[發明專利]用于控制負載電流的電路單元和方法

在審

• 申請號: 201980081225.5
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN113169732A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: T.柯普
• 申請（專利權）人: 大眾汽車股份公司
• 主分類號: H03K17/16
• 分類號: H03K17/16;B62D1/06;H05B1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉暢

本發明涉及一種用于控制電氣負載(R_L)的負載電流的電路單元(1)其包括開關邏輯(2)、至少n個開關元件(Q1?Q7)以及m個電阻元件(R2?R7)，其中n≥2，m≥1，其中可以通過開關元件(Q1?Q7)將電阻元件(R2?R7)橋接，其中開關邏輯(2)被設計為，通過開關元件(Q1?Q7)的控制序列使負載電流逐級增加直至最終值，本發明還涉及一種用于控制電氣負載(R_L)的負載電流的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于控制電氣負載的負載電流的電路單元和方法。

背景技術

存在不同的用于控制電氣負載的方法。在此，通常使用由開關邏輯控制的驅動級，開關邏輯然后在很大程度上產生具有陡峭邊緣的方波電壓和方波電流。然后，借助脈沖寬度調制PWM進行功率控制。為了使通常被設計為半導體元件的驅動器的功率損耗項保持在較低水平，驅動器具有特別陡峭的接通邊緣和斷開邊緣。這些快速的電流變化在頻譜范圍的技術視角下形成寬的電流頻譜，并且由此導致增加的磁場。

從JP 03611672 B2中已知一種偽正弦發生器，其用作電話的聲音發生器。在此，通過借助開關元件連續橋接電阻元件來產生逐級增加或減少的電壓。

從US 2011/0114827 A1已知一種A/D轉換器，其具有用于產生階梯電壓的電路。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種用于控制負載電流的電路單元，借助該電路單元產生較小的磁場，以及一種用于控制負載電流的相關方法。

上述技術問題通過具有權利要求1的特征的電路單元以及具有權利要求8的特征的方法來解決。本發明的另外的有利的實施方式從從屬權利要求中得出。

用于控制電氣負載的負載電流的電路單元包括開關邏輯、至少n個開關元件以及m個電阻元件，其中n≥2，m≥1，其中可以通過開關元件將電阻元件橋接，其中開關邏輯被設計為，通過開關元件的控制序列使負載電流逐級增加直至最終值。由此相應地減少了電流梯度，從而限制了磁場的形成。在此，電阻元件優選地是歐姆電阻元件。然而，還可以想到通過有源半導體形成電阻元件的實施。在此，開關元件的數量可以等于電阻元件的數量，但也可以更大或更小。在優選的實施方式中，開關元件的數量比電阻元件的數量多一個。在此，開關元件的數量取決于要多精細地逐級增加負載電流。在電路開銷與電流梯度限制之間的很好的折衷方案是4≤n≤12。在此，電阻元件可以串聯或并聯連接。然而，混合的串聯和并聯電路也是可以想到的。然而，優選地，電阻元件以電阻鏈的形式串聯布置。

開關元件優選地是晶體管，其例如被設計為MOSFET、IGBT或雙極晶體管。

在一種實施方式中，開關邏輯被進一步設計為，通過開關元件的控制序列將負載電流逐級降低到最終值，使得電流梯度不僅在接通負載電流時被減小，而且在斷開負載電流時被減小。

在另外的實施方式中，開關元件分別具有輸入接頭、輸出接頭和控制接頭，其中開關元件的輸入接頭與電源電壓接頭連接，控制接頭與開關邏輯連接，并且輸出接頭被引導到電阻元件的串聯電路的不同位置。由此可以逐步將電阻元件一個接一個橋接，直到最后的開關元件將電氣負載與電源電壓接頭連接。在此，原則上，當接通負載電流時，將開關元件依次接通并保持接通。優點在于，由此可以增加負載電流。

在另外的實施方式中，控制序列被設計為，分別僅接通一個開關元件。然而，在開關階段中可能出現重疊，使得在短時間有兩個開關元件導通。因此，例如可以規定，在先前接通的開關元件被斷開或截止之前，首先將一個開關元件接通。

然而，在替換的實施方式中，如已經提到的，連續地依次接通所有的開關元件，其中所有這些開關元件然后保持接通。

在另外的實施方式中，電氣負載是加熱元件、尤其是車輛座椅加熱器和/或方向盤加熱器。

附圖說明