預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置、功率供應(yīng)布置和用于將負(fù)載連接至高直流電壓源的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于給直流電路(7)的電容器(C)充電的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(1)，其具有預(yù)充電電阻器(RV)和預(yù)充電開(kāi)關(guān)(SV)。本發(fā)明還涉及用于電負(fù)載的功率供應(yīng)布置(5)和用于將負(fù)載連接至高直流電壓源(B)的方法。為了提供預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(1)，通過(guò)所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(1)電容器可被充電，電容器的充電狀態(tài)可被檢測(cè)并且其確保最大可能水平的可靠性，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定預(yù)充電電阻器(RV)至少間接連接至設(shè)備(3)用于檢測(cè)橫跨電阻器(RV)的電壓(UV)。對(duì)于功率供應(yīng)布置(5)，規(guī)定其具有根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(1)，其與可控制開(kāi)關(guān)元件(S1、S2)并聯(lián)連接。對(duì)于上述方法，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定負(fù)載取決于橫跨預(yù)充電電阻器(RV)的電壓(UV)被連接至高直流電壓源(B)，所述預(yù)充電電阻器(RV)被布置在高直流電壓源(B)和負(fù)載之間。
【專利說(shuō)明】
預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置、功率供應(yīng)布置和用于將負(fù)載連接至高直流 電壓源的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于給直流電路的電容器充電的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置，其具有預(yù)充電電阻 器和預(yù)充電開(kāi)關(guān)。本發(fā)明還設(shè)及用于電負(fù)載的功率供應(yīng)布置，所述負(fù)載是在輸入側(cè)的電容 器，具有將高電壓源連接至電容器的供應(yīng)電流電路(supply current cir州it)并具有兩個(gè) 可控制開(kāi)關(guān)元件，所述兩個(gè)可控制開(kāi)關(guān)元件每一個(gè)布置在電容器的極和高電壓源之間。本 發(fā)明還設(shè)及用于將負(fù)載連接至高直流電壓源的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于直流電路的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置是已知的。其被特別地用于高電壓直流電路中， 在所述高電壓直流電路中，負(fù)載旨在被連接至電源。特別在直流電路中，其中負(fù)載是在輸入 側(cè)的電容器。慣常的應(yīng)用包括，例如，車輛的電驅(qū)動(dòng)或混合驅(qū)動(dòng)中的"電池?cái)嚅_(kāi)單元(BDU)"。 運(yùn)樣的驅(qū)動(dòng)通常具有高電壓電池，所述高電壓電池連接至車載網(wǎng)絡(luò)，特別地連接至逆變器， 用于將所需的交流電流或Ξ相電流電壓提供給驅(qū)動(dòng)單元。為了安全的原因，運(yùn)樣的設(shè)備具 有兩個(gè)可控制開(kāi)關(guān)元件，對(duì)于每個(gè)極有一個(gè)。運(yùn)些開(kāi)關(guān)元件可W例如是接觸器或繼電器。
[0003] 如果，在運(yùn)樣的直流電路中，直流源直接連接至未充電的電容器，則短路電流可短 暫地流過(guò)且可導(dǎo)致部件的損壞。為了運(yùn)個(gè)目的，電容器在其被完全連接至直流電壓源之前 被預(yù)充電。為此，預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置并聯(lián)連接于所述兩個(gè)可控制開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)。為了給電 容器預(yù)充電，另一可控制開(kāi)關(guān)元件和預(yù)充電開(kāi)關(guān)然后被閉合。電容器器由此通過(guò)預(yù)充電電 阻器的方式被充電。如果電容器已經(jīng)到達(dá)所需的充電狀態(tài)，則與預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置并聯(lián)連接 的可控制開(kāi)關(guān)元件也閉合且負(fù)載被連接至直流電壓源。預(yù)充電開(kāi)關(guān)可然后被再次斷開(kāi)。
[0004] 為了監(jiān)視電容器的充電狀態(tài)，通常分接(tap)并評(píng)估橫跨斷開(kāi)的可控制開(kāi)關(guān)元件 的電容器的電壓。此電壓可提供關(guān)于電容器的充電狀態(tài)的信息。此類型的電壓測(cè)量需要將 高電壓線路從電子控制系統(tǒng)復(fù)雜的隔離，所述電子控制系統(tǒng)可存在并且其評(píng)估電壓、并且 產(chǎn)生控制信號(hào)用于切換可控制開(kāi)關(guān)元件。另外，可控制開(kāi)關(guān)元件的所述兩個(gè)側(cè)部之間的電 流阻斷因此不W可靠的方式被確保。在已知的現(xiàn)有技術(shù)中，輔助繼電器經(jīng)常被用于電流阻 斷。此解決方案使得預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置復(fù)雜且成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 因此本發(fā)明的一目標(biāo)是提供預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置、功率供應(yīng)布置和用于將負(fù)載連接至 高直流電壓源的方法，其可W可靠地檢測(cè)電容器的充電狀態(tài)、確保高的可靠性水平并且附 加地使得至少所述預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置是緊湊結(jié)構(gòu)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，用于預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置的目標(biāo)通過(guò)W下實(shí)現(xiàn)，預(yù)充電電阻器至少間接 連接至用于檢測(cè)橫跨預(yù)充電電阻器的電壓的設(shè)備。對(duì)于功率供應(yīng)布置，根據(jù)本發(fā)明的目標(biāo) 通過(guò)W下實(shí)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置與所述兩個(gè)可控制開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)并聯(lián)連 接。對(duì)于介紹中提到的用于將負(fù)載連接至高直流電壓源的方法，根據(jù)本發(fā)明的目標(biāo)通過(guò)W 下實(shí)現(xiàn)，負(fù)載根據(jù)橫跨預(yù)充電電阻器的電壓被連接至高直流電壓源，所述預(yù)充電電阻器被 布置在高直流電壓源和負(fù)載之間。
[0007] 本發(fā)明提供W下優(yōu)勢(shì)，待檢測(cè)的電壓可W在預(yù)充電電阻器處分接而不在可控制開(kāi) 關(guān)元件中的一個(gè)處被分接。當(dāng)預(yù)充電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，在結(jié)束預(yù)充電操作之后，至少用于檢測(cè)電 壓的所述連接部不再與車載功率供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和高電壓源之間的電流承載電路中的電容器結(jié) 合。由于待測(cè)量的電壓不在所述可控制開(kāi)關(guān)元件中的一個(gè)的全部?jī)蓚€(gè)側(cè)部處分接，所W當(dāng) 開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)時(shí)可控制開(kāi)關(guān)元件的兩個(gè)側(cè)部每一個(gè)完全地電流阻斷。輔助繼電器的使用可 因此被省去。另一優(yōu)勢(shì)在于在預(yù)充電電阻器處可分接與在可控制開(kāi)關(guān)元件(其并聯(lián)連接)處 相同的電壓。本發(fā)明因此允許電容器的充電W及電壓的檢測(cè)確定電容器的充電狀態(tài))可 被更加可靠地執(zhí)行，而對(duì)從關(guān)于電子控制系統(tǒng)的高電壓電路的復(fù)雜隔離的需求可減少。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的解決方案可通過(guò)各種實(shí)施例的方式被進(jìn)一步改善，所述各種實(shí)施例 每一個(gè)是本身有利的并且可彼此自由組合。運(yùn)些實(shí)施例和與其相關(guān)聯(lián)的優(yōu)勢(shì)在W下討論。
[0009] 預(yù)充電開(kāi)關(guān)可W特別地是接觸器或繼電器。運(yùn)些部件是已知的并且可W被具有高 可靠性水平地用于切換高電壓或電流。
[0010] 為了減小在預(yù)充電電阻器處分接的電壓，用于檢測(cè)橫跨預(yù)充電電阻器的電壓的設(shè) 備可具有第一分壓器，所述第一分壓器在輸入側(cè)處連接至預(yù)充電電阻器。分壓器可然后提 供與橫跨預(yù)充電電阻器的電壓成比例的電壓。運(yùn)可W是特別有利的，W保護(hù)設(shè)備不受檢測(cè) 過(guò)高電壓的損害。第一分壓器可具有連接在預(yù)充電電阻器的全部?jī)蓚€(gè)端部處的兩個(gè)輸入。
[0011] 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置可具有恰好兩個(gè)高電壓連接部，第一分壓器的輸入、預(yù)充電電阻 器和預(yù)充電開(kāi)關(guān)的全部?jī)蓚€(gè)連接部布置在共同的線路段上、在所述高電壓連接部之間。由 此可實(shí)現(xiàn)特別緊湊的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置，其可附加地W特別簡(jiǎn)單的方式被整合在現(xiàn)有的高直 流電路中。
[0012] 用于檢測(cè)橫跨預(yù)充電電阻器的電壓的設(shè)備可具有比較元件用于將在預(yù)充電電阻 器處分接的電壓與來(lái)自直流電壓源的參考電壓比較。此電壓在下面被稱為預(yù)充電電壓。W 此方式，可W用簡(jiǎn)單的方式確定在預(yù)充電電阻器處的電壓W及因此電容器的充電狀態(tài)是否 對(duì)應(yīng)預(yù)期值。比較元件可W特別地是比較器。當(dāng)使用分壓器時(shí)，第一分壓器的輸出可被連接 至比較器的反相輸入。為了阻止不正確的切換并且引入切換遲滯，比較器可由施密特觸發(fā) 器（Schmitt trigger)形成。
[0013] 用于參考電壓的直流電壓源可W是直流電壓轉(zhuǎn)換器。直流電壓轉(zhuǎn)換器可W在輸入 側(cè)被來(lái)自預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置外側(cè)的低電壓源供能。直流轉(zhuǎn)換器可被使用W提供足夠高的直流 電壓，在預(yù)充電電阻器處分接的或由第一分壓器提供的電壓可W與該足夠高的直流電壓比 較。從預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置的外側(cè)供能是特別有利的，因?yàn)橹绷麟妷恨D(zhuǎn)換器可然后提供從高電 壓側(cè)電流阻斷的電壓。
[0014] 為了限定用于比較元件的參考電壓，直流電壓源可W通過(guò)第二分壓器連接至比較 元件。當(dāng)使用比較器時(shí)，第二分壓器的輸出可被連接至比較器的反相輸入。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)特別簡(jiǎn)單的構(gòu)造，預(yù)充電開(kāi)關(guān)的控制輸入可被連接至直流電壓轉(zhuǎn)換器的 輸入。預(yù)充電開(kāi)關(guān)的控制輸入可W特別地給接觸器或繼電器的線圈供能。運(yùn)樣的布置使得 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置能夠具有最低可能數(shù)量的低電壓連接部。由于使用了共同的輸入用于預(yù)充 電開(kāi)關(guān)的控制輸入W及用于直流電壓轉(zhuǎn)換器，所W當(dāng)預(yù)充電開(kāi)關(guān)被切換打開(kāi)時(shí)直流電壓轉(zhuǎn) 換器恰好被激活。
[0016] 比較元件可在輸出側(cè)處被連接至傳輸單元的輸入。由此可W傳輸比較元件的信 號(hào)，其可被用于控制直流電路的可控制開(kāi)關(guān)元件。
[0017] 當(dāng)傳輸單元具有從其輸入電流阻斷的輸出時(shí)，運(yùn)是特別有利的。傳輸單元的輸出 可W例如連接至電子控制系統(tǒng)。電流阻斷使得電子控制系統(tǒng)可W與高直流電路分離地操 作。運(yùn)可W顯著地增加可靠性，例如使用運(yùn)樣的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置的車輛的可靠性。
[0018] 通過(guò)傳輸單元是光禪合器，可實(shí)現(xiàn)特別好的電流阻斷。
[0019] 特別緊湊的結(jié)構(gòu)可通過(guò)W下實(shí)現(xiàn)，傳輸單元的輸出的供應(yīng)線路連接至直流電壓轉(zhuǎn) 換器的輸入。如果傳輸單元是例如光禪合器，則例如光禪合器中的光電晶體管 (地〇1:〇化日]13131:〇1')的集電體((3〇116(31:〇1')可能被連接至相同的正供應(yīng)線路，所述相同的正 供應(yīng)線路也在輸入側(cè)連接至直流電壓轉(zhuǎn)換器。光禪合器中的光電晶體管的發(fā)射體可然后提 供傳輸單元的信號(hào)。運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)使得預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置能夠具有總共僅Ξ個(gè)連接部，正連接 部、負(fù)連接部和信號(hào)線路。
[0020] 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置可具有共同的參考電位用于比較元件的供應(yīng)線路、用于直流電壓 轉(zhuǎn)換器的輸出、用于傳輸單元的輸入、用于第一分壓器W及第二分壓器，所述電位連接至線 路，所述線路將預(yù)充電電阻器連接至預(yù)充電開(kāi)關(guān)。運(yùn)樣的布置使得預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置能夠從 高直流電路的線路分離地操作，所述線路承載負(fù)高電壓電位。由此當(dāng)其不被使用時(shí)預(yù)充電 開(kāi)關(guān)布置的蠕變電流和功率消耗被阻止。
[0021] 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置?？诮?jīng)由兩個(gè)高電壓連接部被連接至高直流電路是特別有利的。 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置可經(jīng)由直流電路的并聯(lián)連接的可控制開(kāi)關(guān)元件上游和下游的運(yùn)兩個(gè)連接 部連接。W此方式，當(dāng)預(yù)充電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置僅連接至直流電路的高電壓源的 一個(gè)極。當(dāng)預(yù)充電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置不受通過(guò)高電壓源供應(yīng)的電流的影響。運(yùn)使 得能夠?qū)崿F(xiàn)特別可靠的構(gòu)造和操作。另外，當(dāng)預(yù)充電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，不從電池帶走靜態(tài)電流。
[0022] 至少所述兩個(gè)分壓器、預(yù)充電電阻器、預(yù)充電開(kāi)關(guān)、比較元件、傳輸單元和直流電 壓轉(zhuǎn)換器可形成布置在共同的殼體中的部件組。預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置的特別緊湊的結(jié)構(gòu)由此是 可行的。殼體具有恰好Ξ個(gè)低電壓連接部和兩個(gè)高電壓連接部是特別有利的，所述Ξ個(gè)低 電壓連接部用于操作直流電壓轉(zhuǎn)換器和傳輸單元的輸出，所述兩個(gè)高電壓連接部與電路的 可控制開(kāi)關(guān)元件并聯(lián)連接。
[0023] 介紹中提到的用于將負(fù)載連接至高直流電壓源的方法可通過(guò)使用根據(jù)W上描述 的其中一個(gè)實(shí)施例的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置而改善。
[0024] 為了增加執(zhí)行本方法時(shí)的可靠性，并且保證達(dá)到電容器的預(yù)期充電狀態(tài)時(shí)的操作 安全性(例如，使用本方法的車輛的安全性），預(yù)充電開(kāi)關(guān)可被斷開(kāi)并且預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置可 由此被切換為無(wú)電源狀態(tài)。
[0025] 下文中，本發(fā)明通過(guò)舉例的方式參考實(shí)施例和附圖被更詳細(xì)地解釋。根據(jù)W上解 釋，通過(guò)舉例在實(shí)施例中例示的特征組合可W依據(jù)特定應(yīng)用的需求而通過(guò)附加特征被補(bǔ) 充，所述附加特征根據(jù)功率供應(yīng)布置(根據(jù)本發(fā)明）和預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(根據(jù)本發(fā)明）的特 征。與上述描述類似，當(dāng)特征的功能在特定應(yīng)用中不重要時(shí)單獨(dú)特征還可能在描述的實(shí)施 例中被省略。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 相同的附圖標(biāo)記總是在附圖中用于具有相同功能和/或相同結(jié)構(gòu)的元件。
[0027] 在附圖中：
[0028] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的功率供應(yīng)布置中的根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置的示意性電 路圖；
[0029] 圖2是用于檢測(cè)橫跨電阻器的電壓的、根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0030] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的功率供應(yīng)布置和根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置的實(shí)施例的電 路圖；
【具體實(shí)施方式】
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法在W下被描述，其中預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置和第二可控制開(kāi)關(guān) 元件處于例如高電流電路的正側(cè)(positive side)。然而，在設(shè)備負(fù)側(cè)上的布置W及在根據(jù) 本發(fā)明的設(shè)備在負(fù)側(cè)(negative side)處的情況下實(shí)施所述方法也是可能的。在此情況下， 第二可控制開(kāi)關(guān)元件也可位于負(fù)側(cè)處，而第一可控制開(kāi)關(guān)元件可W被布置在正側(cè)處。
[0032] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1，其具有設(shè)備3,所述設(shè)備3用于檢測(cè)橫 跨根據(jù)本發(fā)明的功率供應(yīng)布置5中的預(yù)充電電阻器Rv的電壓。功率供應(yīng)布置5具有直流電路 7,其在下文被稱為功率供應(yīng)電路7。功率供應(yīng)電路7可將負(fù)載(在圖1中僅例示所述負(fù)載的電 容器C)連接至高直流電壓源B。高直流電壓源B可W特別地是高電壓電池。功率供應(yīng)電路7可 W被切換至所有的極，即，可控制開(kāi)關(guān)元件Si和S2設(shè)置在高直流電壓源B的全部?jī)蓚€(gè)側(cè)部處。
[0033] 如果可控制開(kāi)關(guān)元件Si和S2二者都閉合，則電容器C連接至高直流電壓源B。預(yù)充電 開(kāi)關(guān)布置1與可控制開(kāi)關(guān)元件S2并聯(lián)連接。預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1具有預(yù)充電電阻器Rv和預(yù)充電 開(kāi)關(guān)Sv。預(yù)充電電阻器Rv和預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv-起串聯(lián)布置在線路段9上。
[0034] 為了檢測(cè)橫跨預(yù)充電電阻器Rv的電壓Uv，設(shè)備3在預(yù)充電電阻器Rv的上游和下游連 接至線路段9。設(shè)備3可附加地連接至線路M，作為在預(yù)充電電阻器Rv和預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv之間的 線路段9的附加位置處的參考電位M。運(yùn)參考圖3描述。橫跨預(yù)充電電阻器Rv檢測(cè)到的電壓Uv 可被用于評(píng)估電容器C的充電狀態(tài)。
[0035] 圖2是所述設(shè)備3的結(jié)構(gòu)的示意性例示圖。在預(yù)充電電阻器Rv處分接的預(yù)充電電壓 Uv被提供至第一分壓器11，并且從其轉(zhuǎn)換的測(cè)量電壓Um被從那里供應(yīng)至比較元件13。在比較 元件13中，測(cè)量電壓Um被與由直流電壓源15產(chǎn)生的參考電壓化比較。直流電壓源15可W特別 地是直流電壓轉(zhuǎn)換器。
[0036] 比較元件13在輸出側(cè)處被連接至傳輸單元巧的輸入Of。開(kāi)關(guān)信號(hào)Ss被從比較元件 13引導(dǎo)至傳輸單元甘的輸入iJe。傳輸單元?具有從輸入?ε電流阻斷的輸出〇A。傳輸單元 打的輸出朽4將開(kāi)關(guān)信號(hào)S's傳輸至設(shè)備3的外側(cè)。開(kāi)關(guān)信號(hào)S's可被用于開(kāi)關(guān)所述可控制開(kāi) 關(guān)元件S2。開(kāi)關(guān)信號(hào)S's可被直接引導(dǎo)或經(jīng)由合適的評(píng)估或電子控制系統(tǒng)引導(dǎo)至可控制開(kāi)關(guān) 元件S2的控制輸入?？刂戚斎肟蒞，例如，鄰接于構(gòu)造為接觸器或繼電器的開(kāi)關(guān)元件S2的線 圈。
[0037] 用于將負(fù)載或其電容器C連接至高直流電壓源B(例如，連接至在功率供應(yīng)電路7的 正側(cè)的第二可控制開(kāi)關(guān)元件S2和預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1)的、根據(jù)本發(fā)明的方法在下文參考圖1 和2描述。
[0038] 起初，所有的開(kāi)關(guān)元件Si、S2和Sv是斷開(kāi)的。在電容器C處沒(méi)有電壓。在第一步驟中， 可控制開(kāi)關(guān)元件Si被閉合。面向開(kāi)關(guān)元件Si的電容器C的側(cè)部然后被連接至高直流電壓源B 的一極。
[0039] 為了給電容器C預(yù)充電，預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv現(xiàn)在被閉合。同時(shí)，設(shè)備3被提供電壓。通過(guò) 閉合預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv，電容器C經(jīng)由預(yù)充電電阻器Rv連接至高直流電壓源B。經(jīng)由預(yù)充電電阻器 Rv，充電電流現(xiàn)在流動(dòng)通過(guò)電容器C，其由此被充電。在充電操作期間，橫跨預(yù)充電電阻器Rv 的電壓Uv被從設(shè)備3分接。電壓Uv用作建立電容器C的充電狀態(tài)。
[0040] 在充電操作的開(kāi)始，高直流電壓源B的全電壓被橫跨預(yù)充電電阻器Rv施加，且預(yù)充 電電壓Uv和測(cè)量電壓Um大于參考電壓化。參考電壓化根據(jù)電容器C的期望的充電狀態(tài)被調(diào) 整。橫跨電阻器Rv的電壓隨著電容器C的充電狀態(tài)增加而減小。一旦比較元件13中的電壓Um 低于參考電壓化，則比較元件將開(kāi)關(guān)信號(hào)Ss傳輸至傳輸單元?。
[0041] 傳輸單元?將開(kāi)關(guān)信號(hào)Ss直接或間接地引導(dǎo)至可控制開(kāi)關(guān)元件S2的控制輸入?？?控制開(kāi)關(guān)元件S2由此被閉合，由此功率供應(yīng)電路7閉合。負(fù)載或其電容器C然后在所有極處 被連接至高直流電壓源B。如果可控制開(kāi)關(guān)元件S2被閉合，則預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv可被斷開(kāi)。因?yàn)殡?路然后在線路段9上被中斷，所W電流不能再流動(dòng)通過(guò)預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1。
[0042] 圖3示出了在根據(jù)本發(fā)明的功率供應(yīng)布置5中的、根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1 的實(shí)施例的電路圖。電路圖遵照根據(jù)本發(fā)明的布置和設(shè)備1、3和5的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)參考圖1 和2描述。
[0043] 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1僅通過(guò)兩個(gè)高電壓連接部17和19連接至功率供應(yīng)電路7的高電 壓電位。如W上已經(jīng)描述的，通過(guò)斷開(kāi)預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv，預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1被切換入無(wú)電源狀 態(tài)。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1的結(jié)構(gòu)基于預(yù)充電電阻器Rv在下文被描述。橫跨 預(yù)充電電阻器Rv，預(yù)充電電壓Uv被使用第一分壓器11分接。第一分壓器11由電阻器R1和R2形 成。預(yù)充電電壓Uv與電容器C處的充電電壓不完全相同。然而，預(yù)充電電壓Uv可被用于確定電 容器C的充電狀態(tài)。第一分壓器11提供測(cè)量電壓Um，其被供應(yīng)至比較器13的反相輸入。
[0045] 比較器13 (其用作比較元件13)具有供應(yīng)連接部（supply connect ions) V+、V-。負(fù) 供應(yīng)連接部V-鄰接設(shè)備3的線路Μ。線路Μ連接至分壓器11和預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv之間的線路段9。 在線路Μ和比較器13的反相輸入之間，齊納二極管(Zener diode)ZDl和與其并聯(lián)的電容器 C2被連接，其將電壓限制至合適的水平。電壓依賴于比較器13,所述比較器13W特定于部件 的方式使用。為了不損害比較器13的功能，齊納電壓的值必須高于非反相輸入處的參考電 壓。齊納二極管ZD1用作保護(hù)反相比較器輸入。電容器2用作穩(wěn)定反相輸入。
[0046] 附加的電阻器R3可被連接在分壓器11和比較器13的反相輸入之間。
[0047] 參考電壓化被施加在比較器13的非反相輸入處。參考電壓化通過(guò)直流電壓源15提 供。直流電壓源15可W是直流電壓轉(zhuǎn)換器21的輸出15。直流電壓轉(zhuǎn)換器21的負(fù)輸出15被連 接至線路M。
[004引在直流電壓轉(zhuǎn)換器21的正輸出和線路Μ之間，電容器C3可被連接。電容器C3可用于 穩(wěn)定直流電壓轉(zhuǎn)換器21的輸出電壓。直流電壓轉(zhuǎn)換器21的正輸出被連接至比較器13的正供 應(yīng)連接部v+。
[0049] 參考電壓化通過(guò)第二分壓器23提供，所述第二分壓器23由電阻器R4和R5形成且其 被連接在線路Μ和直流電壓轉(zhuǎn)換器21的正輸出之間。第二分壓器23的輸出被經(jīng)由電阻器R6 連接至比較器13的非反相輸入。電容器C1被連接在線路Μ和比較器13的非反相輸入和電阻 器R6之間，且用作穩(wěn)定比較器13的非反相輸入。
[0050] 比較器的輸出可被經(jīng)由電阻器R7連接至非反相輸入。切換滯后可由此被產(chǎn)生，由 此可阻止不正確的切換的發(fā)生。比較器13可W與電阻器R7和R6-起組成施密特觸發(fā)器 (Schmitt trigger)。
[0化1 ]比較器13的輸出可經(jīng)由電阻器R8連接至傳輸單元?的輸入U(xiǎn)e。在示出的實(shí)施例 中，傳輸單元朽是光禪合器?且輸入?ρ是發(fā)光二極管?ρ;。發(fā)光二極管打E.產(chǎn)生的光信號(hào)可 被光電晶體管(phototransistor)tiA(其構(gòu)成傳輸單元?的輸出〇Α)接收并且可被轉(zhuǎn)換為 電信號(hào)S's。此信號(hào)S's可被用于控制可控制開(kāi)關(guān)元件S2。
[0化2] 光電晶體管?Α可被連接至低電壓設(shè)備25。低電壓設(shè)備25可屬于電子控制系統(tǒng)(未 示出）。低電壓設(shè)備25可W具有正連接部、負(fù)連接部和信號(hào)線路。光電晶體管可被連接至 正線路并連接至低電壓設(shè)備25的信號(hào)線路。在輸入側(cè)，直流電壓轉(zhuǎn)換器21可也連接至低電 壓設(shè)備25。直流電壓轉(zhuǎn)換器21可被連接至低電壓設(shè)備25的正和負(fù)連接部且由此保持其操作 電壓。
[0053] 在特別有利的實(shí)施例中，直流電壓轉(zhuǎn)換器21的輸入26可被連接至預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv的 控制輸入29。低電壓設(shè)備25的相同操作電壓可然后被用于操作直流電壓轉(zhuǎn)換器21和控制輸 入29(例如，預(yù)充電開(kāi)關(guān)Sv的線圈）二者。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1的特別緊湊的實(shí)施例僅具有兩個(gè)高電壓連接部 17、19和Ξ個(gè)到低電壓設(shè)備25的連接部。低電壓設(shè)備25優(yōu)選地在預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1的外側(cè)。 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1不在任何位置W導(dǎo)電方式連接至功率供應(yīng)電路7的負(fù)支路(branch)27。
[0055] 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置1的元件優(yōu)選地形成可被容納在共同的殼體(未示出）中的部件組 31。
[0化6] 參考標(biāo)記列表
[0057] 1 預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置
[005引 3 設(shè)備
[0059] 5 電壓供應(yīng)布置
[0060] 7 直流電路
[0061 ] 9 線路段
[0062] 11 第一電壓導(dǎo)體
[0063] 13 比較元件/比較器
[0064] 15 直流電壓源
[0(?日]17 高電壓連接部
[0066] 19 高電壓連接部
[0067] 21 直流電壓轉(zhuǎn)換器
[0068] 23 第二分壓器
[0069] 25 低電壓設(shè)備
[0070] 26 直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸入
[0071] 27 功率供應(yīng)電路的負(fù)支路
[0072] 29 控制輸入
[0073] 31 部件組
[0074] B 高直流電壓源
[0075] C 電容器
[0076] C1 電容器
[0077] C2 電容器
[007引 C3 電容器
[0079] Μ 參考電位
[0080] Rv 預(yù)充電電阻器
[0081 ] R1 電阻器
[0082] R2 電阻器
[0083] R3 電阻器
[0084] R4 電阻器
[0085] R5 電阻器
[0086] R6 電阻器
[0087] R7 電阻器
[008引 R8 電阻器
[00例 Si、S2 開(kāi)關(guān)元件
[0090] Ss 開(kāi)關(guān)信號(hào)
[0091] Sv 預(yù)充電開(kāi)關(guān)
[0092] Um 測(cè)量電壓
[0093] Ur 參考電壓
[0094] Uv 預(yù)充電電壓
[00巧]打 傳輸單元/光禪合器
[0096] Ua 傳輸單元的輸出
[0097] ?β 傳輸單元的輸入/發(fā)光二極管
[009引 V+、V-供應(yīng)連接部
[0099] ZD1 齊納二極管
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于給直流電路(7)的電容器(C)充電的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(1)，具有預(yù)充電電阻器(Rv) 和預(yù)充電開(kāi)關(guān)(Sv)，其特征在于所述預(yù)充電電阻器(Rv)至少間接連接至用于檢測(cè)橫跨預(yù)充 電電阻器(Rv)的電壓(Uv)的設(shè)備(3)。2. 如權(quán)利要求1所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置（1)，其特征在于所述用于檢測(cè)橫跨預(yù)充電電阻 器(Rv)的電壓(Uv)的設(shè)備(3)具有第一分壓器（11)，所述第一分壓器（11)在輸入側(cè)處連接至 預(yù)充電電阻器(Rv)。3. 如權(quán)利要求1或2所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置（1)，其特征在于所述用于檢測(cè)橫跨預(yù)充電 電阻器(Rv)的電壓(Uv)的設(shè)備（1)具有比較元件（13)用于將在預(yù)充電電阻器(Rv)處分接的 電壓(Uv)與來(lái)自直流電壓源（15)的參考電壓(Ur)比較。4. 如權(quán)利要求3所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置（1)，其特征在于用于參考電壓(UR)的直流電壓 源（15)是直流電壓轉(zhuǎn)換器(21)。5. 如權(quán)利要求3或4所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置（1)，其特征在于直流電壓源（15)借助第二 分壓器(23)連接至比較元件（13)。6. 如權(quán)利要求4或5所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(1 )，其特征在于預(yù)充電開(kāi)關(guān)(Sv)的控制輸入 (29)連接至直流電壓轉(zhuǎn)換器(21)的輸入(26)。7. 如權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置，其特征在于比較元件（13)在輸出 側(cè)處被連接至傳輸單元（?Ε)的輸入（? )。8. 如權(quán)利要求7所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置（1)，其特征在于傳輸單元（U)具有從其輸入 ((^)電流阻斷的輸出（0；^。9. 如權(quán)利要求8所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置（1)，其特征在于傳輸單元（? )的輸出（?Α)的 供應(yīng)線路連接至直流電壓轉(zhuǎn)換器(21)的輸入(26)。10. 如權(quán)利要求3-9中任一項(xiàng)所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置（1)，其特征在于比較元件（13)的 供應(yīng)線路、直流電壓轉(zhuǎn)換器(21)的輸出（15)、傳輸單元（tj)的輸入（?ρ )、第一分壓器（11) 以及第二分壓器(23)具有共同的參考電位(Μ)，所述電位連接至將預(yù)充電電阻器(Rv)連接 至預(yù)充電開(kāi)關(guān)(Sv)的線路(9)。11. 如權(quán)利要求7-10中任一項(xiàng)所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置（1)，其特征在于至少兩個(gè)分壓器 (11、23)、預(yù)充電電阻器(RV)、預(yù)充電開(kāi)關(guān)(S V)、比較元件（13)、傳輸單元（?)和直流電壓轉(zhuǎn) 換器(21)形成布置在共同的殼體中的部件組(31)。12. 用于電負(fù)載的功率供應(yīng)布置(5)，所述負(fù)載是在輸入側(cè)的電容器，具有將高直流電 壓源(Β)連接至電容器(C)的直流電路(7)并具有兩個(gè)可控制開(kāi)關(guān)元件(S^Ss)，所述兩個(gè)可 控制開(kāi)關(guān)元件(&、&)每一個(gè)布置在電容器(C)的極和高直流電壓源(B)之間，其特征在于如 權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(1)與可控制開(kāi)關(guān)元件(&)并聯(lián)連接。13. 如權(quán)利要求12所述的用于電負(fù)載的功率供應(yīng)布置(5)，其特征在于預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置 (1)僅借助于可控制開(kāi)關(guān)元件（&)上游和下游的兩個(gè)高電壓連接部（17、19)連接至直流電 路⑴。14. 用于將負(fù)載連接至高直流電壓源(B)的方法，其特征在于，負(fù)載根據(jù)跨預(yù)充電電阻 器(Rv)的電壓(Uv)被連接至高直流電壓源(B)，所述預(yù)充電電阻器(Rv)被布置在高直流電壓 源(B)和負(fù)載之間。15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于使用如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的預(yù)充 電開(kāi)關(guān)布置(1)和如權(quán)利要求12和13中任一項(xiàng)所述的功率供應(yīng)布置(5)。16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，當(dāng)達(dá)到預(yù)期的充電狀態(tài)時(shí)，所述預(yù)充電開(kāi) 關(guān)(Sv)斷開(kāi)、且預(yù)充電開(kāi)關(guān)布置(1)由此被切換到無(wú)功率狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】B60L3/00GK106063101SQ201580010987
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月26日
【發(fā)明人】J.艾因霍恩
【申請(qǐng)人】泰連德國(guó)有限公司