[发明专利]用于使中间电路电容器主动放电的装置和方法

说明书

本发明涉及：一种用于使至少一个中间电容器（C）主动放电的装置（1），所述装置包括至少一个半桥电路（HB），所述半桥电路具有高压侧晶体管（HST）和低压侧晶体管（LST），其中所述半桥电路（HB）与所述中间电路电容器（C）并行地布置，其中与所述中间电路电容器（C）并行地布置有由至少两个电阻（R1、R2）构成的分压器，其中所述分压器的分接点与至少一个微分元件（3）连接，所述半桥电路（HB）分配有至少一个用于产生栅极驱动信号的驱动模块（TB）以及至少一个控制器（2），其中所述控制器（2）构造为：在主动放电模式中，根据所述微分元件（3）的输出信号来控制所述半桥电路（HB）的至少一个晶体管（HST、LST）；以及一种所属的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于使中间电路电容器主动放电的装置和方法。

背景技术

中间电路电容器例如在电动车辆或混合动力车辆的牵引电网中使用，在这些牵引电网处，这些中间电路电容器布置在牵引电池与用于电机的逆变器之间。尤其是在使用超过60 V的电压的高压系统的情况下，如果例如在碰撞情况下切断系统，则需要对中间电路电容器的快速且可靠的放电。主动放电的可能性在于：有针对性地接通欧姆负载，通过该欧姆负载将存储在中间电路电容器中的能量转化成热量。在此出现的对负载的要求并非没有问题，因为电流可能变得非常大并且所产生的热量必须被排出。

发明内容

因而，本发明所基于的技术问题在于：提供一种经改善的用于使中间电路电容器主动放电的装置以及提供一种适合的方法。

该技术问题的解决方案通过按照本发明的装置以及按照本发明的方法得到。本发明的其它有利的设计方案从从属权利要求中得到。

为此，用于使至少一个中间电路电容器主动放电的装置包括至少一个半桥电路，该半桥电路具有高压侧晶体管和低压侧晶体管，其中该半桥电路与中间电路电容器并行地布置。此外，与中间电路电容器并行地布置有由至少两个电阻构成的分压器，其中该分压器的分接点与至少一个微分元件或微分器连接。半桥电路分配有至少一个用于产生栅极驱动信号的驱动模块以及至少一个控制器，其中该控制器构造为：在主动放电模式中，根据微分元件的输出信号来控制半桥电路的至少一个晶体管。该装置的优点可以概括如下。由于在正常运行时的高电流，半桥电路的晶体管非常好地热耦合，以便将损耗热量排出。另一方面，这些晶体管不能在持续短路中运行，因为那么这些晶体管可能会被破坏。现在，通过微分元件，在不直接测量电流的情况下确定中间电路电容器的放电电流，即该放电电流与在中间电路电容器处的电压的随时间的变化成比例。如果接着电流过大，则可以相对应地使至少一个晶体管截止，以便限制通过电流。原则上，可以持续进行操控。

然而，该操控优选地像在正常运行时那样脉冲式地进行。为此，在微分元件的下游布置有比较器，其中在主动放电模式中，该至少一个晶体管根据该比较器的输出信号来被操控。形象地，只要微分元件的输出电压在数值上小于参考电压，该晶体管就一直被导通。如果微分元件的输出电压超过参考电压，则该晶体管暂时被截止，直至微分元件的输出电压再次下降到低于参考电压为止。这是闭环控制回路。

在另一实施方式中，微分元件和/或比较器分配有开关元件，其中控制器构造为：在主动放电模式中通过该开关元件来接通微分元件和/或比较器并且在主动放电模式之外关断微分元件和/或比较器，使得节省能量并且避免可能的反作用。优选地，通过开关元件来接通或切断供电电压。

在另一实施方式中，微分元件和/或比较器构造为运算放大电路。

在另一实施方式中，半桥电路仅分配有针对一个晶体管的微分元件，其中控制器构造为：在主动放电模式期间持久地导通另一晶体管。这减少了电路技术花费。如果借助于驱动模块针对正常运行进行持久导通，则同时确保了短路监控。

优选地，微分元件被分配给低压侧晶体管。