[發(fā)明專利]用于多電壓電網(wǎng)的保護電路裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380054078.5
• 申請日: 2013-09-20
• 公開（公告）號: CN104704698A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設計）人: S.瓦倫塔;U.皮施克;N.德雷澤;J.赫夫納;T.卡拉凱;G.維策爾;M.辛策爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02M1/32;H02M3/158
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;胡莉莉

技術領域

本發(fā)明涉及用于例如在機動車中的多電壓電網(wǎng)的保護電路裝置，以便支配內(nèi)部以及必要時外部的故障、尤其是短路和反極性。該保護電路裝置既可以至少部分地設置為直流電壓變換器的組成部分又可以單獨地設置在多電壓電網(wǎng)中。

背景技術

直流電壓變換器被用于變換不同的電壓。經(jīng)常將把在輸入端處輸送的直流電壓轉(zhuǎn)換成另外的直流電壓的電部件或電路稱為直流電壓變換器。

直流電壓變換器例如應用在所謂的多電壓電網(wǎng)中，其中關于變換器在初級側(cè)的輸入電壓被變換成比較高或低的次級側(cè)輸出電壓。以多電壓電網(wǎng)表示具有多個網(wǎng)格的電網(wǎng)，所述網(wǎng)格以不同的電壓被運行。在不同網(wǎng)格共同作用的情況下必要的是，將電壓在所述網(wǎng)格之間進行變換。

多電壓電網(wǎng)在機動車中作為電功率供給系統(tǒng)，所述電功率供給系統(tǒng)除了通常調(diào)整到12V的直流電壓上的低電壓負荷之外也以至少一個例如調(diào)整到48V的高功率負荷工作。為此，多電壓電網(wǎng)具有相應的高功率發(fā)電機和/或相應的高功率電池以及直流電壓變換器，該直流電壓變換器將例如為48V的直流電壓在幾乎相同的功率情況下轉(zhuǎn)換成12V電壓。典型地，機動車的多電壓電網(wǎng)通常也具有低電壓電池、例如12V電池。

在機動車中，直流電壓變換器例如被使用在低電壓混合系統(tǒng)中。在該應用中，直流電壓變換器將能量在48V車載電網(wǎng)和12V車載電網(wǎng)之間傳送。在此，48V車載電網(wǎng)是高電壓網(wǎng)格，12V車載電網(wǎng)是低電壓網(wǎng)格。這樣的直流電壓變換器被稱為PCU-BRS（用于增壓回收系統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換單元（Power?Conversion?Unit?for?Boost?Recuperation?System））。

該變換器的挑戰(zhàn)在于，保護12V車載電網(wǎng)。這即使在高電壓側(cè)對地短路以及半橋失靈（Durchlegieren）的情況下也必須被保證。

對于這樣的保護電路已知的是在12V側(cè)設置保險裝置、例如半導體開關。

由出版物DE?10?2008?041?341?A1已知直流電壓變換器，其應用在機動車的車載電網(wǎng)中。在所描述的直流電壓變換器中，如果直流電壓變換器處于關斷狀態(tài)，則外部地電勢與內(nèi)部地電勢點分離。通過這種方式很大程度上避免了寄生通過電流。

發(fā)明內(nèi)容

以此為背景介紹根據(jù)權利要求1的用于多電壓電網(wǎng)的保護電路裝置。由從屬權利要求和說明書得到擴展方案。

建議：在低電壓側(cè)上或在低電壓網(wǎng)格中以及在高電壓側(cè)上或在高電壓網(wǎng)格中設置至少一個開關。迄今，在低電壓側(cè)上設置電路。為了提供最優(yōu)的保護，在一種實施中，與在低電壓側(cè)上的開關相比以不同的引發(fā)條件設計在高電壓側(cè)上的開關。

通過該成本低的、卻也非常有效的解決方案，非電流隔離的直流電壓變換器變得是令人感興趣的。存在幾乎如同在電流隔離的變換器情況下在成本較低時一樣的最優(yōu)的保護。

所介紹的保護電路裝置例如使用在機動車中，尤其是機動車中的回收系統(tǒng)中。該回收系統(tǒng)用于能量再生并且導致廢氣的減少。要注意的是：在機動車中在低電壓側(cè)上的電壓經(jīng)常處于9至16V的范圍中。在高電壓側(cè)上的電壓可以為直至600V。這樣高的電壓例如在混合動力車輛中被需要。

在兩側(cè)上也可以分別設置兩個開關，所述開關通常在不同方向上截止。通常，兩個開關中的第一開關防止內(nèi)部故障、也即在直流電壓變換器中的誤操作，并且第二開關防止外部故障、諸如反極或短路。

此外，要注意的是，開關通常由多個并聯(lián)的晶體管、例如MOSFET晶體管構成，由此可以通過這種方式高效地傳導并且安全地切斷高電流。

本發(fā)明的其他優(yōu)點和擴展方案從說明書和附圖中得到。

可以理解的是，前面所提及的以及后面還要闡述的特征不僅可以以分別說明的組合、而且可以以其他組合或者單獨地被使用，而不離開本發(fā)明的范圍。

附圖說明

圖1示出多電壓電網(wǎng)的實施。

圖2示出在多電壓電網(wǎng)中的所描述的電路裝置的實施。

圖3示出在多電壓電網(wǎng)中的所描述的電路裝置的另一實施。

圖4示出在多電壓電網(wǎng)中的所描述的電路裝置的又另一實施。

圖5以示意圖闡明不同的觸發(fā)條件。

具體實施方式

根據(jù)實施方式在附圖中示意性示出本發(fā)明，并且下面借助參照附圖詳盡地描述本發(fā)明。