[实用新型]用于带有中间电路的电流变换器的电路装置

说明书

本实用新型处于功率电子领域，并且涉及一种用于带有电压中间电路的电流变换器的电路装置，以及一种用于运行这种电流变换器的方法。

在化石资源萎缩的背景下，现代汽车越来越多地装备有带有电动机的纯电驱动装置或者带有电动机和内燃机构成的组合的混合驱动装置。

就所需的动力而言，汽车的电动机必须利用与车载电源相比显著更高的例如为400伏特到900伏特的工作电压来运行。该工作电压由直流电源（典型地为蓄电池或燃料电池）提供。与燃料电池不同，蓄电池具有如下优点：蓄电池同时用作直流电流吸收器（Gleichstromsenke），使得蓄电池能够在电动机起电流发生器作用的制动过程期间被充电。

通常，电动机为了运行而需要一个或多个交流电相位，从而可以在直流电源与电动机之间设置电流变换器。在车辆技术中，主要使用三相电机（永磁激励或他励的异步电机或同步电机），三相电机由用于将直流电转换成三相交流电的三相逆变器馈电。通过三相逆变器，电动机的转动方向和转速可以满足需要地与相应的行驶状况匹配。

在典型的结构类型中，电流变换器具有电压中间电路，该电压中间电路带有用于为功率模块馈电的中间电路电容器，在该功率模块中直流电被转换至三相交流电。该中间电路电容器能够实现针对电动机的运行的电压支持和电压平滑。如果需要，则该中间电路电压可以通过升压转换器而相对于直流电源提高。带有中间电路的电流变换器的基本结构对于本领域技术人员而言本身已众所周知并且在专利文献中已详细描述。就此而言仅应示例性地参考德语专利说明书DE19710371C1。

为了避免人员受到高电压的危害，要注意：在汽车未运行时，中间电路将放电。在实践中为此设置由欧姆电阻构成的电阻排，电阻排能够实现中间电路在例如达到数小时的时段中的被动放电，使得电流变换器的正常运行不受放电影响。如下事实是不利的：中间电路的这种被动放电持续相对长的时间，使得尤其在事故时不能消除人员受到带电的中间电路的高电压的危害。

与此相比，本实用新型的任务在于改进带有电压中间电路的传统电流变换器，使得与经由电阻排的被动放电相比要能够实现使中间电路显著更快地放电。该任务和另外的任务按本实用新型的建议通过具有接下来将描述的特征的用于带有电压中间电路的电流变换器的电路装置以及用于运行这种电流变换器的方法来解决。本实用新型的有利扩展方案也将在下文中进一步说明。

根据本实用新型，示出了一种用于带有电压中间电路的电流变换器的电路装置，该电压中间电路具有电荷存储器，其与现有技术中已知的中间电路的被动（即不可控的）缓慢放电相比能够实现中间电路的快速主动（即可控）放电。

根据本实用新型，示出了一种用于带有电压中间电路的电流变换器的电路装置，该电压中间电路具有电荷存储器，其与现有技术中已知的中间电路的被动（即不可控的）缓慢放电相比能够实现中间电路的快速主动（即可控）放电。

该表述“电流变换器”如在此所使用的那样涉及本身已知的用于转换电能的装置，该装置具有电压中间电路。在此意义下的电流变换器可以是直流‑直流转换器（DC/DC‑转换器）或者斩波器、交流‑直流转换器（AC/DC‑转换器）或者整流器和直流‑交流转换器（DC/AC‑转换器）或者逆变器，尤其是多相逆变器。

以下出发点在于，该中间电路如通常的那样具有针对上或者较高的电势的第一中间电路线路和针对下或者较低的电势的第二中间电路线路，通过它们可以为电流变换器的并联布置的不同部件（通常为模块）以中间电路电压馈电。

根据本实用新型的用于使中间电路快速主动放电的电路装置包括第一串联电路，该第一串联电路由具有正温度系数的电阻和构建为功率开关的第一半导体开关构成，该第一半导体开关根据功率开关的开关状态来将这两个中间电路线路电连接或分离。为此目的，第一串联电路的其中一端部电连接到第一中间电路线路上，而其另一端部电连接到第二中间电路线路上，其中，第一半导体开关用其负载路径或者功率路径与具有正温度系数的电阻布置成串联电路。