[發明專利]用于過壓和/或過流保護的保護電路

有效

• 申請號: 201580062732.6
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN107251352B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: R·默騰布林克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087;H02H3/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

為了使特別是機動車的電子裝置(200；300；400；410)的設置用于外部布線的、優選地設置用于與負載(RL)連接的裝置接口(202；PA_SPK?,PA_SPK+)也對于關于超過工作電壓(Vbb)的故障電壓而短路的情況是耐短路的，提出一種用于過電壓保護和/或過電流保護的保護電路(204；304；403；411)，所述保護電路包括用于將由施加在外部布線上的電壓形成的測量電壓與比較電壓、特別是與供電電壓或所述電子裝置(200；300；400；410)的由所述供電電壓獲得的電壓進行比較的比較級(SPR1)、以及至少一個串聯聯接在布置在裝置接口(202；PA_SPK?,PA_SPK+)和外部布線之間的、能由所述比較級(SPR1)控制的、用于將外部布線與裝置接口(202；PA_SPK?,PA_SPK+)分離的開關元件(UPR1，UPR2)。

背景技術

用于使用在客車中的電子裝置、特別是娛樂用電器設計用于其中通常的12伏的工作電壓。為了可以也在載重汽車或公共汽車中以通過那里以24伏的電壓驅動的車裝電網給這種裝置供電，通常使用直流電壓轉換器，通過所述直流電壓轉換器提供12伏的附加電壓。如果像通常那樣使用在所述環境中的裝置這樣規定為耐短路的，以使得所述輸入和輸出端經得起對地線和車輛電池的短路，這意味著，在相關的輸入和輸出端可以產生故障電壓，所述故障電壓比裝置的工作電壓高得多并且由此也明顯高于由所述特別是在裝置中的工作電壓推導出的電壓。這特別是適用于下述情況，所述裝置與其工作電壓(在此為12伏)例如由于保險絲故障或中心直流電壓轉換器的故障而斷開，或者適用于于車輛質量連接的電池驅動的裝置。

在圖1中根據特別簡化的英飛凌(Infineon)公司的BSP752T類型的電路模塊的框圖示出電子裝置的裝置接口的實例。電路模塊100包括電子模塊101，所述電子模塊具有輸入接口102、輸出接口103、用于輸送工作電壓Vbb的工作電壓接口104和地線接口105。N-MOSFET 106的柵極107與輸出接口103連接，所述N-MOSFET的在漏極108和源極109之間的主電流通路布置在工作電壓接口104和裝置接口110之間。MOSFET 106的漏極108和源極109之間的也稱為“Body-Diode”的體二極管112對于工作電壓Vbb在截止方向上被極化。負載阻抗111布置在裝置接口110和地線105之間。裝置接口110是通斷的電壓輸出端，其中，利用N-MOSFET 106形成所謂的“高側開關(High-Side-Switch)”。在接通的狀態中，MOSFET 106的主電流通路由于正的柵極-源極電壓是低歐姆值的，在關斷的狀態中，體二極管112和MOSFET 106的主電流通路被截止。沒有電流流過MOSFET 106。如果將大于工作電壓Vbb的電壓施加在裝置接口110上，電流從裝置接口110經過體二極管112流到工作電壓接口104。根據工作電壓接口104的布線在那里導致裝置接口110上較高的電壓以體二極管112的二極管導通電壓下降的電勢，或者通過體二極管112的電流超過對于其允許的值。工作電壓接口104上的電壓升高超過工作電壓Vbb可以損壞電子模塊101并且可能損壞其他也通過工作電壓接口104驅動的電路布置。也在沒有這種損壞的情況下，由于裝置接口110上的電壓導致不期望地給電子模塊101并且可能給其他電路布置強制供電。

發明內容

本發明的任務在于，使所述類型的電子裝置的裝置接口也對于與超過工作電壓的故障電壓相關聯的短路是耐短路的。

該任務通過一種保護電路解決，該保護電路用于對特別是機動車的電子裝置的設置用于外部布線的、優選地設置用于與負載連接的裝置接口的電壓保護和/或過電流保護，所述保護電路包括比較級，該比較級用于將由施加在外部布線上的電壓形成的測量電壓與比較電壓、特別是與供電電壓或電子裝置的由所述供電電壓獲得的電壓進行比較；以及至少一個串聯連接地布置在裝置接口和外部布線之間、能由比較級控制的開關元件，該開關元件用于將外部布線與裝置接口分離。在根據本發明的保護電路中，比較電壓相當于電子裝置的供電電壓或工作電壓或者由其獲得。這個比較電壓與測量電壓比較，所述測量電壓是實際施加在裝置接口的外部布線、特別是負載上的電壓。如果所述測量電壓升高超過比較電壓，則通過開關元件將裝置接口與施加了不允許的高的故障電壓的外部布線之間的連接斷開。