電網(wǎng)具有共同的電位，即進(jìn)行通過(guò)與該共同的電位不同的輸入端子和輸出端子的電流的電流測(cè)量。如果在去激活的變流器的情況下在預(yù)先給定的閾值之上的通過(guò)電流被探測(cè)到，那么通過(guò)變流器的故障電流被識(shí)別。

此外，在輸入端子和轉(zhuǎn)換器電路之間以及在輸出端子和轉(zhuǎn)換器電路之間設(shè)置有隔離設(shè)備，以便在確定故障電流時(shí)將變流器置于安全的運(yùn)行狀態(tài)中并且特別是禁止激活變流器。由此可以將變流器的轉(zhuǎn)換器電路直接與共同的電位連接，而無(wú)須在變流器和共同的電位之間設(shè)置監(jiān)控或隔離元件。由此可以降低變流器和共同的電位之間的電阻，由此可以減少共模干擾并且可以改進(jìn)電磁兼容性。此外可以通過(guò)在電網(wǎng)中的每個(gè)中設(shè)置測(cè)量設(shè)備來(lái)檢測(cè)分配到相應(yīng)電網(wǎng)的故障電流。

此外，可以設(shè)置有控制單元，該控制單元被構(gòu)造用于根據(jù)在第一和/或第二監(jiān)控電路中所探測(cè)到的通過(guò)電流來(lái)禁止激活變流器。

根據(jù)另一種實(shí)施方式，第一監(jiān)控電路和第一隔離元件可以相互并聯(lián)和/或第二監(jiān)控電路和第二隔離元件可以相互并聯(lián)。

該共同的電位可以施加在共同的電位線上，轉(zhuǎn)換器電路直接地、即在沒(méi)有中間連接電子器件的情況下與該共同的電位線連接。