[发明专利]用于监控变流器的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及变流器、特别是用于在机动车中使用的DC/DC转换器，以及用于识别故障电流的措施。

背景技术

变流器通常具有一系列半导体器件，利用通过合适的控制单元的控制的所述半导体器件，第一电网的在输入侧施加的直流或交流电压可以被转换为第二电网的在输出侧所提供的直流或交流电压。例如DC/DC变流器可以具有多个半桥电路，所述半桥电路在输入侧和输出侧相互并联。

此外，为了平滑输入电流和输出电压，可以设置有输入和输出电容或中间电路电容。

在变流器中可能出现故障电流。例如故障电流可能由输入和输出电容的绝缘电阻的减小引起。这特别是可能在使用陶瓷电容器（MLCC电容器：Multi-layer Ceramic Capacitors（多层陶瓷电容器））时出现，所述陶瓷电容器相对于机械负荷具有比较而言高的灵敏度。此外，故障电流可能由有故障的半导体开关在这些半导体开关在截止状态下具有提高的截止电流时形成。

特别是在将变流器用作DC/DC变流器的情况下，为通过该DC/DC变流器所连接的直流电压电网设置共同的地电位。为了识别DC/DC转换器中的故障电流，因此可以如已经由文献DE 10 2008 041 341 A1已知的那样在该变流器的转换器电路和共同的地电位之间设置故障电流探测器。在激活该变流器之前检验：在低阻的连接在该变流器的转换器电路和地电位之间被建立之前，在该变流器的转换器电路和地电位之间是否存在故障电流。

这样的布置有以下缺点，即在该变流器的转换器电路和地电位之间形成节点，该节点在激活该变流器之前具有悬浮电位。这可能导致不期望的电压电位。此外，由于到地电位的提高的电阻，可能形成共模干扰（Gleichtaktstörungen），所述共模干扰可以关于整个变流器的电磁兼容性（EMV）是干扰性的。

发明内容

本发明的任务是，提供用于监控用于探测故障电流的变流器的方法和装置，在该方法和该装置的情况下可以避免现有技术的缺点。

该任务通过根据权利要求1的具有关于故障电流的监控的变流器以及通过根据并列的权利要求的用于监控变流器的方法来解决。

本发明的其它的有利的扩展方案在从属权利要求中被说明。

根据第一方面，设置有变流器、特别是用于在机动车中使用的DC/DC变流器。该变流器包括：

－转换器电路，该转换器电路被布置在第一电网和第二电网之间，以便将输入端子上的输入侧的直流或交流电压转换为输出端子上的输出侧的直流或交流电压，其中输入侧的直流或交流电压和输出侧的直流或交流电压与共同的电位有关；

－第一监控电路，该第一监控电路被布置在输入端子和转换器电路之间，以便探测进入转换器电路中的通过电流；

－第二监控电路，该第二监控电路被布置在输出端子和转换器电路之间，以便探测进入转换器电路中的通过电流；

－第一隔离元件，该第一隔离元件被布置在输入端子和转换器电路之间，以便根据通过第一监控电路所探测到的通过电流来通断输入端子和转换器电路之间的连接，和/或第二隔离元件，该第二隔离元件被布置在输出端子和转换器电路之间，以便根据通过第二监控电路所探测到的通过电流来通断输出端子和转换器电路之间的连接。

本发明的构思在于，通过以下方式针对故障电流监控变流器，在该变流器的情况下两个通过该变流器相互连接的电网具有共同的电位，即进行通过与该共同的电位不同的输入端子和输出端子的电流的电流测量。如果在去激活的变流器的情况下在预先给定的阈值之上的通过电流被探测到，那么通过变流器的故障电流被识别。

此外，在输入端子和转换器电路之间以及在输出端子和转换器电路之间设置有隔离设备，以便在确定故障电流时将变流器置于安全的运行状态中并且特别是禁止激活变流器。由此可以将变流器的转换器电路直接与共同的电位连接，而无须在变流器和共同的电位之间设置监控或隔离元件。由此可以降低变流器和共同的电位之间的电阻，由此可以减少共模干扰并且可以改进电磁兼容性。此外可以通过在电网中的每个中设置测量设备来检测分配到相应电网的故障电流。

此外，可以设置有控制单元，该控制单元被构造用于根据在第一和/或第二监控电路中所探测到的通过电流来禁止激活变流器。

根据另一种实施方式，第一监控电路和第一隔离元件可以相互并联和/或第二监控电路和第二隔离元件可以相互并联。

该共同的电位可以施加在共同的电位线上，转换器电路直接地、即在没有中间连接电子器件的情况下与该共同的电位线连接。