[发明专利]电子保护开关及其运行方法

说明书

本发明涉及一种电子保护开关(2)，其具有接入电压输入端(4)与负载输出端(6)之间的电流路径(3)中的第一半导体开关(Q3)，并且具有与第一半导体开关(Q3)的控制输入端(8)连接的控制设备(10)，其中，第一半导体开关(Q3)依赖于输送给控制设备(10)的负载电流(I_负载)的实际值(I_实际)来驱控，并且其中，控制设备(10)被设立成用于对第一半导体开关(Q3)的电流限制以及切断。此外，本发明还涉及一种用于运行该电子保护开关的方法。

技术领域

本发明涉及一种电子保护开关及其运行方法。

背景技术

限制电流的电子保护开关典型地具有MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)作为半导体开关，即具有可变电阻的元件，以便在发生故障(例如短路或过载)时使得流过消耗器的电流(消耗电流)保持恒定。

在此，尤其地，MOSFET与较快接入的电流限制电路耦合，以便实现恒定电流源。尤其地，电流限制电路将下文又称为消耗电流的负载电流、尤其是其电流强度与预定的额定值进行比较，并相应地改变MOSFET的栅极电压，以便使通过电流、尤其是消耗电流保持恒定。

典型地，消耗电流的电流强度小于预定的额定值。基于此，栅极电压增大，从而使得MOSFET饱和。在发生故障时，借助电流限制电路限制消耗电流。例如，图1示出了根据该现有技术的消耗电流的时间变化曲线，其中，在时刻t＝0时发生短路。在此，用I_d标记消耗电流/负载电流。在此，尤其是由于电流限制电路的结构类型所导致地，在尤其是负载中开始发生故障到输出开关信号或控制信号之间经过有限的(反应)时间。开始发生故障时，这种延迟作为消耗电流中的电流峰值表现。在此，在发生短路情况下，消耗电流例如具有几百安培的电流强度，其中，电流峰值的持续时间尤其依赖于电流限制电路的反应时间。例如，MOSFET在电流限制电路的反应时间相对较慢的情况下失效，如图2所示，对电流源的供电电压或输入电压(这在图2中称为“输入电压”)造成额外的干扰。

尤其地，改善电流限制电路的反应速度关系到使用成本相对较高的部件，并降低了调节回路(电流限制电路)的稳定性。基于此，例如尤其不希望从电流限制电路出发输出的信号发生振荡，进而是在负载条件变化下的负载电流发生振荡。

为了在相对不同的负载条件下能够使用限制电流的电子保护开关，典型地使用尤其是具有充分反应时间的电流限制电路以及充分考虑到电流峰值的MOSFET。然而，尤其是调节回路中仍然出现不稳定性。此外，MOSFET可能被超规格，这又会不利地提高成本。

发明内容

本发明的任务是说明一种合适的电子保护开关，借助该电子保护开关保护负载免遭过载或短路。此外，本发明还说明一种用于运行该电子保护开关的方法。

，该任务通过根据本发明所述的电子保护开关来解决。该任务还通过根据本发明所述的用于运行根据本发明所述的电子保护开关的方法来解决。有利的设计方案和改进方案将在下文中进一步描述。与电子保护开关相关的实施方案按意义地也适用于方法，并且反之亦然。

为此，保护开关包括接入电压输入端与负载输出端之间的电流路径中的第一半导体开关以及与第一半导体开关的控制输入端连接的控制设备。在此，第一半导体开关依赖于输送给控制设备的负载电流的实际值来驱控。此外，控制设备被设立成用于对第一半导体开关进行电流限制以及用于切断，也就是被设立成用于将半导体开关切换成电流截止态(进行电流截止)。

优选地，电子保护开关具有电流传感器，其用于检测负载电流，尤其是其电流强度，并用于提供负载电流的实际值，该电流传感器接入电流路径中。适当地，电流传感器在此与第一半导体开关串联地接到电流路径中。优选地，电流传感器将尤其是代表负载电流的实际值作为电压或电压值给予控制设备。