本发明专利技术涉及一种耦合器（1），该耦合器用于通过至少一条第一信号线（4a）和第二信号线（4b）将模拟的由至少一个具有第一地电位（2a）的发送器（2）发出的信号（3）差分地传输给具有第二地电位（5a）的接收器（5），其中所述耦合器（1）具有用于所述信号（3）的通过第一信号线（4a）或者通过第二信号线（4b）传输的份额（3a、3b）的滤波装置（6），其中这个滤波装置（6）无电位或者使用所述第二地电位（5a）并且其中所述信号（3）的由滤波装置（6）滤波的份额（3a’、3b’）在比较器（7）中被合并，以用于形成有待输送给所述接收器（5）的信号（8），并且其中所述比较器（7）使用所述第二地电位（5a）。本发明专利技术还涉及一种用于进行信号传输的系统（50）以及一种具有所述耦合器（1）和/或系统（50）的变压器（100）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在不同的地电位之间的信号的抗干扰的传输
本专利技术涉及用于在具有第一地电位的发送器与具有第二地电位的接收器之间传输信号的装置。
技术介绍
通常向用电来驱动的车辆的传动系中的电动马达馈送多相的交流电压。电能在车辆板上由电池、燃料电池或者其他能源通常作为直流电压来提供。所述多相的交流电压由这种直流电压用逆变器来产生。为此，用于所述电动马达的交流电压供给结构的相位在快速的时间节拍中交替地与直流电压源的正极和负极相连接。这通过所述逆变器中的由转换元件构成的布置结构来实现。DE102012209276A1公开了一种基于半导体转换元件的、包括用于所述转换元件的门的操控线路的逆变器，所述操控线路包括相应的门驱动器。在此，通常向被连接到直流电压源的负极与交流电压供给结构的相位之间的、也被称为“低侧”转换元件的转换元件的门驱动器供给共同的门驱动器-电压供给结构。所述逆变器的各个转换元件的、在该逆变器的正常运行中快速节拍式的转换在直流电压电位与转换元件之间的连接电线的寄生的电感中感生电压，所述电压导致配属于交流电压供给结构的各个相位的不同门驱动器之间的接地偏移。在特定的运行情况中，尤其相同的用于“低侧”转换元件的控制信号能够快速地在这些“低侧”转换元件之间来传输。一种用于这样的运行情况的实例是故障状态、尤其是逆变器的故障或者电传动系中的被探测到的短路，在所述故障状态中交流电压供给结构的相位借助于“低侧”转换元件用通过逆变器进行的“主动的短路”来相对于彼此短路。为了克服各个“低侧”门驱动器之间的在此出现的、可能短时间高达200V的接地偏移，为所述“低侧”门驱动器之间的信号传输使用分开电位的传输器。
技术实现思路
在本专利技术的范围内，已经开发了一种耦合器，该耦合器用于通过至少一条第一信号线和第二信号线将模拟的由至少一个具有第一地电位的发送器发出的信号差分地传输给具有第二地电位的接收器。这种耦合器具有用于信号的通过第一信号线或者通过第二信号线来传输的份额的滤波装置。在此，所述滤波装置要么无电位，要么其使用第二地电位，也就是说，它与接收器一起具有所述地电位。所述信号的由滤波装置来滤波的份额在比较器中被合并，以用于形成有待输送给接收器的信号。所述比较器使用所述第二地电位。已经发现，通过这种方式能够在没有分开电位的结构元件的情况下克服发送器与接收器之间的接地偏移。换言之，所述耦合器能够用一种线路来实现，该线路用离散的结构元件可以敷用。这实现很大的成本优点，因为分开电位的结构元件十分昂贵。同时，所述差分的传输也特别好地适合用于抑制通过在时间上持续变换的接地偏移被耦合输入到信号线中的干扰。这些干扰也就是主要是共模干扰。比较器中的计算将信号的通过两条信号线来传输的份额从彼此当中减去，通过这种方式已经去除大部分共模干扰（Gleichtaktstoerung）。这降低了对布置在前面的滤波装置的要求，所述要求又确定所述滤波装置的时间常数并且由此确定信号传输的可能的速度。恰好在传输比如用于主动的短路的与安全相关的控制信号时，延迟时间是重要的特征参量。因此，换句话说原则上能够用简单的RC滤波线路来不仅克服接地偏移而且抑制通过接地偏移的变化而施加到信号上的干扰，而没有采用差分的传输。为此，不过所述RC滤波线路也必须具有处于20μs的数量级中的时间常数，这对于许多与安全相关的应用来说已经太慢。用差分的传输能够利用快得多的时间常数。在一种有利的设计方案中，所述滤波装置包括共模扼流圈。在所述共模扼流圈中，所述信号的通过两条信号线来传输的份额被导引到相互相反地缠绕的电磁线圈上，使得所述在两个信号份额中所包含的共模干扰的磁场相互抵消并且由此以感应的方式抑制共模干扰。所述时间常数在这里仅仅通过芯部的极限频率来限制，所述两个电磁线圈被缠绕到所述芯部上。在另一种有利的设计方案中，所述滤波装置包括用于信号的通过第一信号线来传输的份额的第一低通滤波器和用于信号的通过第二信号线来传输的份额的第二低通滤波器。这些低通滤波器比如能够被构造为RC滤波器，其中能够实现比在非差分的传输时快得多的时间常数。比如，所述低通滤波器能够具有至多5μs、优选至多2μs的时间常数。这些时间常数还总是慢于共模扼流圈。为此，可以更小地并且更便宜地制造一种具有低通滤波器的实施方式，因为不需要磁芯。所述第一地电位与第二地电位之间的接地偏移可能导致所述比较器经受以下意义上的负荷，即：在其输入端上没有加载符合规范的电压。因此，在另一种特别有利的设计方案中，所述耦合器包括至少一个反极性保护元件，所述反极性保护元件被构造用于将加载在至少一条信号线上的、处于比较器的至少一个输入端的规范之外的电压从这个输入端上引开。通过这种方式，能够有利地尤其避免基于半导体的比较器的提早的磨损。为此，所述反极性保护元件比如能够包括两个二极管的、沿着锁止方向被连接到两个预先给定的电位之间的串联线路。而后，所述比较器的被保护的输入端与两个二极管之间的连接在串联线路中相连接。而后，用预先给定的电位来调节允许加载在比较器的输入端上的电压的范围。如果在所述信号线上加载电压，该电压低于较低的预先给定的电位或者高于较高的预先给定的电位，则通过所述通向相应的电位的二极管来引开这个电压。所述两个预先给定的电位就此而言用作“电荷吸收源”。优选所述滤波装置的输入结构元件也被设计为足够耐电压且耐脉冲负荷的结构，以用于承受由于在时间上变化的接地偏移引起的干扰。这比如对于共模扼流圈来说涉及两个互相相反的绕组的导线横截面的尺寸设计以及相应的绝缘结构的耐电压强度。对于作为RC滤波器来实现的低通滤波器来说，主要使电阻经受负荷。本专利技术也涉及一种系统，该系统用于通过至少一条第一信号线和第二信号线将模拟的由至少一个具有第一地电位的发送器发出的信号差分地传输给具有第二地电位的接收器。这种系统除了所描述的耦合器之外还包括逆转的第一放大器和非逆转的第二放大器，其中所述逆转的第一放大器由所述发送器的信号来形成信号的通过第一信号线来传输的份额，并且其中所述非逆转的第二放大器由所述发送器的信号来形成信号的通过第二信号线来传输的份额。所述放大器使用第一地电位，也就是说，它们与发送器一起具有所述地电位。所述放大器不仅能够由发送器的唯一的信号来产生差分的信号对，而且也能够提高通过两条信号线来传输的信号份额的幅度。通过这种方式，能够进一步改进信噪比。在此，由于所述接地偏移可能如此使所述放大器的输出端经受负荷，从而在那里通过所述信号线来加载处于相应的规范之外的电压。对于在半导体的基础上实现的放大器来说，所述半导体可能由此而提前磨损。因此，在另一种特别有利的设计方案中，设置了至少一个反极性保护元件，所述反极性保护元件被构造用于使加载在至少一条信号线上的、处于逆转的和/或非逆转的放大器的输出端规范之外的电压远离这个输出端。在此，所述反极性保护元件尤其比如能够包括被连接到逆转的或者非逆转的放大器的输出端与第一或者第二信号线之间的二极管。如前面所解释的那样，所描述的耦合器和所描述的系统的重要的有效应用是逆变器的多个转换元件之间的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.耦合器（1），用于通过至少一条第一信号线（4a）和第二信号线（4b）将模拟的由至少一个具有第一地电位（2a）的发送器（2）发出的信号（3）差分地传输给具有第二地电位（5a）的接收器（5），其中所述耦合器（1）具有用于所述信号（3）的通过第一信号线（4a）或者通过第二信号线（4b）传输的份额（3a、3b）的滤波装置（6），其中这个滤波装置（6）无电位或者使用所述第二地电位（5a）并且其中所述信号（3）的由滤波装置（6）滤波的份额（3a’、3b’）在比较器（7）中被合并，以用于形成有待输送给所述接收器（5）的信号（8），并且其中所述比较器（7）使用所述第二地电位（5a）。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181213 DE 102018221586.31.耦合器（1），用于通过至少一条第一信号线（4a）和第二信号线（4b）将模拟的由至少一个具有第一地电位（2a）的发送器（2）发出的信号（3）差分地传输给具有第二地电位（5a）的接收器（5），其中所述耦合器（1）具有用于所述信号（3）的通过第一信号线（4a）或者通过第二信号线（4b）传输的份额（3a、3b）的滤波装置（6），其中这个滤波装置（6）无电位或者使用所述第二地电位（5a）并且其中所述信号（3）的由滤波装置（6）滤波的份额（3a’、3b’）在比较器（7）中被合并，以用于形成有待输送给所述接收器（5）的信号（8），并且其中所述比较器（7）使用所述第二地电位（5a）。
2.根据权利要求1所述的耦合器（1），其中所述滤波装置（6）包括共模扼流圈。
3.根据权利要求1到2中任一项所述的耦合器（1），其中所述滤波装置（6）包括用于信号（3）的通过第一信号线（4a）来传输的份额（3a）的第一低通滤波器（6a）和用于信号（3）的通过第二信号线（4b）来传输的份额（3b）的第二低通滤波器（6b）。
4.根据权利要求3所述的耦合器（1），其中所述低通滤波器（6a、6b）具有至多5μs、优选至多2μs的时间常数。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的耦合器（1），包括至少一个反极性保护元件（9），所述反极性保护元件被构造用于将加载在至少一条信号线（4a、4b）上的、处于比较器（7）的至少一个输入端（7a、7b）的规范之外的电压从这个输入端（7a、7b）上引开。
6.根据权利要求5所述的耦合器（1），其中所述反极性保护元件（9）包括两个二极管（9c、9d）的、沿着锁止方向被连接到两个预先给定的电位（9a、9b）之间的串联线路，并且其中所述比较器（7）的输入端（7a、7b）与两个二极管（9c、9d）之间的连接在串联线路中相连接。
7.用于通过至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·埃伯莱因，F·弗里耶斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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