断路开关制造技术

一种断路开关，其设置用于实现双向钳位，所述断路开关具有第一电流路径(56)和第二电流路径(58)，其中，在所述第一电流路径(56)中布置第一断路开关元件组和第二断路开关元件组并且在所述第二电流路径(58)中布置第三断路开关元件组和第四断路开关元件组，其中，能够操控每个断路开关元件组。够操控每个断路开关元件组。够操控每个断路开关元件组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】断路开关


[0001]本专利技术涉及一种具有双向钳位的断路开关(Trennschalter)，其尤其用于机动车的车载网络中。本专利技术还涉及一种用于检查断路开关、尤其是在此所述类型的断路开关的方法。

技术介绍

[0002]在汽车使用中，车载网络应理解为机动车中所有电部件的整体。因此，其中既包括用电器，又包括供应源(例如发电机)或电存储器(例如电池)。在机动车中应当注意，电能如此可供使用，使得机动车可以随时启动并且在运行期间确保充足的电供应。但是，即使在停放状态中，用电器仍应能够在适当的时间段内运行，而不影响随后的启动。
[0003]在具有电辅助的或纯电实施的安全相关功能(例如转向或制动)的机动车中，在行驶期间存在对这些功能的可用性的高要求。在考虑到符合ISO 26262的功能安全的情况下，这种功能可以借助根据分级ASIL C或D的可用性进行分类。
[0004]ASIL(Automotive Safety Integrity Level，汽车安全完整性等级)是ISO 26262的关键组成部分。ASIL等级分别在开发过程的开始时确定。为此，分析系统功能并将其与可能的风险关联。ASIL
‑
A具有最低的风险级别，ASIL
‑
D具有最高的风险级别。
[0005]根据车载网络的供应架构，这需要电断路装置用于与高度可靠的部分供应网络(例如ASIL C或D，在此称为Kl.30_1)以及常规的部分供应网络(分级例如QM，在此称为Kl.30_0)解耦。QM是低于ASIL A的分级，并且意味着仅执行常规的质量措施。在车载网络部分Kl.30_0发生短路或过电流的情况下，该车载网络部分通过断路开关与高度可靠的车载电源部分Kl.30_1断路，以便借助来自Kl.30_1的供应保持功能(例如转向装置或制动器)不受干扰。在此，断路开关的安全目标是“安全断路”。
[0006]文献DE 10 2008 043 402 A1描述一种用于保护连接到车载网络的装置免受过电压影响的方法，在该方法中设置，将过电压馈送到耗散(abbauen)过电压的消损能量(energievernichtende)的负载。例如，可以将消损能量的负载构造为启动器。
[0007]从文献DE 10 2014 201 581 A1中已知一种用于将车载网络与直流电压转换器分离的方法。在该方法中设置，借助直流电压转换器将供应电压转换为车载网络电压，求取在半导体整流器元件中的至少一个处的阻断电压，并且根据所求取的阻断电压的值来操控用于将车载网络与直流电压转换器去耦的断路开关。

技术实现思路

[0008]在此背景下，提出一种根据权利要求1的断路开关和一种具有权利要求8的特征的方法。由从属权利要求和说明书中得出实施方式。
[0009]所提出的具有双向钳位的断路开关具有第一电流路径和第二电流路径，其中，在第一电流路径中布置有第一断路开关元件组和第二断路开关元件组，并且在第二电流路径中布置有第三断路开关元件组和第四断路开关元件组。在此，在构型中能够分开地或单独
地操控断路开关元件组中的每个。这意味着，可以独立于其他断路开关元件组地操控每个断路开关元件组。原则上，设置每个路径的共同操控就足够。
[0010]重要的是，断路开关元件组(这些断路开关元件组通常具有一系列断路开关元件，例如诸如MOSFET之类的半导体开关)彼此如此布置，使得能够在两个方向上实现电流流动的阻断。
[0011]因此，提出具有钳位元件(例如续流二极管和齐纳二极管)的断路开关的简化结构，这些钳位元件在关断时在两个电流方向上起作用并且因此仅需要一次。此外，应当能够在行驶周期的开始时或者甚至在运行中执行对断路开关元件的阻断能力的诊断。
[0012]在此，在构型中设置，断路开关划分成两个并联的电流路径，其具有断路开关元件的组(例如MOSFET组)，总归需要这些来引导全部电流。通过交换两组中的MOSFET布置得出如下可能性：一方面，为两个电流方向设置共同的过电压钳位，另一方面设置共同的续流路径。
[0013]此外，还可以在运行中分别短暂地关断MOSFET组，以便检查元件。
[0014]所提出的用于检查断路开关的方法尤其可以借助在此所述类型的断路开关来执行。该方法也可以称为用于在如下断路开关中执行诊断的方法：在该断路开关中，在至少一个电流路径中设置有第一断路开关元件组和第二断路开关元件组。在此，将电阻连接在两个断路开关元件组之间并且然后监测两个断路开关元件组之间的电位。替代地，也可以使用电流源或电流阱(Stromsenke)。如果在上拉电阻的情况下不能提高电位，或者在下拉电阻的情况下借助电阻不能降低电位，则断路开关元件中的至少一个是故障的。
[0015]本专利技术的其他优点和构型从描述和相应的附图中得出。
[0016]可以理解，在不脱离本专利技术的范畴的情况下，上面所提及的和下面带阐述的特征不仅能够以分别说明的组合使用，而且能够以其他组合或单独使用。
附图说明
[0017]图1示出断路开关的一种实施方式；
[0018]图2示出所提出的断路开关的一种实施方式；
[0019]图3示出图3中的断路开关以及电流流动的图示；
[0020]图4示出所提出的断路开关的另一实施方式。
具体实施方式
[0021]基于附图中的实施方式示意性示出并且在下文中参照附图详细描述本专利技术。
[0022]图1示出断路开关的一种实施方式，该断路开关整体以附图标记10进行标记并且该断路开关基于迄今用于保护高度可靠的子车载网络的断路开关。该图示示出断路开关10，其布置在常规车载网络(该车载网络在此由端子Kl.30_0 12表示并具有QM分级)与安全相关的车载网络(该车载网络在此由端子Kl.30_1 14表示并包括能量源、例如电池)之间。安全相关的用电器(例如转向装置或制动器)连接到Kl.30_1 14。
[0023]该图示具有第一晶体管组T1 20和第二晶体管组T2 22作为断路开关元件组，这些晶体管组彼此以背对背布置方式布置。该图示还分别示出两个晶体管组20和22的晶体管的体二极管。为了操控第一晶体管组T1 20，设置第一栅极驱动器24，并且为了操控第二晶体
管组22，设置第二栅极驱动器26。此外，为了进行电压限制，与第一晶体管组T1 20并联地设置有第一齐纳二极管D1 28并且与第二晶体管组T2 22并联地设置有第二齐纳二极管30。
[0024]断路开关10可以在两个方向上阻断。如果在端子Kl.30_0 12处存在短路，则可以借助第一晶体管组T1 20抑制电流流动。相反方向上的电流流动可以借助第二晶体管组T2 22抑制，以便保护第一晶体管组T1 20中的体二极管免受不受控制的电流流动。
[0025]应注意的是，借助齐纳二极管D1/D2 28/30的过电压钳位不以接地为基准(massebezogen)，并且因此取决于供应电压水平而可能产生不期望的过电压。
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种断路开关，所述断路开关设置用于能够实现双向钳位，所述断路开关具有第一电流路径(56，106)和第二电流路径(58，108)，其中，在所述第一电流路径(56，106)中布置有第一断路开关元件组和第二断路开关元件组，并且在所述第二电流路径(58，108)中布置有第三断路开关元件组和第四断路开关元件组，其中，能够操控每个断路开关元件组。2.根据权利要求1所述的断路开关，在所述断路开关中，在两个电流路径(56，58，106，108)中设置有附加的断路开关元件。3.根据权利要求1或2所述的断路开关，在所述断路开关中，在所述第一电流路径(56，106)中在两个断路开关元件组之间连接有上拉电阻(40，72，130)，并且在所述第二电流路径(58，108)中在两个断路开关元件组之间连接有下拉电阻(76，140)，所述上拉电阻和下拉电阻用于检查相应的断路开关元件。4.根据权利要求2和3所述的断路开关，在所述断路开关中，每个电流路径(56，58，106，108)附加地配属有诊断网络。5.根据权利要求1至4中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：