[发明专利]探测设备、开关设备、电供给系统、探测方法和方法

说明书

本发明涉及公开用于识别在负载路径(150)中的短路的探测设备(100，200)，所述设备具有：输入连接端(101、201)和输出连接端(102、202)；电阻式测量元件(103、203、303)和电感式测量元件(104、204、304),其中所述电阻式测量元件(103、203、303)和所述电感式测量元件(104、204、304)在所述输入连接端(101、201)和所述输出连接端(102、202)之间电气地布置在串联电路中；测量装置(105、205),所述测量装置被构造用于测量在所述串联电路上的电压(106、206)；和探测装置(107、207)，所述探测装置与所述测量装置(105、205)耦合并且被构造用于，当所测量的电压(106、206)超出预给定的阈值时识别出在所述负载路径(150)中的短路并且输出对应的短路信号(108、208)。此外本发明公开了开关设备、电供给系统、探测方法、用于断开负载路径的方法和用于供给电负载的方法。

技术领域

本发明涉及一种探测设备、开关设备和电供给系统。此外，本发明涉及一种探测方法、一种用于断开负载路径的方法和一种用于对电负载进行供给的方法。

背景技术

在下文中主要结合用于对车辆中的能量供给系统进行的监控来描述本发明。但是可以理解的是，本发明也可以在其他的应用中得以使用。

在现代的车辆中，为了减少排放，电动机可以例如在混合动力车辆中对内燃机进行辅助，或者例如在电动车辆中对内燃机进行替代。为了运行这样的具有电动机的车辆而需要：在每个瞬间对由能量源、也即例如电池、功率电子装置和电动机组成的总系统的运行状态进行了解。尤其是也需要：识别出在总系统中的错误并且例如在识别出短路的情况下中断能量输送，以便避免进一步的损坏。

在电气系统中、诸如在电动车辆的传动系中的短路情况下，电流非常快速地升高。短路的出现因此必须同样非常快速地被识别出，以便防止可能损坏该系统的临界电流值。

用于电流测量或短路识别的一种可能性是DE-SAT测量。为此，测量在半导体开关上的电压。在IGBT的情况下，这是集流体-发射体-饱和电压并且在MOSFET的情况下是在接触电阻上的电压降落，也即Rdson。所测量的电压通过耦合二极管和分压器来施加到比较器输入端上。如果在比较器上的电压达到所设置的阈值，则探测到短路。为了提高在快速电流升高的情况下的释放，能够借助于电容器来添加在分压器中的电容式D-分量。

但是在这种方法中，短路阈值强烈地变化。这主要是耦合二极管和基于半导体的分离元件的温度相关性所导致的。在用于高电压应用的MOSFET的情况下，Rdson在25℃-150℃温度范围内变化了约150％。此外，由于老化而使得在半导体壳体之内的金属连接端和硅之间的过渡电阻增大。

发明内容

本发明的任务因此是，在使用结构上尽可能简单的装置的情况下实现快速和可靠的短路识别。

通过独立权利要求的主题来解决该任务。本发明的有利扩展方案在从属权利要求、说明书和附图中说明。一种权利要求类别的独立权利要求尤其是也能够类似于另一种权利要求类别的从属权利要求地被扩展。

根据本发明的用于识别在负载路径中的短路的探测设备具有：输入连接端和输出连接端、电阻式测量元件、电感式测量元件、测量装置和探测装置，其中该电阻式测量元件和该电感式测量元件在输入连接端和输出连接端之间电气地布置在串联电路中，该测量装置被构造用于测量在该串联电路上的电压，该探测装置与该测量装置耦合并且被构造用于，当所测量的电压超出预给定的阈值时识别出在负载路径中的短路并且输出对应的短路信号。

根据本发明的开关设备为了在负载路径中出现短路的情况下断开该负载路径而具有：功率输入连接端和功率输出连接端、根据本发明的探测设备和能控制的开关装置，所述能控制的开关装置在具有探测设备的串联电路中电气地布置在功率输入连接端和功率输出连接端之间并且所述能控制的开关装置与探测设备的探测装置通信耦合并且被构造用于，基于短路信号来以受控制的方式中断在该串联电路中的通过电流。