[发明专利]用于电驱动装置的过压保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电驱动装置、特别是用于机动车的驱动装置的过压保护装置。所述过压保护装置构成为与机动车的车载电气系统连接。过压保护装置构成为消除在所述车载电气系统中由负载的关断产生的过压。

背景技术

在由现有技术已知的机动车中的过压保护装置中认识到的问题在于，这些例如通过半导体元件形成的保护装置自身可能由于在车载电气系统中出现的过压而被破坏。随着过压保护装置的破坏那么也破坏与车载电气系统连接的在过压方面敏感的负载。

发明内容

按照本发明，开始所述类型的过压保护装置与用于电子换向的电机的控制单元连接。该过压保护装置具有用于车载电气系统电压的输入端并且构成为检测对预定的电压值的超越并且根据所述电压值的超越产生过压信号。该控制单元构成为根据过压信号将所述电机从发电机式运行至少部分地转变为有损耗的运行或转变为电动机式运行。如此能够有利地在电机中将电功率非常快速地在有损耗的运行中转化为热损耗、或者在电动机式运行中转化为机械能。优选地电机能够在标准化车载电气系统电压之后又在发电机式运行中、特别是在纯发电机式运行中被驱动。

如此能够有利地从车载电气系统消除借助于过压供给到车载电气系统中的电能。

在一个优选的实施形式中，过压保护装置、在下文中也称为保护装置具有至少一个与所述输入端连接的半导体保护开关。所述半导体保护开关构成为根据预定的电压值产生由所述输入端经由所述半导体保护开关朝接地连接端的电流并且由此——特别是借助于电荷的导出——减小车载电气系统电压。

半导体保护开关例如通过至少一个稳压二极管、至少一个稳压二极管与至少一个半导体二极管的串联电路、通过TVS二极管(瞬态电压抑制二极管)、至少一个借助于稳压二极管控制的场效应晶体管或通过至少一个压敏电阻形成。半导体开关的反应时间优选为在一和十纳秒之间。

在另一实施形式中，该半导体保护开关具有场效应晶体管，其开关路径构成为将用于车载电气系统电压的连接端与接地连接端连接。场效应晶体管在控制连接侧与具有比较器的电压调节器连接，其中电压调节器除了代表预定的电压值的额定值电压之外也接收在场效应晶体管的开关路径上下降的电压作为输入调节变量。

在一个优选的实施形式中，控制单元构成为控制所述电机用于产生旋转磁场并且根据所述过压信号改变控制的相位角，并且由此至少部分地在有损耗的运行和/或在电动机式运行中驱动所述电机。

由此能够有利地在电动机式运行中消耗电能并且由此将其从车载电气系统提取。

在一个优选的实施形式中，所述控制单元构成为，根据所述过压信号减小控制的相位角、尤其是在转子角与由电机的定子产生的旋转磁场之间的角度差。优选地控制单元构成为，在小于90度与0度之间调节角度差。

在该实施形式中，能够借助于角度差有利地调节在控制单元的功率输出级中消耗的功率的损耗功率。在90度的角度差时完全在发电机式运行中驱动该电机。在0度的角度差时既不是在发电机式运行中也不是在电动机式运行中驱动该电机。由电机消耗的电功率作为消耗功率在电机中或附加地在功率输出级中被消耗。

优选地，所述控制单元构成为，根据所述过压信号使得在转子角与由电机的定子产生的旋转磁场之间的角度差消失。在该实施形式中，之前提及的角度差为零度。如此能够有利地——也在一个更长的时间间隔期间——将电机用作电气负载，以便消耗由过压引入到车载电气系统中的电能并且由此降低车载电气系统电压。

优选地，控制单元构成为，根据所述过压信号如此改变在转子角与由电机的定子产生的旋转磁场之间的角度差，以使得所述电机能够从发电机运行转变为完全的电动机运行。

电机能够如此——优选在一个预定时间间隔中——借助于扭矩的产生消耗在车载电气系统中过量的电能直至车载电气系统电压降低到预定的电压值以下。

在一个优选的实施形式中，所述控制单元构成为，借助于脉宽调制器通过脉宽调制方式控制所述电机。所述控制单元此外优选地构成为，根据所述过压信号倒置(invertieren)由所述控制单元的脉宽调制器产生的控制模式。