[發明專利]用于保護電容性負載的電子配電裝置

在審

• 申請號: 202210553053.0
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN115377934A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 米夏埃爾·沃爾特貝格
• 申請（專利權）人: 利薩·德雷克塞邁爾有限責任公司
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08
• 代理公司: 北京卓孚律師事務所 11821
• 代理人: 任宇;熊雪梅

本發明涉及一種電子配電裝置，其包括：用于向電容性負載供電的電導線；用于保護電容性負載的第一電子開關；用于在接通第一電子開關之前對電容性負載進行預充電的第二電子開關；與第二電子開關的第二可切換電流路徑串聯的電阻，其中，該串聯電路與第一電子開關的第一可切換電流路徑并聯連接；以及控制器。該控制器設計為，在接通第一電子開關向電容性負載供電之前接通第二電子開關以便對電容性負載進行預充電，并且只有在電阻上的電壓達到閾值時才接通第一電子開關。

技術領域

本發明涉及用于保護電容性負載的電子配電裝置和保護電容性負載的 方法，例如用于保護車輛中的電容性負載。特別地，本發明涉及一種針對切 換到電容性負載時的起動電路(Inrush-Schaltung)或者說上電電路 (Einschalt-Schaltung)和控制器。

背景技術

例如，用于汽車領域的電子配電器，必須保護大量的負載路徑。由于電 源的安全性含義，電子保護是必要的。傳統的保險絲作用非常緩慢，因此不 能無反作用地斷開故障。然而，接入電容性負載是有問題的。當車載電網電 壓被切換到負載的輸入電容時，會出現非常大的起動電流。這些起動電流可 能超過快速短路斷開裝置的閾值。因此，當切換到電容性負載時，MOSFET 會立即再次斷開。

發明內容

本發明要解決的技術問題是實現一種可靠的上電電路和控制器的設計， 其中穩定地進行電源的接通。特別地，本發明要解決的技術問題是提供一種 可靠的上電電路和控制器，其中，不會由于上電過程中短路斷開裝置重復響 應而導致電源持續接通和斷開。

本發明基于如下構思：當車載電網電壓被接通時，通過一個額外的(小 型)MOSFET(旁路MOSFET)將電容性負載短暫地(例如2ms)充電到例如2V。 2ms后，測量負載處的電壓。如果該電壓大于2V，說明負載沒有被短路。 然后，可以通過控制器斷開MOSFET的快速短路斷開裝置，MOSFET可以 被控制導通。然后，負載處的電壓迅速上升到12V。

在本發明中描述了配電裝置。配電裝置是由一個或多個配電器和其他的 電子組件(例如，一個或多個電子開關和控制器)組成的裝置。

配電器是一種設備或例如在印刷電路板上的裝置，其中，布置有保護器 和開關元件以用于配電(主要在低壓網絡領域)。實際上，配電器存在于每一 個電氣化的車輛或建筑中。電導線從配電器直接通向用電點，例如通向機動 車的傳感器、風扇或內部照明，或通向家用電器的接線盒，通向插座，通向 建筑物的照明設備或通向下一個下級的配電器。

在本發明中描述了電子開關。電子開關，也稱為模擬開關或半導體開關， 是實現機電開關功能的電子電路中的部件。場效應晶體管(FET)，例如金屬 氧化物半導體場效應晶體管，和雙極晶體管以及二極管可用作開關元件。在 更廣泛的意義上，晶閘管和半導體繼電器也可以作為電子開關使用。

在本發明中描述了金屬氧化物-半導體場效應晶體管。金屬氧化物半導 體場效應晶體管(MOSFET)是一種絕緣門場效應晶體管，由金屬門電極、半 導體和中間的氧化物電介質組成的層堆確定，該構造方式屬于具有絕緣柵極 的場效應晶體管。這代表了一種金屬-絕緣體-半導體結構。在兩個電端子(漏 極和源極)之間的半導體區域的電流的控制由第三端子(即，所謂的柵極)的控 制電壓(柵極-源極電壓)或控制電位(柵極電位)控制。它通過電介質與半導體 (因此與漏極和源極)電絕緣。