[发明专利]用于对用电器稳定地供电的装置

说明书

本发明涉及一种用于由缓冲存储器(40)对在正常运行中由能量存储器(10)供电的用电器(20)稳定地供电的装置(30)。所述装置(30)包括一个直流变换器(35)、多个可控制的切换元件(S1，..，S5)和一个用于根据所述装置(30)的输入电压(U1)控制所述多个可控制的切换元件(S1，..，S5)的切换状态(1；0)的控制单元(34)。装置(30)构成用于，a)当输入电压(U1)大于预定的第一边界电压(Ugs1)时，在正常运行下绕过具有损耗功率的构件直接由能量存储器(10)对用电器(20)供电，其中第一边界电压(Ugs1)是用电器的用于对其供电的最低电压；b)当输入电压(U1)下降预定的第一边界电压(Ugs1)之下时，通过由能量存储器(10)馈电的直流变换器(35)对用电器(20)供电，其中，直流变换器(35)将输入电压转换为用电器的运行电压；并且c)当输入电压下降到预定的第二边界电压(Ugs2)之下直到缓冲存储器(40)的电压(U3)达到预定的第二边界电压(Ugs2)时，由缓冲存储器(40)对直流变换器(35)馈电，其中，预定的第二边界电压(Ugs2)是直流变换器(35)的用于其运行的最低电压。

技术领域

本发明涉及一种用于由缓冲存储器对在正常运行中由能量存储器供电的用电器稳定地供电的装置。尤其是所述装置涉及对连接到车辆车载电网上的用电器稳定地供电。

背景技术

对用电器、例如暂时存在于车辆中的测量技术系统稳定地通过设置作为缓冲存储器的缓冲蓄电池或缓冲电容器进行供电。基于不仅在能量消耗中而且在充电时高的容量和短时间可达到的高的电流，作为缓冲存储器大多使用以所谓的超级电容器(也称为Ultracap或Supercap)形式的电化学的电容器。通过缓冲存储器应该保证，用电器在通过能量存储器供电的电压低于对于运行用电器必需的最低电压的情况下时不会不期望地失灵或示出未定义的行为。缓冲存储器通常这样确定尺寸，使得能够实现用电器的短时间的运行，从而所述用电器可以进入确定的状态中或可以被置于确定的状态中。能量存储器在该针对车辆的示例中可以是车辆蓄电池，所述车辆蓄电池在供电线夹上提供的电压基于车辆中动态的过程可能波动。但原则上，该问题可能在其他应用中出现。简单起见，在本说明书中参考在车辆中的应用，然而其中该应用不应被视为限制。

为了阻止在低于对于用电器运行必需的最低电压时也由缓冲存储器对其他构件供电，这将强烈缩短用于对用电器稳定地供电的时间，在用电器和缓冲存储器连接到其上的节点与能量存储器或其他构件之间设置二极管。二极管的存在随之带来，通过电压降造成原则上应该避免的不希望的损耗功率(热量)。此外通过缓冲存储器可供给用电器的电压幅度减少了在二极管上下降的电压。因此基于用电器的必需的最低电压可能只利用缓冲存储器的小的工作范围。

为了可以独立于能量存储器的电压对用电器提供恒定大小的电压，在提到的节点和能量存储器之间也可以设置直流变换器。通过所述直流变换器，由能量存储器提供的电压(通常)向上(step-up)转换，由此可以提高缓冲存储器的工作范围。然而在运行中，直流变换器也造成作为热量而放出的不断的损耗功率。

发明内容

本发明的任务是，给出一种结构上和/或功能上改善的装置，以用于由缓冲存储器对在正常运行中由能量存储器供电的用电器稳定地供电。

该任务通过按照本发明的特征的装置解决。提出一种用于由缓冲存储器对在正常运行中由能量存储器供电的用电器稳定地供电的装置，所述装置包括一个直流变换器、多个可控制的切换元件和一个用于根据所述装置的输入电压控制所述多个可控制的切换元件的切换状态的控制单元。

所述装置构成用于，当输入电压大于预定的第一边界电压时，在正常运行下绕过具有损耗功率的构件直接由能量存储器对用电器供电，其中，第一边界电压是用电器的用于对其供电的最低电压。由此只要所述用电器的供电的稳定不是必需的，所述用电器可以以稳压装置的最小化的损耗运行。