[發明專利]用于有源整流器在甩負荷情況下的過壓保護

有效

• 申請號: 201480047323.4
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105474495B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: H.許勒爾;S.紹特;C.奧特;P.梅林格;葛杰;W.法伊勒;M.施密特
• 申請（專利權）人: 索恩格汽車德國有限責任公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02M1/084;H02M1/32;H02M7/219;H02M7/217;H02P9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 胡莉莉,杜荔南

技術領域

本發明涉及一種具有在甩負荷情況下防止過壓的裝置的用于有源橋式整流器的整流器模塊、一種具有相對應的整流器模塊的有源橋式整流器、一種具有這樣的橋式整流器的發電機裝置、一種相對應的機動車車載電網、一種所屬的運行方法和用于實施該運行方法的裝置。

背景技術

為了從三相交流系統給直流系統供電，不同結構形式的整流器可以被采用。在機動車車載電網中，對應于在那里通常被建造的（verbaut）三相交流發電機，常常使用六脈沖實施的橋式整流器。然而，本發明以相同的方式適合于針對其它的相數（例如針對四相或者五相發電機）的橋式整流器。

甩負荷（英語：Load Dump）是在橋式整流器的情況下的關鍵性的運行情況。如果在高勵磁的發電機和相對應高的所發出的電流的情況下在發電機或與之相連的橋式整流器上的負荷（例如通過切斷耗電器）突然減小并且這不能被在直流電網中的以電容方式起作用的元件（例如在機動車車載電網中的電池）截住，那么出現甩負荷。在這種情況下，在直至為大約300到500ms的持續時間的極端情況下，由于發電機中的未被排出的能量，高電壓可能會通過與發電機相連的橋式整流器被提供到機動車車載電網中。因而一般在橋式整流器中，該高電壓必須能被截住，以便保護在機動車車載電網中的電部件免受過壓損害。在無源橋式整流器的情況下，這通過在那里所建造的整流器齊納二極管實現。在所述整流器齊納二極管中，過壓可以被嵌位（klammern）并且多余的能量被轉化為熱量。

然而，諸如在DE 10 2009 046 955 A1中所解釋的那樣，在機動車中采用有源橋式整流器是值得期望的，還有其它因素，因為所述有源橋式整流器與無源的或不受控制的橋式整流器相反具有較小的損耗功率。目前可得到的用于這種有源橋式整流器的可操控的（ansteuerbar）或有源的開關元件（例如MOSFET）沒有具有足夠的穩健性的集成的嵌位功能而且不能截住過壓。因而在有源橋式整流器中，附加的保護策略是必需的。

例如，在甩負荷的情況下，發電機相可以通過將上面的或者下面的整流器支路的所有開關元件短時間地切換為導通地被短接，諸如也在DE 198 35 316 A1中所公開的并且在DE 10 2009 046 955 A1中所討論的那樣。這尤其是基于對附在有源橋式整流器的直流電壓端子上的輸出電壓的分析而實現。如果該輸出電壓超過預先給定的上限閾值，那么使相對應的短路開始，并且輸出電壓下降。如果該輸出電壓由此低于預先給定的下限閾值，那么所述短路結束（aufheben），并且該輸出電壓重新上升。因此涉及典型的磁滯特性。因而，該輸出電壓在甩負荷的情況下基本上在上限閾值和下限閾值之間往復擺動。

這里，問題可能在所謂的分散式構造的有源橋式整流器中出現，其中各個半橋分別具有獨立的操控電路（Ansteuerschaltung），所述操控電路分別單獨地檢測輸出電壓。這些具有獨立的操控電路的半橋在本申請的范圍內也被稱作整流器模塊或者相模塊。因為在這些操控電路中一定的公差是不可避免的，所以在各個半橋中可發生不同的開關特性，如在下面所解釋的那樣。這尤其是涉及借助于專用集成電路（英文：application specific integrated circuits，ASIC）來實現的操控電路。由于不同的開關特性，有源橋式整流器中的各個開關元件可以明顯過載，這可導致相對應的開關元件的熱損壞和停止運轉。

因而存在對用于有源整流器在甩負荷情況下的改善的保護策略的需求。

發明內容

在該背景下，本發明建議了具有獨立權利要求的特征的一種具有在甩負荷情況下防止過壓的裝置的用于有源橋式整流器的整流器模塊、一種具有相對應的整流器模塊的有源橋式整流器、一種具有這樣的橋式整流器的發電機裝置、一種相對應的機動車車載電網、一種所屬的運行方法和用于實施該運行方法的裝置。

本發明的優點

如所提及的那樣，本發明涉及具有有源橋式整流器的發電機裝置在甩負荷的情況下的運行。如所解釋的那樣，這樣的運行可以包括：通過同時操控（并且由此同時接通）整流器支路的所有下面的或者所有上面的可操控的或有源的開關元件，將發電機相或有源橋式整流器的與這些發電機相相對應的交流電壓端子彼此導通地連接（短接），并且再次同時又結束相對應的短路。即引起或結束相短路。