[发明专利]在同步整流器中避免甩负载过电压

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于在运行用于多相交流电流的同步整流器时避免甩负载过电压的方法，以及一种根据权利要求10的前序部分的所属设备。

背景技术

为了从三相电源（例如公共三相电网）对直流电系统馈电，使用已知的整流器。所述整流器一般构建为桥电路，其中在最简单的情况下使用二极管作为整流器元件。这些二极管不需要其它控制电路，因为二极管独立地在正确的时刻、也就是在超过以及低于电压阈值时转变到导通状态或截止状态。

按照六脉冲实施（在三相电流的情况下）的桥整流器也被用作汽车的三相发电机（照明发电机）中的整流器。这种发电机拥有特征性的感应内电阻。

桥整流器具有通过二极管和输出电流限定的损耗功率。通过例如二极管的并联电路的电路技术措施，只能不明显地减小所述损耗。

但是出于效率考虑期望减小所述损耗。为此可以通过有源开关（例如MOSFET-晶体管）来代替二极管。但是如下面所示，在这种情况下设置附加的保护功能或保护策略。

在设计每个有源整流器时的关键错误情况是甩负载（“Load Dump”）。甩负载在相应高激励电机和相应高的输出电流的情况下发电机上的负载（例如通过耗电器的断开）突然下降时出现，并且这不能通过车载电网（例如电池）中电容作用的元件截获。

在此在极端情况下可能还由发电机直到大约300至500ms的持续时间地将能量提供到车载电网中。然后该能量必须能在整流器中被转换（被消去），以便保护与发电机连接的电部件免遭过电压损害。该保护在经典的整流器中一般通过将整流器二极管实施为功率齐纳二极管来进行。

因此，在常规的二极管整流器中可以将损耗能量有效地转换为热。这些二极管利用覆盖面的热连接来提供足够好的构建和连接技术。但是在目前可获得的MOSFET中，这些特性不能100%模拟。因此必须采取其它措施来截获损耗功率。

在EP 0 777 309B1中为了消去甩负载能量而建议，完全或偶尔将若干或所有正二极管或负二极管（也就是被分配给整流器的正极或负极的二极管，下面也称为整流器上支路或整流器下支路的二极管）短路。在那里建议的方法中，桥元件的控制信号被脉冲化，从而不低于最小电压水平并且不超过最大电压水平。但是，控制信号在半波内的这种多重脉冲化（也就是具有比分别施加的交流电流相位更高的频率）具有一系列缺点。除了产生干扰电压峰值（具有对电磁相容性的负面作用），首先是在相应的断开过程中在电开关中产生短暂的高损耗功率。即使在将限幅电路的控制频率选择得太低的情况下，也存在将干扰电压峰值输出到灵敏的车载电网中的危险。具有快反应速度的控制电路一般还具有更高的易受干扰性；此外相应的设备需要针对每一相的分析电路，以识别相应的电流值。

因此值得期望的是成本低廉地并且可靠地避免在用于多相交流电流的同步整流器中产生甩负载过电压。

发明内容

为此，根据本发明建议具有独立权利要求的特征的方法和设备。有利的设计是从属权利要求以及下面的描述的主题。

本发明的优点

本发明涉及一种同步整流器，其通过外部控制模拟对常规桥整流器的齐纳击穿（Zenerung），其中例如使用MOSFET作为开关元件。这些开关元件允许根据控制将整流器的每个被分别施加了多相交流电流的一相的输入端与整流器的正极输出端或者与整流器的负极输出端连接。负极输出端可以接地或者被置于地上，由此在将整流器的输入端与负极输出端连接的情况下该整流器被引到地。

与上述现有技术相比，在本发明中由于使用了基于时间控制的方法而只需要相应识别电池极（B+和B-）之间的甩负载，在该时间控制的方法中不再需要相单独的甩负载识别。为了进行相独立的电压分析，例如简单的比较电路就足以。因此，确定甩负载状况以及随后引入本发明的措施可以非常简单和可靠地执行。一旦识别出甩负载状况，在甩负载内（也就是在其中需要降低能量的持续时间内）的实际降低能量的措施就可以基于纯时间控制而借助例如当前的转速来进行，所述当前的转速直接与所产生的三相电流的相的周期持续时间关联。相反不需要如在所述现有技术中需要的相独立的过电压识别。就电磁兼容性来说，预计不会存在缺点，因为控制频率通过所建议的解决方案降低，而不是如在现有技术中那样提高。