用于对用电器稳定地供电的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于由缓冲存储器(40)对在正常运行中由能量存储器(10)供电的用电器(20)稳定地供电的装置(30)。所述装置(30)包括一个直流变换器(35)、多个可控制的切换元件(S1，..，S5)和一个用于根据所述装置(30)的输入电压(U1)控制所述多个可控制的切换元件(S1，..，S5)的切换状态(1；0)的控制单元(34)。装置(30)构成用于，a)当输入电压(U1)大于预定的第一边界电压(Ugs1)时，在正常运行下绕过具有损耗功率的构件直接由能量存储器(10)对用电器(20)供电，其中第一边界电压(Ugs1)是用电器的用于对其供电的最低电压；b)当输入电压(U1)下降预定的第一边界电压(Ugs1)之下时，通过由能量存储器(10)馈电的直流变换器(35)对用电器(20)供电，其中，直流变换器(35)将输入电压转换为用电器的运行电压；并且c)当输入电压下降到预定的第二边界电压(Ugs2)之下直到缓冲存储器(40)的电压(U3)达到预定的第二边界电压(Ugs2)时，由缓冲存储器(40)对直流变换器(35)馈电，其中，预定的第二边界电压(Ugs2)是直流变换器(35)的用于其运行的最低电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于由缓冲存储器对在正常运行中由能量存储器供电的用电器稳定地供电的装置。尤其是所述装置涉及对连接到车辆车载电网上的用电器稳定地供电。
技术介绍
对用电器、例如暂时存在于车辆中的测量技术系统稳定地通过设置作为缓冲存储器的缓冲蓄电池或缓冲电容器进行供电。基于不仅在能量消耗中而且在充电时高的容量和短时间可达到的高的电流，作为缓冲存储器大多使用以所谓的超级电容器(也称为Ultracap或Supercap)形式的电化学的电容器。通过缓冲存储器应该保证，用电器在通过能量存储器供电的电压低于对于运行用电器必需的最低电压的情况下时不会不期望地失灵或示出未定义的行为。缓冲存储器通常这样确定尺寸，使得能够实现用电器的短时间的运行，从而所述用电器可以进入确定的状态中或可以被置于确定的状态中。能量存储器在该针对车辆的示例中可以是车辆蓄电池，所述车辆蓄电池在供电线夹上提供的电压基于车辆中动态的过程可能波动。但原则上，该问题可能在其他应用中出现。简单起见，在本说明书中参考在车辆中的应用，然而其中该应用不应被视为限制。为了阻止在低于对于用电器运行必需的最低电压时也由缓冲存储器对其他构件供电，这将强烈缩短用于对用电器稳定地供电的时间，在用电器和缓冲存储器连接到其上的节点与能量存储器或其他构件之间设置二极管。二极管的存在随之带来，通过电压降造成原则上应该避免的不希望的损耗功率(热量)。此外通过缓冲存储器可供给用电器的电压幅度减少了在二极管上下降的电压。因此基于用电器的必需的最低电压可能只利用缓冲存储器的小的工作范围。为了可以独立于能量存储器的电压对用电器提供恒定大小的电压，在提到的节点和能量存储器之间也可以设置直流变换器。通过所述直流变换器，由能量存储器提供的电压(通常)向上(st印-up)转换，由此可以提高缓冲存储器的工作范围。然而在运行中，直流变换器也造成作为热量而放出的不断的损耗功率。
技术实现思路
本专利技术的任务是，给出一种结构上和/或功能上改善的装置，以用于由缓冲存储器以在正常运行中由能量存储器供电的用电器稳定地供电。该任务通过按照权利要求1的特征的装置解决。有利的构造方案由从属权利要求得出。提出一种用于由缓冲存储器对在正常运行中由能量存储器供电的用电器稳定地供电的装置，所述装置包括一个直流变换器、多个可控制的切换元件和一个用于根据所述装置的输入电压控制所述多个可控制的切换元件的切换状态的控制单元。所述装置构成用于，当输入电压大于预定的第一边界电压时，在正常运行下绕过具有损耗功率的构件直接由能量存储器对用电器供电，其中，第一边界电压是用电器的用于对其供电的最低电压。由此只要所述用电器的供电的稳定不是必需的，所述用电器可以以稳压装置的最小化的损耗运行。所述装置进一步构成用于，当输入电压下降到预定的第一边界电压之下时，通过由能量存储器馈电的直流变换器对用电器供电，其中，直流变换器将输入电压转换为用电器的运行电压。当通过能量存储器不再能提供用电器的最低电压时，才激活直流变换器。所述直流变换器首先由能量存储器馈电，从而还无须激活缓冲存储器以用于稳定用电器的供电。这因此能够实现，将缓冲存储器的激活在时间上向后推移。所述装置此外构成用于，当输入电压下降到预定的第二边界电压之下直到缓冲存储器的电压达到预定的第二边界电压时，由缓冲存储器对直流变换器供电，其中，预定的第二边界电压是直流变换器的用于其运行的最低电压。缓冲存储器因此通过所述装置经由直流变换器与用电器连接。在此当由能量存储器提供的电压不再足够运行直流变换器时，才进行该连接。提出的装置因此能够实现缓冲存储器的较迟的放电开始，这能够实现对用电器较长地供电。此外缓冲存储器可以相比于已知的解决方案较深地放电，这同样能够实现用电器对较长地供电。此外，缓冲存储器基于不存在二极管而可以充电到较高的电压，这附加地随之带来放大的电压幅度(Spannungshub)并且进一步能够实现对用电器较长地供电。每个措施本身单独以及结合地随之带来缓冲存储器最大化的缓冲能力。结果是，利用该装置运行的用电器与能量存储器的波动或失灵无关地进行优化的稳定。在正常运行中不产生损耗功率。此外不会产生临界的用电器电压状态。所述装置可以包括可控制的第三切换元件，用电器通过所述第三切换元件可直接与能量存储器连接，由此用电器在正常运行中在绕过具有损耗功率的构件的情况下可由能量存储器供电。由此所述装置的放热最小。所述装置可以包括可控制的第四切换元件，所述第四切换元件连接在直流变换器的输出端和所述装置的输出端之间，其中，直流变换器通过第四切换元件可与用电器连接。如果第四切换元件闭合，则第三切换元件打开，从而用电器和能量存储器之间的直接连接分开。所述装置可以包括可控制的第一切换元件，所述第一切换元件连接在直流变换器的输入端和所述装置的输入端之间，其中，直流变换器通过第一切换元件可与能量存储器连接，由此当输入电压下降到预定的第一边界电压之下时，用电器可通过由能量存储器馈电的直流变换器供电。所述装置可以包括可控制的第二切换元件，所述第二切换元件连接在直流变换器的输入端和用于缓冲存储器的连接端之间，由此当输入电压下降到预定的第二边界电压之下时，用电器可通过由缓冲存储器馈电的直流变换器供电。所述装置可以这样构成，使得第一和第二切换元件在正常运行中不包括相同的切换状态，其中正常运行包括除了安全切断之外的所有的运行状态，在所述安全切断中，所述装置的所有切换元件切换为截止。这表示，当第一切换元件闭合时，第二切换元件打开，并且反之亦然。由此保证，只有能量存储器或缓冲存储器与直流变换器的输入端连接。这可以通过对应地操控所述两个切换元件或通过设置为硬件的电路保证，从而第一和第二切换元件可以利用仅一个控制信号置于相应的切换状态中。所述装置可以包括可控制的第五切换元件，所述第五切换元件连接在直流变换器的输出端和用于缓冲存储器的连接端之间，由此可以对缓冲存储器充电。第五切换元件可以以给定的间隔闭合，如果用电器不被提供能量的话。第五切换元件可以以给定的间隔闭合，如果用电器不通过直流变换器、而是直接由能量存储器提供能量的话。第五切换元件可以以给定的间隔闭合，如果用电器通过直流变换器提供能量的话。当然，当缓冲存储器应该通过闭合第五切换元件充电时，直流变换器的输入端和所述装置的输入端之间的连接也必须闭合，以便为直流变换器提供能量。换句话说，这表示，第一切换元件也必须闭合。切换元件的控制通过控制单元进行。这表示，所述控制单元为了实施该任务必须被供应电压。为此控制单元由所述装置的输入端或由缓冲存储器供应电压。因此确保，控制单元不仅在第一次的运行和还空的缓冲存储器的情况下而且在空的能量存储器和缓冲运行的情况下起作用一直到最后。控制单元可以构成用于检测输入电压。控制单元可以构成用于，检测直流变换器的输出电压。控制单元可以构成用于在测量技术上检测缓冲存储器的电压。根据至少一个所述电压，控制单元可以构成用于，确定切换元件、即第一至第五切换元件的切换状态(闭合或打开)。缓冲存储器可以是电化学的电容器、例如超级电容器或超级电容。它们包括高的能量密度和用于快速的充电和放电的可能性。缓冲存储器可以这样确定尺寸，使得所述缓冲存储器在其放电开始之后能够实现为本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于由缓冲存储器(40)对在正常运行中由能量存储器(10)供电的用电器(20)稳定地供电的装置(30)，其中，所述装置(30)包括一个直流变换器(35)、多个可控制的切换元件(S1，..，S5)和一个用于根据装置(30)的输入电压(U1)控制所述多个可控制的切换元件(S1，..，S5)的切换状态(1；0)的控制单元(34)，其中，所述装置(30)构成用于，a)当输入电压(U1)大于预定的第一边界电压(Ugs1)时，在正常运行下绕过具有损耗功率的构件直接由能量存储器(10)对用电器(20)供电，其中，第一边界电压(Ugs1)是用电器的用于对其供电的最低电压；b)当输入电压(U1)下降到预定的第一边界电压(Ugs1)之下时，通过由能量存储器(10)馈电的直流变换器(35)对用电器(20)供电，其中，直流变换器(35)将输入电压转换为用电器的运行电压；并且c)当输入电压下降到预定的第二边界电压(Ugs2)之下直到缓冲存储器(40)的电压(U3)达到预定的第二边界电压(Ugs2)时，由缓冲存储器(40)对直流变换器(35)馈电，其中，预定的第二边界电压(Ugs2)是直流变换器(35)的用于其运行的最低电压。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·米特迈尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE