[发明专利]用于安全传递传感器信号的方法和电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及电路装置，其包括在具有较高运行电压的第一转换电路和具有较低运行电压的与第一转换电路电气分离的第二转换电路中的一定数量的电阻式的传感器元件。此外，本发明还涉及用于借助耦合元件将传感器元件的传感器信号从第一转换电路安全传递至第二转换电路的方法。

背景技术

电动运行的驱动机器通常具有受控的电动机。针对于此，例如如下电动机是公知的，在这些电动机中，相对定子可旋转地支承的转子通过磁性旋转场驱动。为此，定子的相位绕组(定子绕组)加载以相应的交流电流或马达电流，其借助(马达)电子器件来控制和/或调节。马达电子器件在此通常具有用于产生交流电流的功率电子器件以及用于控制或调节的评估电子器件。

为了产生交流电流，功率电子器件具有桥电路，桥电路经(马达)整流器(逆变器)将连着的(直流电压)中间电路的直流电压转换为用于驱动转子的多相交流电流。桥电路在此例如由相当于相位数量的数量的(IGBT)桥模块来构建。功率电子器件或桥模块在此通过作为(马达)控制单元的控制器在评估电子器件侧进行调节，从而确保电动机的尽可能安全且高效的运行。

尤其是在驱动重负载的情况下需要较高的交流电流，以便产生电动机的足够的转矩。这导致在功率电子器件的区域中的较高的(运行)电压，其不仅对于控制器和其构件，而且也对于使用者可能是危险的，并且可能是有害的(高伏电压)。功率电子器件和评估电子器件因此通常布置在两个彼此电气分离的转换电路中。为了控制和/或调节的目的，信号在功率电子器件的高电压侧的转换电路(“热侧”)与评估电子器件的低电压侧的转换电路(“冷侧”)之间借助耦合元件进行交换。

为了监控运行以及为了识别出电动机的错误，通常设置有电阻式的传感器元件用于测量物理参量，例如温度。传感器元件在此在结构上牢固地安装在功率电子器件的区域中，尤其是(IGBT)桥电路或定子绕组的区域中。在此优选地，每个IGBT桥模块配属有用于监控的传感器元件。

换言之，传感器元件布置在高电压侧的转换电路中，其中，将用于评估的传感器信号传递到低电压侧的转换电路上。尤其是在安全功能方面，其中，电动机例如在IGBT桥模块的过热或过载期间应该安全地切断，在此需要传感器元件的如下传感器信号，该传感器信号与电阻式的传感器元件的最小或最大的阻值成比例。换言之，最小或最大的阻值以信号形式表明了被监控的电构件与正常运行的偏差，并且因此对于错误识别来说是特别重要的。

针对该目的，例如可想到的是，将传感器元件的测量信号在高电压侧相互比较，其中，相应于最大阻值的测量信号作为传感器信号借助模拟的耦合元件传递到控制器上。不利的是，这种模拟信号的传递是相对高成本且高费用的，并且在传递期间的信号质量方面是比较不精确的。

同样可想到的是，传感器元件单个地通过分别配属的耦合元件传递各自的测量信号，其中，关于最大值或最小值形成的评估在低电压侧的转换电路中实现。这意味着，需要相当于传感器元件的数量的数量的耦合元件，因此这种解决方式是费用较高且电路密集的。

此外，也可能的是，使用低电压侧的传感器元件，其具有相对于高伏电压的隔离件。然而，这种隔离件不利地影响传感器元件的测量精确性，并且因此从安全技术的角度看，在考虑到对过热情况的高效识别的情况下是不适用的。

另外的可能性例如是，在功率侧借助微控制器使测量信号数字化，并且为了进一步的评估借助耦合元件将其发送到评估电路。然而，由于高伏电压需要较高成本的微控制器，因此马达电子器件的制造成本不利地提高。

发明内容

本发明的任务是，说明一种特别适用于借助耦合元件将一定数量的电阻式的传感器元件的传感器信号从第一转换电路传递到电气分离的第二转换电路的方法。此外，应说明适用于此的电路装置和具有这种电路装置的电动机。

根据本发明，在方法方面上述任务利用独立权利要求1的特征来解决。在电流装置方面上述任务利用独立权利要求4的特征来解决，并且在具有该电路装置的电动机方面根据本发明利用独立权利要求12的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是各从属权利要求的主题。

根据本发明的方法涉及借助耦合元件将一定数量的电阻式的传感器元件的传感器信号从具有在较高电压电势上的运行电压的第一转换电路安全传递至具有在较低电压电势上的运行电压的电气分离的第二转换电路。该方法尤其是适合于且被设计成用于监控电动驱动器的一定数量的桥模块的运行状态。