DE102016209354A1 - DEVICE FOR PROTECTING AN ELECTRICAL NETWORK IN A VEHICLE AND A PASSENGER NET AND A VEHICLE - Google Patents

DEVICE FOR PROTECTING AN ELECTRICAL NETWORK IN A VEHICLE AND A PASSENGER NET AND A VEHICLE Download PDF

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Matthias Godau
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Thomas Müller
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überstromschutzvorrichtung für ein elektrisches Netz, insbesondere für ein Hochvolt-Fahrzeugbordnetz, sowie ein solches elektrisches Netz mit einer Überstromschutzvorrichtung, die einen Halbleiterschalter, der eingerichtet ist, eine Versorgungsleitung des Netzes zu trennen, und eine Strommessvorrichtung, die eingerichtet ist, einen Wert eines Indikators für die Stärke eines durch den Halbleiterschalter fließenden Laststroms zu erfassen, aufweist. Die Überstromschutzvorrichtung weist außerdem eine Steuervorrichtung auf, die eingerichtet ist, den Halbleiterschalter abzuschalten, wenn gemäß einer vorbestimmten Auslösungscharakteristik, die ein Auslösekriterium für die Überstromschutzvorrichtung in Abhängigkeit von dem Wert des Indikators festlegt, für den von der Strommesseinheit erfassten Wert des Indikators das Auslösekriterium erfüllt ist, wobei die Auslösungscharakteristik mittels wenigstens eines einstellbaren Parameters beeinflussbar ist, um das Auslösekriterium anzupassen.The invention relates to an overcurrent protection device for an electrical network, in particular for a high-voltage vehicle electrical system, and such an electric network with an overcurrent protection device, which is a semiconductor switch which is adapted to disconnect a supply line of the network, and a current measuring device which is set up a To detect value of an indicator of the strength of a current flowing through the semiconductor switch load current has. The overcurrent protection device also has a control device which is set up to switch off the semiconductor switch if, in accordance with a predetermined triggering characteristic which determines a triggering criterion for the overcurrent protection device as a function of the value of the indicator, the trigger criterion is met for the value of the indicator detected by the current measuring unit wherein the triggering characteristic can be influenced by means of at least one adjustable parameter in order to adapt the triggering criterion.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz eines elektrischen Netzes in einem Fahrzeug sowie ein Bordnetz für ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung und ein Fahrzeug mit einem solchen Bordnetz.The invention relates to a device for protecting an electrical network in a vehicle and an electrical system for a vehicle with such a device and a vehicle with such a vehicle electrical system.

Elektrische Komponenten in einem Fahrzeug, beispielsweise Elektromotoren, Klimaanlage, Batterien etc., werden über elektrische Leitungen mit elektrischer Energie versorgt bzw. beliefert bzw. geben elektrische Energie über diese Leitungen ab. Bei einem Defekt oder Fehler einer einzelnen Komponente bzw. einer Leitung besteht durch einen geänderten Stromfluss, insbesondere beim Auftreten von Kurzschlüssen, u. U. eine Gefährdung für andere Komponenten, Leitungen, oder Personen, insbesondere für Wartungspersonal während der Instandsetzung oder Wartung.Electrical components in a vehicle, such as electric motors, air conditioning, batteries, etc., are supplied or supplied with electrical energy via electrical lines or emit electrical energy via these lines. In the case of a defect or fault of a single component or a line, there is a change in the flow of current, in particular when short circuits occur, u. U. a hazard to other components, lines, or people, especially for maintenance personnel during repair or maintenance.

Zum Absichern von elektrischen Leitungen und/oder elektrischen Komponenten im Automobilbereich werden in der Regel Schmelzsicherungen verwendet, in denen ein oberhalb des Auslöse- bzw. Nennstroms der Schmelzsicherung liegender hoher Strom, beispielsweise ein Kurzschlussstrom, und/oder ein hoher Energiefluss oberhalb einer Auslöseschwelle der Schmelzsicherung, beispielsweise bedingt durch einen hohen Stromfluss über eine längere Zeitspanne hinweg, einen Schmelzleiter zum Abschmelzen bringt und dadurch der Stromkreis unterbrochen wird.In order to protect electrical lines and / or electrical components in the automotive sector, fuses are generally used in which a high current lying above the tripping or rated current of the fuse, for example a short-circuit current, and / or a high energy flux above a tripping threshold of the fuse For example, due to a high current flow over a longer period of time, brings a fusible conductor to melt and thereby the circuit is interrupted.

Dabei ist die Auslösecharakteristik, die eine Zeit-Strom-Kennlinie definiert, welche die Abschaltzeit einer Überstromschutzeinrichtung, insbesondere von Schmelzsicherungen bei verschiedenen Stromstärken, darstellt, bei Schmelzsicherungen in der Regel mit Toleranzen behaftet, wodurch möglicherweise einerseits geringfügige Überströme nicht erkannt werden können und andererseits eine Auslösung selbst dann stattfinden kann, wenn ein vordefinierter Auslösestrom bzw. Energiefluss nicht überschritten wurde. Darüber hinaus ist bei Schmelzsicherungen das Auslöseverhalten stark temperaturabhängig und lässt sich daher nur schlecht reproduzieren.In this case, the tripping characteristic, which defines a time-current characteristic which represents the turn-off time of an overcurrent protection device, in particular of fuses at different currents, with fuses usually fraught with tolerances, whereby possibly on the one hand minor overcurrents can not be detected and on the other hand Tripping can take place even if a predefined tripping current or energy flow was not exceeded. Moreover, in the case of fuses, the tripping behavior is strongly temperature-dependent and can therefore only be reproduced poorly.

Ein weiterer Nachteil von Schmelzsicherungen ist die mangelnde Sensitivität gegenüber Starkströmen, die nur für sehr kurze Zeitspannen fließen, wodurch insbesondere elektronische Halbleiterelemente beschädigt werden können.Another disadvantage of fuses is the lack of sensitivity to heavy currents, which flow only for very short periods of time, which in particular can damage electronic semiconductor elements.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lösung zum Schutz eines elektrischen Fahrzeugbordnetzes, insbesondere gegen Kurzschlüsse und Überlast, anzugeben.It is an object of the invention to provide an improved solution for protecting an electrical vehicle electrical system, in particular against short circuits and overload.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung zum Schutz eines elektrischen Netzes für ein Fahrzeug sowie ein Bordnetz für ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung und ein Fahrzeug mit einem solchen Bordnetz gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the device for protecting an electrical network for a vehicle and an electrical system for a vehicle with such a device and a vehicle with such a vehicle electrical system according to the independent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Überstromschutzvorrichtung für ein elektrisches Netz, insbesondere für ein Hochvolt-Fahrzeugbordnetz, welche einen Halbleiterschalter aufweist, der eingerichtet ist, eine Versorgungsleitung des Netzes zu trennen, und eine Strommessvorrichtung, die eingerichtet ist, einen Wert eines Indikators für die Stärke eines durch den Halbleiterschalter fließenden Laststroms zu erfassen. Die Überstromschutzvorrichtung weist außerdem eine Steuervorrichtung auf, die eingerichtet ist, den Halbleiterschalter abzuschalten, wenn gemäß einer vorbestimmten Auslösungscharakteristik, die ein Auslösekriterium, insbesondere eine Abschaltzeit, für die Überstromschutzvorrichtung in Abhängigkeit von dem Wert des Indikators festlegt, für den von der Strommesseinheit erfassten Wert des Indikators das Auslösekriterium erfüllt ist, wobei die Auslösungscharakteristik mittels wenigstens eines einstellbaren Parameters beeinflussbar ist, um das Auslösekriterium anzupassen.A first aspect of the invention relates to an overcurrent protection device for an electrical network, in particular for a high-voltage vehicle electrical system, which comprises a semiconductor switch which is adapted to disconnect a supply line of the network, and a current measuring device which is set up, a value of an indicator for the To detect strength of a current flowing through the semiconductor switch load current. The overcurrent protection device further comprises a control device configured to turn off the semiconductor switch when, according to a predetermined triggering characteristic defining a triggering criterion, in particular a turn-off time, for the overcurrent protection device depending on the value of the indicator, for the value of the detected value of the current measuring unit Indicator the triggering criterion is met, the triggering characteristic can be influenced by means of at least one adjustable parameter to adjust the triggering criterion.

Durch einen Halbleiterschalter mit einer durch mindestens einen Parameter einstellbaren Auslösecharakteristik kann die Trennung einer Versorgungsleitung eines elektrischen Netzes, insbesondere eines Hochvolt-Fahrzeugbordnetzes, flexibel und situationsabhängig durchgeführt werden. Die einstellbare Auslösecharakteristik ist bevorzugt eine leitungsspezifische und/oder komponentenspezifische Auslösecharakteristik, d. h. eine im Hinblick auf insbesondere den Durchmesser und/oder das Material der elektrischen Leitung(en) und/oder die Leistungsaufnahme einer oder mehrerer Komponenten des elektrischen Netzes (aus)gewählte Auslösecharakteristik, gewählt. Bevorzugt können die Abschaltzeiten bzw. Auslösezeiten des Halbleiterschalters dadurch flexibel gewählt werden, d. h. es kann insbesondere eingestellt werden, bei welchem Überstrom die Überstromschutzeinrichtung wie schnell auslöst bzw. nach welcher Zeitspanne der Halbleiterschalter abgeschaltet wird.By a semiconductor switch with an adjustable by at least one parameter tripping characteristic, the separation of a supply line of an electrical network, in particular a high-voltage vehicle electrical system, can be performed flexibly and situation-dependent. The adjustable tripping characteristic is preferably a line-specific and / or component-specific tripping characteristic, ie. H. a selected in view of particular diameter and / or the material of the electrical line (s) and / or the power consumption of one or more components of the electrical network (selected) tripping characteristic. Preferably, the turn-off or trip times of the semiconductor switch can be flexibly chosen, d. H. In particular, it can be set at which overcurrent the overcurrent protection device triggers as quickly or after which time period the semiconductor switch is switched off.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung das Steuern des Halbleiterschalters auf eine flexible und zuverlässige Weise.Overall, the invention enables the semiconductor switch to be controlled in a flexible and reliable manner.

Der Halbleiterschalter kann dabei ein oder auch mehrere Halbleiterschalter aufweisen. Insbesondere können mit mehreren Halbleiterschaltern mehrere Versorgungsleitungen getrennt werden. Insbesondere ein integrierter Schaltkreis mit mehreren Halbleiterschaltern vorgesehen sein, wobei jeder der mehreren Halbleiterschalter bevorzugt so von der Steuervorrichtung angesteuert werden kann, so dass jeweils eine der mehreren Versorgungsleitungen getrennt wird.The semiconductor switch can have one or more semiconductor switches. In particular, several supply lines can be disconnected with a plurality of semiconductor switches. In particular, an integrated circuit with a plurality of semiconductor switches may be provided, each of the plurality of semiconductor switches preferably being of the type Control device can be controlled so that each one of the several supply lines is disconnected.

In einer bevorzugten Ausführung gleicht die Steuervorrichtung den Wert des Indikators für den Laststrom, der durch den Halbleiterschalter fließt, mit dem Auslösekriterium ab, so dass eine Überlast der Versorgungsleitung erkannt und der Halbleiterschalter abgeschaltet wird.In a preferred embodiment, the control device compensates the value of the indicator for the load current flowing through the semiconductor switch with the trigger criterion, so that an overload of the supply line detected and the semiconductor switch is turned off.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird durch die Ermittlung des Werts des Indikators für den durch den Halbleiterschalter fließenden Laststrom ein Überlastzustand, insbesondere eine über eine vorgegebene geflossene elektrische Ladungsmenge bzw. eine in der Versorgungsleitung frei werdende elektrische Verlustenergie, der die Versorgungsleitung und/oder eine Komponente des elektrischen Netzes schädigen könnte, ermittelt bzw. erkannt. Die Steuerungseinheit ist dazu eingerichtet, den Halbleiterschalter bei Vorliegen eines Überlastzustands zu öffnen bzw. abzuschalten, d. h. die Versorgungsleitung zu trennen, und dadurch den Stromfluss durch die Versorgungsleitung bzw. den Halbleiterschalter unter Berücksichtigung von bzw. im Hinblick auf Eigenschaften bzw. Charakteristiken der Versorgungsleitung bzw. der elektrischen Komponenten, welche durch die Versorgungsleitung verbunden sind, zu kontrollieren, so dass eine Schädigung der Versorgungsleitung und/oder der durch die Versorgungsleitung verbundenen Komponenten des Netzes bzw. eine Gefährdung von Personen, insbesondere von Wartungspersonal, vermieden wird.In a further preferred embodiment, by determining the value of the indicator for the load current flowing through the semiconductor switch an overload condition, in particular one over a predetermined amount of electric charge flowed or released in the supply line electrical energy loss, the supply line and / or a component could damage the electrical network, determined or detected. The control unit is configured to open or shut off the semiconductor switch in the event of an overload condition, i. H. to separate the supply line, and thereby to control the current flow through the supply line or the semiconductor switch, taking into account or characteristics of the supply line or the electrical components, which are connected by the supply line, so that a damage the supply line and / or connected by the supply line components of the network or a risk to persons, especially maintenance personnel, is avoided.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Strommessvorrichtung dazu eingerichtet, den Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter fließenden Laststroms durch, insbesondere zeitliche, Integration des Indikators für den Laststrom durch den Halbleiterschalter zu ermitteln. Eine Integration des Indikators über die Zeit trägt dem Zusammenhang Rechnung, dass eine Überlast durch einen über eine bestimmte Zeitspanne hinweg fließendenden Überstrom gekennzeichnet ist. Somit kann der durch den Halbleiterschalter fließende Energiefluss, d. h. der während einer vorgegebenen Zeitspanne fließende Strom, besonders einfach und zuverlässig bestimmt werden. Insbesondere kann dadurch zuverlässig festgestellt werden, ob ein Überlastzustand bzw. eine Überlastung der Versorgungsleitung und/oder mehrerer durch die Versorgungsleitung verbundenen Komponenten des elektrischen Netzes vorliegt, und der Halbleiterschalter abgeschaltet werden muss.In a further preferred embodiment, the current measuring device is adapted to determine the value of the indicator for the strength of the load current flowing through the semiconductor switch by, in particular temporal, integration of the indicator for the load current through the semiconductor switch. An integration of the indicator over time takes into account the fact that an overload is characterized by an overcurrent flowing over a certain period of time. Thus, the flow of energy flowing through the semiconductor switch, i. H. the current flowing during a predetermined period of time, are determined particularly easily and reliably. In particular, this can reliably determine whether there is an overload condition or an overload of the supply line and / or several components of the electrical network connected by the supply line, and the semiconductor switch has to be switched off.

Alternativ kann der Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter fließenden Laststroms durch Integration einer Lastspannung ermittelt werden, die beispielsweise an einem Widerstand in der Versorgungsleitung abfällt. Eine Lastspannung lässt sich besonders zuverlässig integrieren.Alternatively, the value of the indicator of the magnitude of the load current flowing through the semiconductor switch may be determined by integration of a load voltage which drops, for example, at a resistor in the supply line. A load voltage can be integrated particularly reliably.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Strommessvorrichtung wenigstens einen Analog-Digital-Wandler und wenigstens ein Integrationsglied auf, wobei der Analog-Digital-Wandler dazu eingerichtet ist, den durch den Halbleiterschalter fließenden Laststrom in ein digitales Signal umzuwandeln. Das Integrationsglied ist dazu eingerichtet, das digitale Signal basierend auf einem ersten einstellbaren Parameter zu integrieren. Durch die Wandlung in ein digitales Signal kann die Integration durch das Integrationsglied besonders einfach durchgeführt werden. Durch den ersten einstellbaren Parameter kann insbesondere eingestellt werden, wie schnell der Halbleiterschalter geöffnet werden soll, d. h. wie schnell der durch Integration gewonnene Wert des Indikators für einen durch den Halbleiterschalter fließenden Überstrom das Auslösekriterium erfüllt. Dadurch kann das Auslösen der Überstromschutzvorrichtung auf die Versorgungsleitung und/oder durch die Versorgungsleitung verbundene Komponenten des elektrischen Netzes abgestimmt werden.In a further preferred embodiment, the current measuring device has at least one analog-digital converter and at least one integration element, wherein the analog-digital converter is configured to convert the load current flowing through the semiconductor switch into a digital signal. The integrator is configured to integrate the digital signal based on a first adjustable parameter. Due to the conversion into a digital signal, integration by the integration element can be carried out particularly easily. In particular, it can be set by means of the first adjustable parameter how fast the semiconductor switch should be opened, ie. H. How quickly the value of the indicator obtained by integration for an overcurrent flowing through the semiconductor switch meets the triggering criterion. Thereby, the triggering of the overcurrent protection device to the supply line and / or connected by the supply line components of the electrical network can be tuned.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Integrationsglied als Filter ausgebildet, welcher dazu eingerichtet ist, anhand des eingehenden digitalen Signals einen Ausgangswert auszugeben, wobei der Ausgangswert gegen Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter fließenden Strom konvergiert.In a further preferred embodiment, the integration element is designed as a filter which is adapted to output an output value based on the incoming digital signal, wherein the output value converges to the value of the indicator for the strength of the current flowing through the semiconductor switch.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist das Integrationsglied als IIR-Filter mit einer Übertragungsfunktion, die von dem ersten einstellbaren Parameter abhängt, ausgebildet, so dass anhand eines Einstellens des ersten einstellbaren Parameters das durch die Auslösecharakteristik festgelegte Auslösekriterium unabhängig vom fließenden Überstrom anpassbar ist. Insbesondere kann durch das Einstellen des ersten Parameters die Auslösezeit, d. h. die gemäß der Auslösecharakteristik zulässige Zeitdauer, für die ein Überstrom fließen darf, bevor der Halbleiterschalter abgeschaltet wird, unabhängig vom tatsächlich fließenden Überstrom eingestellt werden. Dadurch ändert sich die Auslösezeit für viele mögliche Überströme gleichmäßig. Beispielsweise verkürzt oder verlängert sich die Zeitdauer bei einem kleinen fließenden Überstrom in Übereinstimmung, beispielsweise um den gleichen Faktor, mit der Zeitdauer bei einem großen fließenden Überstrom.In a further preferred embodiment, the integration element is designed as an IIR filter with a transfer function that depends on the first adjustable parameter, so that the triggering criterion defined by the triggering characteristic can be adapted independently of the flowing overcurrent based on setting of the first adjustable parameter. In particular, by setting the first parameter, the trip time, i. H. the permissible according to the tripping characteristic duration for which an overcurrent may flow before the semiconductor switch is turned off, be set independently of the actual flowing overcurrent. As a result, the tripping time for many possible overcurrents changes uniformly. For example, the duration of a small flowing overcurrent shortens or lengthens in accordance, for example, by the same factor, with the duration of a large flowing overcurrent.

Vorzugsweise kann durch das Einstellen des ersten einstellbaren Parameters das Auslösekriterium angepasst werden, ohne dass sich die Form der Zeit-Strom-Kennlinie, welche die Auslösecharakteristik definiert, ändert. Insbesondere kann die Zeit-Strom-Kennlinie ohne Formänderung entlang der logarithmischen Zeitachse verschoben werden.Preferably, by setting the first adjustable parameter, the trigger criterion can be adjusted without changing the shape of the time-current characteristic, which defines the tripping characteristic. In particular, the time Current characteristic without shape change along the logarithmic time axis to be moved.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Strommessvorrichtung wenigstens ein Potenzierungsglied auf, welches dazu ausgebildet ist, das vom Analog-Digital-Wandler ausgegebene digitale Signal basierend auf einem zweiten einstellbaren Parameter zu potenzieren, so dass anhand eines Einstellens des zweiten einstellbaren Parameters das durch die Auslösecharakteristik festgelegte Auslösekriterium abhängig vom fließenden Überstrom anpassbar ist. Insbesondere kann durch das Einstellen des zweiten Parameters die Auslösezeit, d. h. die gemäß der Auslösecharakteristik zulässige Zeitdauer, für die ein Überstrom fließen darf, bevor der Halbleiterschalter abgeschaltet wird, abhängig vom tatsächlich fließenden Überstrom eingestellt werden. Insbesondere ändert sich die zulässige Zeitdauer als Funktion des fließenden Überstroms. Dadurch kann beispielsweise die zulässige Zeitdauer, für die ein großer Überstrom fließen darf, verringert werden, ohne dass sich die zulässige Zeitdauer, für die ein kleiner Überstrom fließen darf, wesentlich verändert. Dadurch wird die Anpassung der Überstromschutzvorrichtung an die Versorgungsleitung bzw. an Komponenten, die durch die Versorgungsleitung verbunden sind, besonders flexibel.In a further preferred embodiment, the current measuring device has at least one exponentiation element, which is designed to amplify the digital signal output by the analog-to-digital converter based on a second adjustable parameter, so that by adjusting the second adjustable parameter by the tripping characteristic Fixed trigger criterion is adjustable depending on the flowing overcurrent. In particular, by setting the second parameter, the trip time, i. H. the allowable in accordance with the tripping characteristic duration for which an overcurrent may flow before the semiconductor switch is turned off, be set depending on the actual flowing overcurrent. In particular, the permissible time duration changes as a function of the flowing overcurrent. As a result, for example, the permissible period of time for which a large overcurrent is allowed to flow can be reduced without significantly changing the permissible period of time for which a small overcurrent may flow. Thereby, the adaptation of the overcurrent protection device to the supply line or to components which are connected by the supply line, particularly flexible.

Vorzugsweise ist durch das Einstellen des zweiten einstellbaren Parameters das Auslösekriterium anpassbar, indem die Auslösecharakteristik, d. h. insbesondere die Form der Zeit-Strom-Kennlinie, welche die Auslösecharakteristik definiert, geändert wird. Insbesondere ändert sich dadurch die Steigung der Zeit-Strom-Kennlinie wenigstens teilweise, insbesondere nicht gleichmäßig.Preferably, by setting the second adjustable parameter, the triggering criterion is adjustable by adjusting the tripping characteristic, i. H. In particular, the shape of the time-current characteristic, which defines the tripping characteristic, is changed. In particular, the slope of the time-current characteristic thereby changes at least partially, in particular not uniformly.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird der durch Integration des Laststroms ermittele Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter fließenden Laststroms in einem Komparator mit einem vorgegebenen Schwellwert abgeglichen, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Halbleiterschalter abzuschalten, wenn der Wert des Indikators den Schwellwert erreicht oder überschreitet. Dadurch kann besonders einfach sichergestellt werden, dass der Halbleiterschalter bei einem dem Auslösekriterium entsprechenden Wert des Indikators zuverlässig abgeschaltet wird. Vorzugsweise wird der vorgegebene Schwellwert basierend auf dem Auslösekriteriums gewählt.In a further preferred embodiment, the value of the indicator of the strength of the load current flowing through the semiconductor switch, determined by integration of the load current, is adjusted in a comparator with a predetermined threshold value, the control device being adapted to switch off the semiconductor switch, if the value of the indicator Threshold reached or exceeded. As a result, it can be ensured in a particularly simple manner that the semiconductor switch is reliably switched off at a value of the indicator corresponding to the triggering criterion. Preferably, the predetermined threshold value is selected based on the triggering criterion.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, den Halbleiterschalter nach einer Abschaltung zurückzusetzen, wenn der Wert des Indikators unterhalb den Schwellwert nicht mehr erreicht oder unterschreitet. Insbesondere kann der Halbleiterschalter ab dem Zeitpunkt wieder angeschaltet, d. h. die elektrisch leitende Verbindung zwischen wenigstens zwei Komponenten des elektrischen Netzes über die Versorgungsleitung, wiederhergestellt werden, zu dem kein Überlastzustand mehr vorliegt, d. h. die Versorgungsleitung keinen Überstrom mehr führt. Dadurch kann die Versorgungsleitung des elektrischen Netzes wieder belastet werden, d. h. Strom führen, ohne dass ein physisches Bauteil der Überstromschutzvorrichtung ausgetauscht werden muss.In a further preferred embodiment, the control device is set up to reset the semiconductor switch after a shutdown if the value of the indicator no longer reaches or falls below the threshold value. In particular, the semiconductor switch can be turned on again from the time, d. H. the electrically conductive connection between at least two components of the electrical network via the supply line to be restored, to which no overload condition is present, d. H. the supply line no longer causes overcurrent. As a result, the supply line of the electrical network can be charged again, d. H. Power without having to replace a physical component of the overcurrent protection device.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Steuereinrichtung wenigstens eine Schnittstelle auf und ist dazu eingerichtet, ein Abschaltsignal über die wenigstens eine Schnittstelle auszugeben, wenn der Halbleiterschalter abgeschaltet wurde. Dadurch kann, insbesondere durch eine Steuereinheit des Fahrzeugs und/oder Wartungspersonal, eine Entladung des elektrischen Netzes, insbesondere des Hochvolt-Fahrzeugbordnetzes, veranlasst werden, so dass der Halbleiterschalter in einem lastfreien Zustand eingeschaltet wird. Weiter vorzugsweise ist die Steuereinrichtung auch dazu eingerichtet, nach dem Einschalten des Halbleiterschalters ein Anschaltsignal über die wenigstens eine Schnittstelle auszugeben, so dass ein Hochfahren, d. h. die Inbetriebnahme, des elektrischen Netzes veranlasst werden kann.In a further preferred embodiment, the control device has at least one interface and is configured to output a switch-off signal via the at least one interface when the semiconductor switch has been switched off. As a result, in particular by a control unit of the vehicle and / or maintenance personnel, a discharge of the electrical network, in particular of the high-voltage vehicle electrical system, can be initiated, so that the semiconductor switch is turned on in a no-load condition. Further preferably, the control device is also configured to output an activation signal via the at least one interface after switching on the semiconductor switch, so that a startup, d. H. Commissioning, the electrical network can be initiated.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, den Halbleiterschalter zurückzusetzen, wenn sie ein Rücksetzsignal empfängt, welches insbesondere von einem Steuergerät gesendet und/oder von einem Benutzer, insbesondere von Wartungspersonal, ausgelöst werden kann. Dadurch kann der Halbleiterschalter zurückgesetzt werden, wenn der Benutzer, insbesondere das Wartungspersonal, die Ursache der Überlast bzw. des Überstroms behoben hat und der Steuervorrichtung durch Eingeben bzw. Auslösen des Rücksetzsignals signalisiert, dass die Versorgungsleitung bzw. die durch die Versorgungsleitung verbundenen Komponenten des elektrischen Netzes wieder zuverlässig verwendet werden können.In a further preferred embodiment, the control device is set up to reset the semiconductor switch when it receives a reset signal, which in particular can be sent by a control unit and / or triggered by a user, in particular by maintenance personnel. Thereby, the semiconductor switch can be reset when the user, in particular the maintenance staff, has fixed the cause of the overload or the overcurrent and the control device signals by inputting or triggering the reset signal that the supply line or connected by the supply line components of the electrical Network can be reliably used again.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Halbleiterschalter als Bipolartransistor mit integrierter Gate-Elektrode (insulatedgate bipolar transistor, IGBT) ausgebildet. Dadurch kann die Strom-Spannungskennlinie, insbesondere der Stromfluss durch den IGBT, besonders einfach durch Anlegen einer Steuerspannung, insbesondere zwischen der Gate-Elektrode (im Folgenden: Gate) und einer Emitter-Elektrode (im Folgenden: Emitter) des IGBT, verändert werden.In a further preferred embodiment, the semiconductor switch is designed as a bipolar transistor with an integrated gate electrode (insulated gate bipolar transistor, IGBT). As a result, the current-voltage characteristic, in particular the current flow through the IGBT, can be changed in a particularly simple manner by applying a control voltage, in particular between the gate electrode (hereinafter gate) and an emitter electrode (hereinafter emitter) of the IGBT.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines kurzschlussfesten IGBT, welcher den durch den IGBT fließenden Sättigungsstrom begrenzt, d. h. eine Strom-Spannungskennlinie im aktiven Arbeitsbereich bei großen Spannungen zwischen der Kollektor-Elektrode (im Folgenden: Kollektor) und dem Emitter aufweist, die im Wesentlichen waagrecht bzw. nur leicht ansteigend verläuft, d. h. nur eine geringe Steigung aufweist.Particularly advantageous is the use of a short-circuit-proof IGBT which limits the saturation current flowing through the IGBT, ie a current-voltage characteristic in the active working range at high voltages between the collector electrode (hereinafter: collector) and the emitter, which is substantially horizontal or only slightly rising, that has only a slight slope.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung erfasst die Strommessvorrichtung den Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter fließenden Laststroms anhand einer an einem Lastwiderstand abfallenden Lastspannung. Vorzugsweise ist der Lastwiderstand als niederohmiger Widerstand (Shunt) ausgebildet, so dass die abfallende Lastspannung proportional zum Laststrom ist. Bevorzugt weist der Lastwiderstand einen ohmschen Widerstand von im Wesentlichen 1 mQ auf. Die abfallende Lastspannung lässt sich einfach verarbeiten, insbesondere potenzieren und integrieren, und insbesondere mit einem vorgegebenen Spannungswert vergleichen, so dass anhand des Abgleichs ein Abschalten des Halbleiterschalters gesteuert werden kann.In a further preferred embodiment, the current measuring device detects the value of the indicator for the strength of the load current flowing through the semiconductor switch on the basis of a load voltage dropping across a load resistor. Preferably, the load resistor is designed as a low-resistance resistor (shunt), so that the falling load voltage is proportional to the load current. The load resistor preferably has an ohmic resistance of essentially 1 mΩ. The dropping load voltage can be easily processed, in particular potentiate and integrate, and in particular compare with a predetermined voltage value, so that the shutdown of the semiconductor switch can be controlled by means of the adjustment.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist der IGBT einen Stromspiegel-Emitter auf, der eingerichtet ist, von einem durch den Halbleiterschalter fließenden Laststrom einen von diesem Laststrom abhängigen Teilstrom abzuzweigen, wobei die Strommessvorrichtung eingerichtet ist, aus dem Teilstrom einen Wert eines Indikators für die Stärke eines durch den Halbleiterschalter fließenden Laststroms zu erfassen. Insbesondere stehen der abgezweigte Teilstrom und der Laststrom in einem festen Verhältnis, so dass durch die Bestimmung der Stärke des Teilstroms auch die Stärke des Laststroms bestimmt ist. Dadurch kann eine beim Erfassen des Werts des Indikators auftretende Verlustleistung reduziert oder sogar im Wesentlichen vermieden werden, wodurch die Effizienz der Überstromschutzvorrichtung verbessert wird.In a further preferred embodiment, the IGBT has a current mirror emitter which is set up to divert a partial current dependent on this load current from a load current flowing through the semiconductor switch, wherein the current measuring device is set to receive a value of an indicator of the intensity of the partial current to detect the load current flowing through the semiconductor switch. In particular, the branched partial flow and the load flow are in a fixed ratio, so that by determining the strength of the partial flow and the strength of the load current is determined. Thereby, a power loss occurring in detecting the value of the indicator can be reduced or even substantially avoided, whereby the efficiency of the overcurrent protection device is improved.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist eine Spannungsmessvorrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, einen Wert eines weiteren Indikators für die Sättigung des Halbleiterschalters zu erfassen und den Halbleiterschalter abzuschalten, wenn der Wert des weiteren Indikators eine zumindest teilweise Entsättigung des Halbleiterschalters anzeigt. Die Sättigung des Halbleiterschalters, die abhängig ist von der Anzahl der verfügbaren freien Ladungsträger, welche für einen Stromtransport durch den Halbleiterschalter zu Verfügung stehen, sinkt, wenn der Strom durch den Halbleiterschalter stark ansteigt, insbesondere durch einen Kurzschlussstrom.In a further preferred embodiment, a voltage measuring device is provided, which is set up to detect a value of a further indicator for the saturation of the semiconductor switch and to switch off the semiconductor switch if the value of the further indicator indicates at least partial desaturation of the semiconductor switch. The saturation of the semiconductor switch, which is dependent on the number of available free charge carriers, which are available for a current transport through the semiconductor switch, decreases when the current through the semiconductor switch increases sharply, in particular by a short-circuit current.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung gleicht die Spannungsmessvorrichtung die im Betrieb des Halbleiterschalters am Halbleiterschalter abfallende Spannung, insbesondere eine Spannung zwischen einer Kollektor-Elektrode (im Folgenden: Kollektor) und dem Emitter des IGBT oder eine auf der im Betrieb des Halbleiterschalters abfallenden Spannung basierende Spannung, mit einer vorgegebenen Entsättigungsspannung ab und schaltet den Halbleiterschalter ab, wenn die im Betrieb am Halbleiterschalter abfallenden Spannung bzw. die auf der abfallenden Spannung basierende Spannung des Halbleiterschalters größer ist als die vorgegebene Entsättigungsspannung.In a further preferred embodiment, the voltage measuring device is similar to the voltage dropping across the semiconductor switch during operation of the semiconductor switch, in particular a voltage between a collector electrode (hereinafter: collector) and the emitter of the IGBT or a voltage based on the voltage drop during operation of the semiconductor switch, with a predetermined desaturation voltage and turns off the semiconductor switch when the voltage dropping in operation at the semiconductor switch voltage or voltage based on the falling voltage of the semiconductor switch is greater than the predetermined desaturation voltage.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Strommessvorrichtung und/oder die Steuervorrichtung und/oder die Spannungsmessvorrichtung auf einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (application-specific integrated circuit, ASIC) ausgebildet. Insbesondere können auf dem ASIC die Strommessvorrichtung und/oder Steuervorrichtung und/oder die Spannungsmessvorrichtung ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, die Überstromschutzvorrichtung mit wenigen Schaltungsteilen bzw. physikalischen Bauteilen (ICs) zu realisieren. Weiter vorzugsweise weist der ASIC wenigstens eine Schnittstelle auf und ist dazu eingerichtet, den Schaltungszustand des Halbleiterschalters und/oder den ermittelten Wert des Indikators für den durch den Halbleiterschalter fließenden Strom über diese Schnittstelle auszugeben. Alternativ oder zusätzlich kann die basierend auf dem mindestens einen Parameter eingestellte Auslösecharakteristik und/oder die im Betrieb des Halbleiterschalters am Halbleiterschalter abfallende Spannung, insbesondere eine auf der im Betrieb des Halbleiterschalters am Halbleiterschalter abfallende Spannung basierende Spannung, über die Schnittstelle ausgegeben werden. Die Schnittstelle ist bevorzugt an einen Datenbus des Fahrzeugs angeschlossen, insbesondere einen LIN-Bus, so dass der ermittelte Wert des Indikators und/oder die eingestellte Auslösecharakteristik und/oder die abfallende Spannung, insbesondere von einem anderen Datenbusteilnehmer, insbesondere einem Steuergerät, weiterverwendet werden kann.In a further preferred embodiment, the current measuring device and / or the control device and / or the voltage measuring device is formed on an application-specific integrated circuit (ASIC). In particular, the current measuring device and / or control device and / or the voltage measuring device can be formed on the ASIC. This makes it possible to realize the overcurrent protection device with a few circuit parts or physical components (ICs). Further preferably, the ASIC has at least one interface and is adapted to output the circuit state of the semiconductor switch and / or the determined value of the indicator for the current flowing through the semiconductor switch current via this interface. Alternatively or additionally, the tripping characteristic set based on the at least one parameter and / or the voltage dropping on the semiconductor switch during operation of the semiconductor switch, in particular a voltage based on the voltage drop across the semiconductor switch during operation of the semiconductor switch, can be output via the interface. The interface is preferably connected to a data bus of the vehicle, in particular a LIN bus, so that the determined value of the indicator and / or the set tripping characteristic and / or the falling voltage, in particular from another data bus subscriber, in particular a control unit, can continue to be used ,

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung weist die Überstromschutzvorrichtung einen Treiber zur Steuerung des Halbleiterschalters und eine Spannungsversorgung des Treibers auf, wobei die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, den Treiber gemäß dem durch die Strommessvorrichtung ermittelten Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter fließenden Laststroms und/oder gemäß dem durch die Spannungsmessvorrichtung ermittelten Wert des weiteren Indikators für die Sättigung des Halbleiterschalters zu steuern, so dass der Halbleiterschalter abgeschaltet wird, wenn gemäß der vorbestimmten Auslösungscharakteristik für den von der Strommesseinheit erfassten Wert des Indikators das Auslösekriterium erfüllt ist, und/oder wenn der Wert des weiteren Indikators eine zumindest teilweise Entsättigung des Halbleiterschalters anzeigt. Die Steuervorrichtung ist außerdem dazu eingerichtet, die Spannungsversorgung des Treibers so zu steuern, dass das Eintreten der Entsättigung beeinflusst wird. Insbesondere Isst sich durch die Steuerung der Spannungsversorgung des Treibers der maximal zulässige Strom in Abhängigkeit wenigstens einer Eigenschaft des Halbleiterschalters bzw. der durch den Halbleiterschalter trennbaren Versorgungsleitung bzw. der durch die Versorgungsleitung verbundenen Komponenten des elektrischen Netzes, abstimmen. Eine solche Eigenschaft kann bevorzugt das Material bzw. eine Eigenschaft des Materials, insbesondere die Leitfähigkeit, des Halbleiterschalters bzw. der Versorgungsleitung und/oder die Dimensionierung, insbesondere die Dicke bzw. der Durchmesser, des Halbleiterschalters bzw. der Versorgungsleitung und/oder die Leistungsaufnahme wenigstens einer der durch die Versorgungsleitung verbundenen Komponenten sein. Durch die Steuerung der Spannungsversorgung des Treibers tritt die Entsättigung bei Eintreten eines Kurzschlusses, d. h. fließen eines Kurzschlussstroms, je nach Einstellung vorteilhaft früher bzw. später auf.In a further advantageous embodiment, the overcurrent protection device has a driver for controlling the semiconductor switch and a voltage supply of the driver, wherein the control device is adapted to the driver according to the value determined by the current measuring device of the indicator of the strength of the load current flowing through the semiconductor switch and / / or in accordance with the value of the further saturable indicator of the semiconductor switch determined by the voltage measuring device so that the semiconductor switch is turned off when, according to the predetermined triggering characteristic for the value of the indicator detected by the current measuring unit, the triggering criterion is met, and / or if Value of the other indicator indicates an at least partially desaturation of the semiconductor switch. The control device is also to set up to control the voltage supply of the driver so that the occurrence of desaturation is affected. In particular, by controlling the voltage supply of the driver, the maximum permissible current can be adjusted as a function of at least one property of the semiconductor switch or the supply line separable by the semiconductor switch or the components of the electrical network connected by the supply line. Such a property may preferably be the material or a property of the material, in particular the conductivity, of the semiconductor switch or of the supply line and / or the dimensions, in particular the thickness or the diameter of the semiconductor switch or the supply line and / or the power consumption at least be one of the components connected by the supply line. By controlling the power supply of the driver, the desaturation occurs upon occurrence of a short circuit, ie flow of a short-circuit current, depending on the setting advantageously earlier or later.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Strommessvorrichtung dazu eingerichtet, ein Steuersignal an den Treiber zu senden bzw. zu übertragen, so dass der Treiber den Halbleiterschalter abschaltet. Der Halbleiterschalter kann somit schneller abgeschaltet werden als über die Steuerungsvorrichtung. Bevorzugt generiert die Strommessvorrichtung das Steuersignal, wenn die im Betrieb am Halbleiterschalter abfallenden Spannung bzw. die auf der abfallenden Spannung basierende Spannung des Halbleiterschalters größer ist als die vorgegebene Entsättigungsspannung. Dadurch wird sichergestellt, dass, insbesondere bei einem Kurzschluss, die Versorgungsleitung und/oder eine über die Versorgungsleitung angeschlossene bzw. verbundene Komponente des elektrischen Netzes nicht beschädigt wird und/oder keine Gefährdung für Personen, insbesondere Wartungspersonal, besteht.In a further preferred embodiment, the current measuring device is set up to transmit or transmit a control signal to the driver so that the driver switches off the semiconductor switch. The semiconductor switch can thus be switched off faster than via the control device. The current measuring device preferably generates the control signal when the voltage dropping during operation at the semiconductor switch or the voltage based on the falling voltage of the semiconductor switch is greater than the predetermined desaturation voltage. This ensures that, in particular in the case of a short circuit, the supply line and / or a component of the electrical network connected or connected via the supply line is not damaged and / or there is no danger to persons, in particular maintenance personnel.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Überstromschutzvorrichtung wenigstens einen Temperaturmessvorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, ein Temperatursignal in Abhängigkeit der Temperatur des Halbleiterschalters zu erzeugen. Bevorzugt ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, anhand des Temperatursignals der Temperaturmessvorrichtung die Temperatur des Halbleiterschalters, insbesondere im Betrieb des Halbleiterschalters, zu bestimmen bzw. zu erfassen. Dadurch kann die Temperatur des Halbleiterschalters in die Öffnung, d. h. das Abschalten, des Halbleiterschalters, mit einbezogen werden.In a further preferred embodiment, the overcurrent protection device has at least one temperature measuring device which is set up to generate a temperature signal as a function of the temperature of the semiconductor switch. The control device is preferably set up to determine or detect the temperature of the semiconductor switch, in particular during operation of the semiconductor switch, on the basis of the temperature signal of the temperature measuring device. This allows the temperature of the semiconductor switch in the opening, d. H. switching off, the semiconductor switch, to be involved.

Insbesondere kann die Öffnung des Halbleiterschalters in Abhängigkeit der Temperatur des Halbleiterschalters durchgeführt werden. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisches Netz, insbesondere ein Hochvolt-Fahrzeugbordnetz. Es weist mindestens eine Netzkomponente, die dazu eingerichtet ist, elektrische Energie zu verbrauchen und/oder zu erzeugen, und mindestens einen Energiespeicher, der dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aus dem Bordnetz aufzunehmen, zu speichern, und abzugeben, auf. Das elektrische Netz weist außerdem mindestens eine Versorgungsleitung auf, welche die mindestens eine Netzkomponente mit dem mindestens einen Energiespeicher elektrisch leitend verbindet, und mindestens eine Überstromschutzvorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung, insbesondere gemäß einer der vorausgehend beschriebenen zugehörigen Ausführungsformen, die dazu eingerichtet ist, die elektrisch leitende Verbindung zwischen der mindestens einen Netzkomponente und dem mindestens einen Energiespeicher zu trennen.In particular, the opening of the semiconductor switch can be carried out as a function of the temperature of the semiconductor switch. A second aspect of the invention relates to an electrical network, in particular a high-voltage vehicle electrical system. It has at least one network component, which is set up to consume and / or generate electrical energy, and at least one energy store, which is configured to receive, store and deliver electrical energy from the vehicle electrical system. The electrical network also has at least one supply line, which electrically conductively connects the at least one network component to the at least one energy store, and at least one overcurrent protection device according to the first aspect of the invention, in particular according to one of the previously described related embodiments, which is adapted to to separate electrically conductive connection between the at least one network component and the at least one energy storage.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem elektrischen Netz nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.A third aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one electrical network according to the second aspect of the invention.

Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten auch für den zweiten und dritten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung sowie umgekehrt.The features and advantages described in relation to the first aspect of the invention and its advantageous embodiment also apply to the second and third aspects of the invention and its advantageous embodiment and vice versa.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:Other features, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the figures. Show it:

1 eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Überstromschutzvorrichtung; 1 a first exemplary embodiment of an overcurrent protection device;

2 eine zweite beispielhafte Ausführungsform einer Überstromschutzvorrichtung; 2 a second exemplary embodiment of an overcurrent protection device;

3 eine beispielhafte Ausführungsform einer Strommessvorrichtung; und 3 an exemplary embodiment of a current measuring device; and

4 eine schematische Darstellung einer Auslösecharakteristik. 4 a schematic representation of a tripping characteristic.

1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Überstromschutzvorrichtung 1 für ein elektrisches Netz, insbesondere für ein Hochvolt-Fahrzeugbordnetz. Dabei ist ein Halbleiterschalter 10 in einer Versorgungsleitung 2 zwischen zwei Anschlusspunkten 3, 3' angeordnet. Der Halbleiterschalter 10 ist dazu eingerichtet, Stromfluss durch die Versorgungsleitung 2 zuzulassen oder zu unterbinden, insbesondere durch Trennen der Versorgungsleitung 2, d. h. Unterbrechen des Stromflusses durch die Versorgungsleitung 2. 1 shows a first exemplary embodiment of an overcurrent protection device 1 for an electrical network, in particular for a high-voltage vehicle electrical system. Here is a semiconductor switch 10 in a supply line 2 between two connection points 3 . 3 ' arranged. The semiconductor switch 10 is designed to provide power flow through the supply line 2 to allow or prevent, in particular by disconnecting the supply line 2 ie interrupting the flow of current through the supply line 2 ,

Der Halbleiterschalter 10 ist als Bipolartransistor mit integrierter Gate-Elektrode 11 (insulated gate bipolar transistor, IGBT) ausgebildet. Die Versorgungsleitung 2 ist über den ersten Anschlusspunkt 3 mit dem Kollektor 12 des IGBT und über den zweiten Anschlusspunkt 3' mit dem Emitter 13 des IGBT verbunden. Über die zwischen dem Gate 11 und dem Emitter 13 anliegende Gate-Emitter-Spannung UGE lässt sich gemäß einer Kennlinie des IGBT der Kollektorstrom IC beeinflussen. Insbesondere kann durch passende Wahl der Gate-Emitter-Spannung UGE eine sehr kleine Sättigungsspannung UCE (Kollektor-Emitter-Spannung) von etwa 1–3 V erreicht werden, so dass Durchlassverluste im Vergleich zu Durchlassverlusten, die bei Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren auftreten, vernachlässigbar sind. The semiconductor switch 10 is as a bipolar transistor with integrated gate electrode 11 Insulated gate bipolar transistor (IGBT) is formed. The supply line 2 is over the first connection point 3 with the collector 12 of the IGBT and the second connection point 3 ' with the emitter 13 connected to the IGBT. About the between the gate 11 and the emitter 13 adjacent gate-emitter voltage U GE can be according to a characteristic of the IGBT, the collector current I C influence. In particular, by suitable choice of the gate-emitter voltage U GE, a very small saturation voltage U CE (collector-emitter voltage) of about 1-3 V can be achieved, so that forward losses compared to forward losses, that in the case of metal oxide semiconductors Field effect transistors occur negligible.

Der Halbleiterschalter 10 umfasst im dargestellten Beispiel eine zwischen Kollektor 12 und Emitter 13 geschaltete Zenerdiode 14, um die maximale Spannung beim Abschalten des Halbleiterschalters 10 begrenzen. Insbesondere ist die Zehnerdiode 14 dazu eingerichtet, die in der Versorgungsleitung 2 vorhandene elektrische Energie beim Öffnen bzw. Abschalten des Halbleiterschalters 10 abzuführen. Dadurch kann der Halbleiterschalter 10 zuverlässig vor Zerstörung geschützt werden.The semiconductor switch 10 includes in the example shown one between collector 12 and emitter 13 switched zener diode 14 to the maximum voltage when switching off the semiconductor switch 10 limit. In particular, the Zener diode 14 set up in the supply line 2 existing electrical energy when opening or turning off the semiconductor switch 10 dissipate. This allows the semiconductor switch 10 be reliably protected against destruction.

Der Halbleiterschalter 10 umfasst im dargestellten Beispiel auch eine Zenerdiode 14' zwischen Kollektor 12 und Gate 11, so dass die in der Versorgungsleitung 2 vorhandene elektrische Energie beim Öffnen bzw. Abschalten des Halbleiterschalters 10 im Wesentlichen im Halbleiterschalter abgebaut wird.The semiconductor switch 10 In the example shown, this also includes a Zener diode 14 ' between collector 12 and gate 11 so that in the supply line 2 existing electrical energy when opening or turning off the semiconductor switch 10 is dissipated essentially in the semiconductor switch.

In einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) ist es auch möglich, nur eine der beiden Zenerdioden 14, 14' vorzusehen, insbesondere in Abhängigkeit der Anforderung und Anwendung der Überstromschutzvorrichtung 1 im (jeweiligen) elektrischen Netz. Bei Entfall der Zenerdiode 14 zwischen Kollektor 12 und Emitter 13 wird an dieser Stelle eine andere Diode vorgesehen, welche einen Stromfluss in entgegengesetzter, d. h. umgekehrter, Richtung zulässt, um den Halbleiterschalter 10 bei einem solchen Stromfluss vor Zerstörung zu schützen.In another embodiment (not shown), it is also possible to use only one of the two Zener diodes 14 . 14 ' to be provided, in particular depending on the requirement and application of the overcurrent protection device 1 in the (respective) electrical network. With elimination of the zener diode 14 between collector 12 and emitter 13 At this point, another diode is provided, which allows a current flow in opposite, ie reverse, direction to the semiconductor switch 10 to protect against destruction at such a current flow.

Der Halbleiterschalter 10 weist mehrere Ableitungen, insbesondere Eingänge und/oder Ausgänge, auf, über die er mit einer Steuervorrichtung 20 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 20 weist Anschlüsse D, G, CS, E auf, die mit den Ableitungen verbunden und dazu eingerichtet sind, Signale, insbesondere Spannungen und/oder Ströme, auszugeben und/oder zu empfangen bzw. zu übertragen. In manchen Ausführungen liefert zumindest ein Teil dieser Signale Information über den Zustand, insbesondere über den Schaltungszustand, des Halbleiterschalters 10. Ein, insbesondere anderer, Teil dieser Signale steuert den Halbleiterschalter 10, d. h. schaltet den Halbleiterschalter 10 von einem leitenden, d. h. die Anschlusspunkte 3, 3' verbindenden, in einen blockierenden, d. h. trennenden, Zustand, bzw. andersherum, bzw. bestimmt bzw. regelt den fließenden Kollektorstrom IC.The semiconductor switch 10 has several derivatives, in particular inputs and / or outputs, on which he with a control device 20 connected is. The control device 20 has terminals D, G, CS, E, which are connected to the leads and adapted to output signals and in particular voltages and / or currents, and / or to receive or transmit. In some embodiments, at least a portion of these signals provide information about the state, in particular about the circuit state, of the semiconductor switch 10 , A, in particular other, part of these signals controls the semiconductor switch 10 , ie switches the semiconductor switch 10 from a conductive, ie the connection points 3 . 3 ' connecting, in a blocking, ie separating state, or vice versa, or determines or regulates the flowing collector current I C.

An Anschluss D liegt das Kollektorpotential an, anhand dessen die Steuervorrichtung 20 die Kollektor-Emitter-Spannung UCE bestimmen kann.At terminal D, the collector potential is applied, based on which the control device 20 can determine the collector-emitter voltage U CE .

Über Anschluss G kann die Steuervorrichtung 20 Steuersignale an den Halbleiterschalter 10, insbesondere das Gate 13, ausgeben bzw. den Halbleiterschalter 20 steuern, insbesondere abschalten, Insbesondere kann über eine Spannung am Anschluss G die Gate-Emitter-Spannung UGE eingestellt werden.Via terminal G, the control device 20 Control signals to the semiconductor switch 10 , especially the gate 13 , output or the semiconductor switch 20 control, in particular turn off, in particular, via a voltage at the terminal G, the gate-emitter voltage U GE can be adjusted.

Über Anschluss CS steht der Steuervorrichtung 20 ein vom Stromfluss durch den Halbleiterschalter 10 abgezweigter Stromfluss, d. h. ein Teilstrom, zur Verfügung, der in einem festen Verhältnis zum Stromfluss durch den Halbleiterschalter 10 steht.About port CS is the control device 20 one from the current flow through the semiconductor switch 10 diverted current flow, ie a partial current, available, which in a fixed relationship to the current flow through the semiconductor switch 10 stands.

An Anschluss E liegt das Emitterpotential an, das von der Steuervorrichtung zur Ermittlung der Kollektor-Emitter-Spannung UCE und der Gate-Emitter-Spannung UGE genutzt werden kann. Insbesondere kann das Potential am Anschluss E als Bezugspotential von der Steuervorrichtung 20 verwendet werden.At terminal E, the emitter potential is applied, which can be used by the control device for determining the collector-emitter voltage U CE and the gate-emitter voltage U GE . In particular, the potential at the terminal E as the reference potential of the control device 20 be used.

Die Steuervorrichtung 20 ist in dem dargestellten Beispiel als Schaltung auf einem Halbleiterchip insbesondere als anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (application-specific integrated circuit, ASIC), ausgebildet. Weitere Komponenten der Überstromschutzvorrichtung 1 können deshalb leicht in die Steuervorrichtung 20 integriert werden, d. h. können insbesondere als Teil der Steuervorrichtung 20 ausgebildet sein. Die Steuervorrichtung 20 weist beispielsweise eine Strommessvorrichtung 21 und eine Spannungsmessvorrichtung 22 auf.The control device 20 In the illustrated example, it is designed as a circuit on a semiconductor chip, in particular as an application-specific integrated circuit (ASIC). Other components of the overcurrent protection device 1 can therefore easily into the control device 20 can be integrated, ie in particular as part of the control device 20 be educated. The control device 20 has, for example, a current measuring device 21 and a tension measuring device 22 on.

Die Strommessvorrichtung 21 ist dazu eingerichtet, aus einer Lastspannung am Halbleiterschalter 10 einen Wert eines Indikators für einen durch den Halbleiterschalter 10 fließenden Strom, insbesondere einen Energiefluss, d. h. einen über eine vorgegebene Zeitspanne geflossenen Strom, zu ermitteln. Die Lastspannung hängt dabei bevorzugt von dem Laststrom ab, welcher durch die Versorgungsleitung 2 und den Halbleiterschalter 10 fließt. Dazu misst die Strommessvorrichtung 21 ein Signal, insbesondere einen Strom am Anschluss CS.The current measuring device 21 is adapted to a load voltage at the semiconductor switch 10 a value of an indicator for one through the semiconductor switch 10 flowing current, in particular an energy flow, ie to determine a current flowed over a predetermined period of time to determine. The load voltage preferably depends on the load current which flows through the supply line 2 and the semiconductor switch 10 flows. To do this measures the current measuring device 21 a signal, in particular a current at the terminal CS.

Die Spannungsmessvorrichtung 22 ist dazu eingerichtet, anhand einer im Betrieb des Halbleiterschalters 10 am Halbleiterschalter 10 abfallenden Spannung, insbesondere der Sättigungsspannung UCE oder auf einer auf der Sättigungsspannung UCE basierenden Spannung, einen weiteren Wert eines Indikators für die Sättigung des Halbleiterschalters 10 zu erfassen. Dazu misst die Spannungsmessvorrichtung 22 ein Signal, insbesondere ein Potential am Anschluss D, also am Kollektor 12, insbesondere mit Bezug auf das Potential am Anschluss E.The tension measuring device 22 is arranged to be based on a in the operation of the semiconductor switch 10 at the semiconductor switch 10 declining voltage, especially the Saturation voltage U CE or on a voltage based on the saturation voltage U CE , another value of an indicator for the saturation of the semiconductor switch 10 capture. To do this measures the voltage measuring device 22 a signal, in particular a potential at the terminal D, ie at the collector 12 , in particular with reference to the potential at port E.

Die Steuervorrichtung 20 ist dazu eingerichtet, den Halbleiterschalter 10 basierend auf dem ermittelten Wert des Indikators für den durch den Halbleiterschalter 10 fließenden Strom und/oder dem ermittelten weiteren Wert des Indikators für den Sättigungszustand zu steuern, d. h. zu schließen, geschlossen zu halten und/oder zu öffnen, d. h. die Anschlusspunkte 3, 3' der elektrischen Leitung 2 leitend zu verbinden, verbunden zu halten und/oder zu trennen, indem ein Signal, insbesondere eine Spannung/oder ein Strom, über den Anschluss G an den Halbleiterschalter 10 ausgegeben wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Steuervorrichtung 20 eine Treibereinheit 23, welche dazu eingerichtet ist, das entsprechende Signal oder die entsprechenden Signale über den Anschluss G auszugeben bzw. den Halbleiterschalter 10 über den Anschluss G mit einer entsprechenden Spannung und/oder einem entsprechenden Strom anzusteuern.The control device 20 is adapted to the semiconductor switch 10 based on the determined value of the indicator for the semiconductor switch 10 To control flow, and / or the determined further value of the indicator for the saturation state, ie to close, keep closed and / or open, ie the connection points 3 . 3 ' the electric wire 2 conductively connect, hold connected and / or disconnect by a signal, in particular a voltage / or a current, via the terminal G to the semiconductor switch 10 is issued. In the present embodiment, the control device comprises 20 a driver unit 23 , which is adapted to output the corresponding signal or the corresponding signals via the terminal G or the semiconductor switch 10 via the connection G with a corresponding voltage and / or a corresponding current to control.

In der dargestellten Ausführungsform ist eine Treiberspannungsversorgung 24 der Treibereinheit 23 parametrierbar, wodurch der maximal durch den Halbleiterschalter 10 fließende Strom, insbesondere der maximal zulässige Kollektorstrom IC, einfach festgelegt, d. h. vorgegeben werden kann. Vorzugsweise beträgt die von der Treiberspannungsversorgung 24 zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung der Treibereinheit 23 im Wesentlichen 10 bis 18 Volt, vorzugsweise 12 bis 16 Volt. In einer bevorzugten Ausbildung der Überstromschutzvorrichtung 1 ist die Treiberspannungsversorgung 24 mittels einer Ladungspumpe ausgebildet.In the illustrated embodiment, a driver power supply 24 the driver unit 23 parameterizable, whereby the maximum through the semiconductor switch 10 flowing current, in particular the maximum permissible collector current I C , easily set, ie can be specified. Preferably, that of the drive voltage supply 24 Provided supply voltage of the driver unit 23 essentially 10 to 18 volts, preferably 12 to 16 volts. In a preferred embodiment of the overcurrent protection device 1 is the drive voltage supply 24 formed by a charge pump.

Um das am Eingang CS aufgenommene, analoge Signal, insbesondere die aufgenommen Lastspannung und/oder Laststrom, in der Strommessvorrichtung 21 besonders einfach und effizient verarbeiten zu können, umfasst die Steuervorrichtung 20 einen ersten Analog-Digital-Wandler 25, welcher dazu eingerichtet ist, das analoge Signal in ein digitales Signal umzuwandeln. Der Analog-Digital-Wandler 25 kann beispielsweise als Sigma-Delta-Modulator mit einem nachgeschalteten Tiefpassfilter, insbesondere einem Sinc3-Tiefpassfilter, ausgebildet sein. Der Sigma-Delta-Modulator konvertiert das analoge Signal, insbesondere die Lastspannung, in eine modulierte Pulsfolge, aus der der Tiefpassfilter, insbesondere der Sinc3-Tiefpassfilter, das digitale Signal herausfiltert und seinem Ausgang zur weiteren Verwendung zur Verfügung stellt.To the recorded at the input CS, analog signal, in particular the recorded load voltage and / or load current, in the current measuring device 21 The control device can be processed particularly simply and efficiently 20 a first analog-to-digital converter 25 , which is adapted to convert the analog signal into a digital signal. The analog-to-digital converter 25 For example, it can be designed as a sigma-delta modulator with a downstream low-pass filter, in particular a Sinc 3 low-pass filter. The sigma-delta modulator converts the analog signal, in particular the load voltage, into a modulated pulse train, from which the low-pass filter, in particular the Sinc 3 low-pass filter, filters out the digital signal and makes it available for further use.

In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann der erste Analog-Digital-Wandler 25 auch Teil der Strommessvorrichtung 21 sein.In another embodiment, not shown, the first analog-to-digital converter 25 also part of the current measuring device 21 be.

In der dargestellten Ausführungsform weist der als IGBT ausgebildete Halbleiterschalter 10 einen Stromspiegel-Emitter 15 auf, der am Eingang CS einen abfließenden Laststrom zur Verfügung stellt. Eine analoge Lastspannung, welche von dem Analog-Digital-Wandler 25, insbesondere von dem Sigma-Delta-Modulator mit einem nachgeschalteten Tiefpassfilter, insbesondere der Sinc3-Tiefpassfilter, in ein digitales Signal umgewandelt wird, kann aus dem Laststrom durch eine vorgeschaltete Last, insbesondere einen gegen ein vorgegebenes Potenzial, insbesondere gegen das Emitter-Potenzial am Anschluss E, geschalteten Widerstand erzeugt werden. Alternativ kann der Analog-Digital-Wandler 25 mittels einer Ladungspumpe, insbesondere mittels einer Kapazität, die bei einer definierten Spannung, beispielsweise 0,2 Volt, mit einer Frequenz entladen wird, ausgebildet sein. Dabei ist diese Frequenz ein Maß für den am Anschluss CS eingehenden Strom und kann digital einfach, insbesondere nach einer Filterung, weiterverarbeitet werden.In the illustrated embodiment, the semiconductor switch formed as an IGBT 10 a current mirror emitter 15 on, which provides an outgoing load current at the input CS. An analog load voltage supplied by the analog-to-digital converter 25 , in particular of the sigma-delta modulator with a downstream low-pass filter, in particular the Sinc 3 low-pass filter is converted into a digital signal, can from the load current through an upstream load, in particular against a predetermined potential, in particular against the emitter potential At port E, switched resistance can be generated. Alternatively, the analog-to-digital converter 25 by means of a charge pump, in particular by means of a capacitor which is discharged at a defined voltage, for example 0.2 volts, with a frequency to be formed. In this case, this frequency is a measure of the current incoming at the terminal CS and can be easily processed digitally, in particular after filtering.

Das am Anschluss CS abgenommene und digitalisierte Signal kann an einem weiteren Anschluss, insbesondere einer Schnittstelle S der Steuervorrichtung 20, anderen Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise Steuergeräten, über einen Datenbus, insbesondere einen LIN-Bus, zur Verfügung gestellt werden.The signal taken at the connection CS and digitized can be connected to a further connection, in particular an interface S of the control device 20 , other components of the vehicle, such as control units, via a data bus, in particular a LIN bus, are made available.

Auf ähnliche Weise ist auch hinter dem Anschluss D ein zweiter Analog-digital-Wandler 25' als Teil der Steuervorrichtung 20 vorgesehen, der die im Betrieb am Halbleiterschalter 10 abfallende Spannung, insbesondere die Kollektor-Emitter-Spannung bzw. Sättigungsspannung UCE, in ein digitales Signal umwandelt, welches von der Spannungsmessvorrichtung 22 zur Bestimmung des Werts des Indikators für die Sättigung des Halbleiterschalters 10 herangezogen wird.Similarly, also behind port D is a second analog-to-digital converter 25 ' as part of the control device 20 provided, which in operation at the semiconductor switch 10 decreasing voltage, in particular the collector-emitter voltage or saturation voltage U CE , converted into a digital signal, which from the voltage measuring device 22 for determining the value of the indicator for the saturation of the semiconductor switch 10 is used.

In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann der zweite Analog-Digital-Wandler 25' auch Teil der Spannungsmessvorrichtung 22 sein.In another, not shown embodiment, the second analog-to-digital converter 25 ' also part of the tension measuring device 22 be.

Das am Anschluss D abgenommene und digitalisierte Signal kann an einem weiteren Anschluss, insbesondere einer Schnittstelle S' der Steuervorrichtung 20, anderen Komponenten des Fahrzeugs, beispielsweise Steuergeräten, über einen Datenbus, insbesondere einen LIN-Bus, zur Verfügung gestellt werden.The signal taken off at the connection D and digitized can be connected to a further connection, in particular an interface S 'of the control device 20 , other components of the vehicle, such as control units, via a data bus, in particular a LIN bus, are made available.

Die durch die Schnittstelle S, S' zur Verfügung gestellten Daten bzw. Signale ermöglichen beispielsweise eine Zustandsüberwachung des Halbleiterschalters 10 durch ein Steuergerät des Fahrzeugs, welches in Verbindung mit wenigstens einer Komponente steht, die an die Versorgungsleitung 2 angeschlossen ist. Insbesondere ist es dadurch möglich, die Plausibilität des Zustands des Halbleiterschalters 10 durch Abgleichen mit Daten, die von der wenigstens einen Komponente zur Verfügung gestellt werden, zu überprüfen. Insbesondere kann die im Betrieb am Halbleiterschalter 10 abfallende Spannung bzw. Sättigungsspannung UCE und/oder der durch den Halbleiterschalter 10 fließende Strom bzw. der Kollektorstrom IC überprüft werden. Dadurch kann eine Fehlfunktion des Halbleiterschalters 10 einfach festgestellt werden und gegebenenfalls dem Fahrer des Fahrzeugs gemeldet und/oder in einem Fehlerspeicher abgelegt werden.The data provided by the interface S, S 'data or signals allow For example, a condition monitoring of the semiconductor switch 10 by a control device of the vehicle which is in communication with at least one component connected to the supply line 2 connected. In particular, it is possible, the plausibility of the state of the semiconductor switch 10 by checking against data provided by the at least one component. In particular, during operation on the semiconductor switch 10 decreasing voltage or saturation voltage U CE and / or by the semiconductor switch 10 flowing current or the collector current I C are checked. This may cause a malfunction of the semiconductor switch 10 can be easily detected and optionally reported to the driver of the vehicle and / or stored in a fault memory.

Die Überstromschutzvorrichtung 1 kann auch eine Clamping-Vorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen, die dazu eingerichtet ist, ein parasitäres, d. h. ein durch einen Verschiebungsstrom zwischen Kollektor 12 und Gate 11 ausgelöstes, insbesondere unbeabsichtigtes bzw. unkontrolliertes, Einschalten des Halbleiterschalters 10 nach einem kontrollierten Abschalten des Halbleiterschalters 10, d. h. einer erfolgten Trennung der Versorgungsleitung 2, zu vermeiden. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Gate-Emitter-Spannung UGE im ausgeschalteten Zustand stets kleiner bleibt als die Schwellenspannung des Halbleiterschalters 10, bei der ein Stromfluss IC auftritt. Vorzugsweise kann dazu ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) zwischen Gate 11 und Emitter 13 vorgesehen sein, wobei die Drain-Elektrode des MOSFET vor einem ohmschen Widerstand mit der elektrischen Zuleitung des Gates 11, die Gate-Elektrode des MOSFET hinter dem ohmsche Widerstand mit der elektrischen Zuleitung des Gates 11, und die Source-Elektrode des MOSFET mit dem Emitter 13 verbunden ist.The overcurrent protection device 1 may also comprise a clamping device (not shown), which is adapted to a parasitic, ie a by a displacement current between the collector 12 and gate 11 triggered, in particular unintentional or uncontrolled, switching on the semiconductor switch 10 after a controlled shutdown of the semiconductor switch 10 , ie a successful separation of the supply line 2 , to avoid. It must be ensured that the gate-emitter voltage U GE always remains smaller than the threshold voltage of the semiconductor switch in the off state 10 in which a current flow I C occurs. Preferably, a metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET) may be used between gate 11 and emitter 13 be provided, wherein the drain electrode of the MOSFET before an ohmic resistance with the electrical supply line of the gate 11 , the gate electrode of the MOSFET behind the resistor with the electrical supply of the gate 11 , and the source of the MOSFET with the emitter 13 connected is.

2 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform einer Überstromschutzvorrichtung 1, wobei die Überstromschutzvorrichtung 1, insbesondere der Halbleiterschalter 10, eine Temperaturmessvorrichtung, bevorzugt aufweisend eine oder mehrere Dioden (16), zur Temperaturmessung des Halbleiterschalters 10 aufweist, die über einen oder mehrere Anschlüsse T mit der Steuervorrichtung 20 verbunden ist. Weiter vorzugsweise ist die Steuervorrichtung 20 dazu eingerichtet, die gemessene Temperatur des Halbleiterschalters 10 bei der Steuerung des Halbleiterschalters 10, d. h. bei der Öffnung bzw. beim Abschalten, mit einzubeziehen. Insbesondere kann, basierend auf der Temperaturmessung, das Auslösekriterium gewählt bzw. angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Strommessvorrichtung 21 und/oder die Spannungsmessvorrichtung 22 die gemessene Temperatur bei der Bestimmung des Werts des Indikators für den durch den Halbleiterschalter 10 fließenden Strom und/oder bei der Bestimmung des weiteren Werts des Indikators für die Sättigung des Halbleiterschalters 10 berücksichtigt, d. h. herangezogen werden. Dadurch wird die Steuerung des Halbleiterschalters 10, bzw. das Auslösen der Überstromschutzvorrichtung 1, besonders zuverlässig. 2 shows a second exemplary embodiment of an overcurrent protection device 1 , wherein the overcurrent protection device 1 , in particular the semiconductor switch 10 , a temperature measuring device, preferably comprising one or more diodes ( 16 ), for temperature measurement of the semiconductor switch 10 having, via one or more terminals T with the control device 20 connected is. Further preferably, the control device 20 adapted to the measured temperature of the semiconductor switch 10 in the control of the semiconductor switch 10 , ie when opening or when switching off, to include. In particular, based on the temperature measurement, the triggering criterion can be selected or adjusted. Alternatively or additionally, the current measuring device 21 and / or the voltage measuring device 22 the measured temperature in determining the value of the indicator for the by the semiconductor switch 10 flowing current and / or in the determination of the further value of the indicator for the saturation of the semiconductor switch 10 considered, ie used. This will control the semiconductor switch 10 , or the triggering of the overcurrent protection device 1 , especially reliable.

Weiter vorzugsweise kann durch die von der Temperaturmessvorrichtung gemessene Temperatur des Halbleiterschalters 10 der ermittelte Wert des Indikators für den durch den Halbleiterschalter 10 fließenden Strom und/oder der ermittelte weitere Wert des Indikators für den Sättigungszustand des Halbleiterschalters 10 überprüft bzw. korrigiert werden.Further preferably, by the temperature of the semiconductor switch measured by the temperature measuring device 10 the determined value of the indicator for the by the semiconductor switch 10 flowing current and / or the determined further value of the indicator for the saturation state of the semiconductor switch 10 be checked or corrected.

Alternativ kann die Temperaturmessung von der Steuervorrichtung 20 ohne die Temperaturmessvorrichtung, insbesondere ohne die eine oder mehreren Dioden (16), direkt anhand wenigstens eines über wenigstens einen der Anschlüsse D, G, CS, E aufgenommenes Signal durchgeführt werden. Dabei ist ein Temperaturmodell in einem Speicher der Steuervorrichtung 20 vorgesehen, anhand dessen die Temperatur des Halbleiterschalters 10 anhand des wenigstens einen Signals ermittelt wird.Alternatively, the temperature measurement of the control device 20 without the temperature measuring device, in particular without the one or more diodes ( 16 ), directly on the basis of at least one of at least one of the terminals D, G, CS, E recorded signal to be performed. Here, a temperature model is in a memory of the control device 20 provided, by means of which the temperature of the semiconductor switch 10 is determined based on the at least one signal.

In der in 2 gezeigten zweiten beispielhaften Ausführungsform ist weiterhin die Verschaltung des Anschlusses D gegenüber der Verschaltung in 1 geändert. Hierbei ist wenigstens eine der Dioden 14, 14' als Diode mit zwei Anodenanschlüssen vorgesehen. Dadurch können gegenüber der Ausführungsform in 1 vorteilhaft Komponenten gespart werden, wodurch sich der Aufbau der Überstromschutzvorrichtung 1 vereinfacht.In the in 2 shown second exemplary embodiment is further the interconnection of the terminal D with respect to the interconnection in 1 changed. Here is at least one of the diodes 14 . 14 ' provided as a diode with two anode connections. This can be compared to the embodiment in 1 advantageous components can be saved, which increases the structure of the overcurrent protection device 1 simplified.

Zusätzlich verfügt die Steuervorrichtung 20 über eine weitere Schnittstelle S'', über die bevorzugt der Schaltungszustand des Halbleiterschalters 10 ausgegeben wird, d. h. ob der Halbleiterschalter 10 die Anschlusspunkte 3, 3' leitend verbindet oder die Versorgungsleitung 2 trennt. Bevorzugt kann über wenigstens eine der Schnittstellen S, S', S'' auch die durch ermittelte Temperatur des Halbleiterschalters 10 ausgegeben werden.In addition, the control device has 20 via a further interface S ", via which preferably the circuit state of the semiconductor switch 10 is output, ie whether the semiconductor switch 10 the connection points 3 . 3 ' conductively connects or the supply line 2 separates. Preferably, the temperature determined by at least one of the interfaces S, S ', S "can also be determined by the semiconductor switch 10 be issued.

Die weiteren Merkmale entsprechen den in 1 gezeigten und entsprechend diskutierten Merkmalen.The other features correspond to those in 1 shown and discussed accordingly features.

3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Strommessvorrichtung 21, Über eine Zuleitung 30 wird das rekonstruierte bzw. digitalisierte, am Anschluss CS (siehe 1) aufgenommene, Signal zur Verfügung gestellt. Da sich insbesondere Spannungsunterschiede bei verschiedenen Überströmen nur leicht voneinander unterscheiden, wird das digitale Signal in einem Potenzierungsglied 31 mit einem Exponenten, insbesondere mit dem zweiten einstellbaren Parameter p, potenziert. Um den Schaltungsaufwand zur Realisierung des Potenzierungsglieds 31 gering zu halten, insbesondere, um Rechenkapazität zu sparen bzw. den Logikaufwand gering zu halten, wird bei der Potenzierung auf eine Lookup-Tabelle zurückgegriffen, die in einer Speichereinheit (nicht dargestellt) der Strommessvorrichtung 21 oder der Überstromschutzvorrichtung 1 abgelegt ist. Die Lookup-Tabelle enthält dabei die potenzierten Werte aller relevanten, eingehenden digitalen Signalwerte. Bevorzugt werden die Werte der Lookup-Tabelle bei der Entwicklung der Überstromschutzvorrichtung 1 bzw. der Steuervorrichtung 20 berechnet bzw. durch Versuch oder Simulation ermittelt bzw. festgelegt. Um weiteren Speicherplatz zu sparen, kann die Bittiefe des digitalen Signals vor der Potenzierung reduziert werden, beispielsweise auf 9 Bit, was in digitalen Signalwerte resultiert, die für die Verwendung in der Strommessvorrichtung 21 hinreichend genau sind. 3 shows an exemplary embodiment of the current measuring device 21 , Via a supply line 30 is the reconstructed or digitized, at the terminal CS (see 1 ), signal provided. In particular, voltage differences in different overcurrents differ only slightly from each other, the digital signal is in a potentiating 31 with an exponent, especially with the second adjustable parameter p, increased. To the circuit complexity for the realization of the potentiator 31 to keep low, in particular in order to save computing capacity or to keep the logic costs low, the exponentiation resorted to a lookup table in a memory unit (not shown) of the current measuring device 21 or the overcurrent protection device 1 is stored. The lookup table contains the potentiated values of all relevant, incoming digital signal values. The values of the look-up table are preferred in the development of the overcurrent protection device 1 or the control device 20 calculated or determined or determined by trial or simulation. To save further storage space, the bit depth of the digital signal before exponentiation may be reduced, for example to 9 bits, resulting in digital signal values suitable for use in the current measuring device 21 are sufficiently accurate.

Nach der Potenzierung mit dem zweiten einstellbaren Parameter p wird das digitale Signal mittels einem digitalen Filter in einem Integrationsglied 32 integriert. Dabei kann der Filter beispielsweise als IIR-Filter mit einer Übertragungsfunktion

Figure DE102016209354A1_0002
mit τ = 2kausgebildet sein, wobei F(z) aus einer z-Transformation vom Zeitbereich in den Bildbereich hervorgeht. Die Übertragungsfunktion kann daher durch Einstellen eines ersten einstellbaren Parameters k angepasst werden. Insbesondere kann durch Variation des ersten einstellbaren Parameters k die Sprungantwort des IIR-Filters, d. h. der nach einer gewissen (Integrations-)Zeit ermittelte Wert des Indikators für den durch den Halbleiterschalter 10 fließenden Strom, verändert und somit die Auslösecharakteristik der Überstromschutzvorrichtung 1 angepasst werden. Insbesondere sinkt die Sprungantwort des IIR-Filters bei wachsendem Parameter k, so dass der Halbleiterschalter 10 bei einem festen Überstrom und kleinem Parameter k schneller bzw. bei großen Parameter k langsamer abgeschaltet wird, d. h. bei kleinem Parameter k wird ein kleinerer Energiefluss, und bei größerem Parameter k wird ein größerer Energiefluss durch den Halbleiterschalter 10 zugelassen.After the exponentiation with the second adjustable parameter p, the digital signal is converted into an integrator by means of a digital filter 32 integrated. In this case, the filter, for example, as an IIR filter with a transfer function
Figure DE102016209354A1_0002
with τ = 2 k , F (z) resulting from a z transformation from the time domain to the image domain. The transfer function can therefore be adjusted by setting a first adjustable parameter k. In particular, by varying the first adjustable parameter k, the step response of the IIR filter, ie the value of the indicator determined by the semiconductor switch after a certain (integration) time, can be determined 10 flowing current, and thus changes the tripping characteristic of the overcurrent protection device 1 be adjusted. In particular, the step response of the IIR filter decreases with increasing parameter k, so that the semiconductor switch 10 k is turned off more slowly at a fixed overcurrent and small parameter k, or slower at large parameters k, ie, with a smaller parameter k, a smaller energy flow, and with a larger parameter k, a larger energy flow through the semiconductor switch 10 authorized.

Der gefilterte bzw. integrierte digitale Signalwert, d. h. der ermittelte Wert des Indikators für den durch den Halbleiterschalter 10 fließenden Strom, der von dem Integrationsglied 32 ausgegeben wird, wird in einem Komparator 33 mit einem am Komparatoreingang 34 vorgegebenen Wert, insbesondere einem vorgegebenen digitalen Wert, abgeglichen, und ein entsprechendes Signal über die Ableitung 35 ausgegeben. Insbesondere wird ein Steuerungssignal an den Treiber 23 (siehe 1) ausgegeben, so dass der Halbleiterschalter 10 geöffnet bzw. abgeschattet, d. h. die Versorgungsleitung 2 getrennt, wird, wenn der integrierte digitale Signalwert, d. h. der ermittelte Wert des Indikators für den durch den Halbleiterschalter 10 fließende Strom, größer ist als der vorgegebene Wert.The filtered or integrated digital signal value, ie the determined value of the indicator for the by the semiconductor switch 10 flowing electricity coming from the integrator 32 is output, is in a comparator 33 with one at the comparator entrance 34 predetermined value, in particular a predetermined digital value, adjusted, and a corresponding signal on the derivative 35 output. In particular, a control signal is sent to the driver 23 (please refer 1 ), so that the semiconductor switch 10 opened or shadowed, ie the supply line 2 disconnected, when the integrated digital signal value, ie the value determined by the indicator for the semiconductor switch 10 flowing current, greater than the predetermined value.

Vorzugsweise wird der am Komparatoreingang 34 vorgegebene Wert anhand des ersten einstellbaren Parameters p und/oder des zweiten einstellbaren Parameters p angepasst, insbesondere durch eine vorgegebene Funktion f(p, k). Dadurch kann der am Komparatoreingang 34 vorgegebene Wert das Auslösekriterium für das Abschalten des Halbleiterschalters 10 als dritter einstellbarer Parameter beeinflussen bzw. bestimmen.Preferably, the at the comparator input 34 predetermined value adjusted based on the first adjustable parameter p and / or the second adjustable parameter p, in particular by a predetermined function f (p, k). This allows the at the comparator input 34 predetermined value the triggering criterion for switching off the semiconductor switch 10 as the third adjustable parameter influence or determine.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Auslösecharakteristik 100 der Überstromschutzvorrichtung 1. Dabei ist der Logarithmus der Zeit t, für die ein Überstrom I durch den Halbleiterschalter 10 fließen darf, d. h. die Abschaltzeit, gegen den auf einen Nominalstrom IN normierten Überstrom I aufgetragen. Der Nominalstrom IN entspricht dabei dem üblicherweise fließenden, d. h. zugelassenem, Stromfluss durch den Halbleiterschalter 10, beispielsweise dem maximal zulässigen Kollektorstrom IC. Daher ist für I = IN die Abschaltzeit der Überstromschutzvorrichtung 1 unendlich bzw. nicht definiert, so dass der Nominalstrom IN beliebige lange geführt werden kann. 4 shows a schematic representation of a tripping characteristic 100 the overcurrent protection device 1 , In this case, the logarithm of the time t, for which an overcurrent I through the semiconductor switch 10 allowed to flow, ie the turn-off, against the normalized to a nominal current I N overcurrent I applied. The nominal current I N corresponds to the normally flowing, ie approved, current flow through the semiconductor switch 10 , For example, the maximum permissible collector current I C. Therefore, for I = I N, the turn-off time of the overcurrent protection device 1 infinite or not defined, so that the nominal current I N can be arbitrarily long.

Für geringe Überströme I wird die Abschaltzeit t sehr groß. Für große Überströme I dagegen wird die Abschaltzeit t schnell kleiner. Dies verdeutlicht die Auslösecharakteristik 100 durch einen ersten Bereich 101, der bei zunehmendem Überstrom I sehr steil abfällt. Die Auslösecharakteristik 100 geht in einem zweiten Bereich 102 über, indem der Abfall weniger stark ausgeprägt ist.For low overcurrents I, the turn-off time t becomes very large. For large overcurrents I on the other hand, the turn-off time t is rapidly smaller. This clarifies the tripping characteristic 100 through a first area 101 , which drops very steeply as the overcurrent I increases. The tripping characteristic 100 goes in a second area 102 over, by the waste is less pronounced.

Durch eine Variation des ersten einstellbaren Parameters k, d. h. dem Einstellen der Übertragungsfunktion des im Integrationsglied 32 verwendeten Filters, kann die gesamte Auslösecharakteristik 100, bzw. die Kurve, welche die Auslösecharakteristik 100 widergibt, angepasst, insbesondere entlang der Zeitachse verschoben werden. Dies ist durch die gepunktete Linie 103 und dem doppelköpfigen Pfeil neben dem Bezugszeichen k angedeutet. Insbesondere kann durch ein Erhöhen des Parameters k die Abschaltzeit t der Überstromschutzvorrichtung 1 erhöht werden, indem die Auslösecharakteristik 100 nach oben verschoben wird. Entsprechend kann durch die Verringerung des Parameters k die Abschaltzeit t der Überstromschutzvorrichtung 1 verringert werden, indem die Auslösecharakteristik 100 nach unten verschoben wird. Insbesondere betrifft diese Erhöhung oder Verminderung der Abschaltzeit t alle Überströme I, d. h. sowohl schwache bzw. kleine wie auch starke bzw. große Überströme I.By a variation of the first adjustable parameter k, ie the setting of the transfer function of the integration member 32 used filter, the overall tripping characteristic 100 , or the curve which the tripping characteristic 100 reflects, adjusted, in particular, be shifted along the time axis. This is through the dotted line 103 and the double-headed arrow next to the reference symbol k. In particular, by increasing the parameter k, the turn-off time t of the overcurrent protection device 1 be increased by the tripping characteristic 100 is moved upwards. Accordingly, by reducing the parameter k, the turn-off time t of the overcurrent protection device 1 be reduced by the tripping characteristic 100 is moved down. In particular, this increase or decrease in the turn-off time t relates to all overcurrents I, ie both weak and small as well as strong or large overcurrents I.

Durch eine Variation des zweiten einstellbaren Parameters p, d. h. des verwendeten Exponenten im Potenzierungsglied 31 (siehe 2), kann der zweite Bereich 102 der Auslösecharakteristik 100 angepasst, insbesondere die Steigung im zweiten Bereich 102 erhöht oder verringert werden. Dies ist durch die gestrichelte Linie 102' und den gebogenen doppelköpfigen Pfeil neben dem Bezugszeichen p angedeutet. Insbesondere kann durch ein Erhöhen des Parameters p die (negative) Steigung im zweiten Bereich 102 erhöht werden, so dass die Auslösezeit t für große Überströme I stark verringert wird, während sie für moderate Überströme I nur geringfügig verringert und für kleine Überströme I im Wesentlichen gar nicht verringert wird. Insbesondere hängt die Stärke der Anpassung der Auslösecharakteristik 100 durch den Parameter p von dem fließenden Überstrom I ab.By a variation of the second adjustable parameter p, ie the exponent used in the potentiator 31 (please refer 2 ), the second area 102 the tripping characteristic 100 adjusted, in particular the slope in the second area 102 be increased or decreased. This is through the dashed line 102 ' and the curved double-headed arrow indicated by the reference numeral p. In particular, by increasing the parameter p, the (negative) slope in the second region 102 be increased, so that the tripping time t for large overcurrents I is greatly reduced, while it is only slightly reduced for moderate overcurrents I and substantially not at all reduced for small overcurrents I. In particular, the strength of the adjustment of the tripping characteristic depends 100 from the flowing overcurrent I by the parameter p.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
ÜberstromschutzvorrichtungOvercurrent protection device
22
Versorgungsleitungsupply line
3, 3'3, 3 '
Anschlusspunkconnection Punk
1010
HalbleiterschalterSemiconductor switches
1111
Gate-ElektrodeGate electrode
1212
Kollektor-ElektrodeCollector electrode
1313
Emitter-ElektrodeEmitter electrode
14, 14'14, 14 '
ZenerdiodeZener diode
1515
Stromspiegel-EmitterCurrent mirror emitter
1616
Diode zur TemperaturmessungDiode for temperature measurement
2020
Steuervorrichtungcontrol device
2121
StrommessvorrichtungCurrent measuring device
2222
SpannungsmessvorrichtungVoltage measuring device
2323
Treiberdriver
2424
Spannungsversorgungpower supply
25, 25'25, 25 '
Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
3030
Zuleitungsupply
3131
PotenziergliedPotenzierglied
3232
Integrationsgliedintegrator
3333
Komparatorcomparator
3434
Komparatoreingangcomparator
3535
Ableitungderivation
100100
Auslösungscharakteristiktripping characteristic
101101
erster Bereichfirst area
102102
zweiter Bereichsecond area
102'102 '
verschobener zweiter Bereichmoved second area
103103
verschobene Auslösungscharakteristikshifted tripping characteristic
S, S', S''S, S ', S' '
Schnittstelleinterface
kk
erster einstellbarer Parameterfirst adjustable parameter
pp
zweiter einstellbarer Parametersecond adjustable parameter

Claims (15)

Überstromschutzvorrichtung (1) für ein elektrisches Netz, insbesondere für ein Hochvolt-Fahrzeugbordnetz, aufweisend: einen Halbleiterschalter (10), der eingerichtet ist, eine Versorgungsleitung (2) des Netzes zu trennen; eine Strommessvorrichtung (21), die eingerichtet ist, einen Wert eines Indikators für die Stärke eines durch den Halbleiterschalter (10) fließenden Laststroms zu erfassen; und eine Steuervorrichtung (20), die eingerichtet ist, den Halbleiterschalter (10) abzuschalten, wenn gemäß einer vorbestimmten Auslösungscharakteristik (100), die ein Auslösekriterium für die Überstromschutzvorrichtung (1) in Abhängigkeit von dem Wert des Indikators festlegt, für den von der Strommesseinheit (21) erfassten Wert des Indikators das Auslösekriterium erfüllt ist; wobei die Auslösungscharakteristik (100) mittels wenigstens eines einstellbaren Parameters (p, k) beeinflussbar ist, um das Auslösekriterium anzupassen.Overcurrent protection device ( 1 ) for an electrical network, in particular for a high-voltage vehicle electrical system, comprising: a semiconductor switch ( 10 ), which is set up, a supply line ( 2 ) of the network; a current measuring device ( 21 ), which is adapted to provide a value of an indicator of the strength of a through the semiconductor switch ( 10 ) to detect flowing load current; and a control device ( 20 ), which is adapted to the semiconductor switch ( 10 ) when, according to a predetermined triggering characteristic ( 100 ), which is a triggering criterion for the overcurrent protection device ( 1 ) depending on the value of the indicator for which the current measuring unit ( 21 ) value of the indicator meets the trigger criterion; the triggering characteristic ( 100 ) can be influenced by means of at least one adjustable parameter (p, k) in order to adapt the triggering criterion. Überstromschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Strommessvorrichtung (21) dazu eingerichtet ist, den Wert des Indikators für die Stärke eines durch den Halbleiterschalter (10) fließenden Laststrom durch, insbesondere zeitliche, Integration des Indikators für den durch den Halbleiterschalter (10) fließenden Laststrom zu ermitteln.Overcurrent protection device ( 1 ) according to claim 1, wherein the current measuring device ( 21 ) is adapted to adjust the value of the strength indicator by the semiconductor switch ( 10 ) flowing load current through, in particular temporal, integration of the indicator for the by the semiconductor switch ( 10 ) to determine the flowing load current. Überstromschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Strommessvorrichtung (21) wenigstens einen Analog-Digital-Wandler (25) und wenigstens ein Integrationsglied (32) aufweist, und der Analog-Digital-Wandler (25) dazu eingerichtet ist, den durch den Halbleiterschalter (10) fließenden Laststrom in ein digitales Signal umzuwandeln, und das Integrationsglied (32) dazu eingerichtet ist, das digitale Signal basierend auf einem ersten einstellbaren Parameter (k) zu integrieren.Overcurrent protection device ( 1 ) according to claim 2, wherein the current measuring device ( 21 ) at least one analog-to-digital converter ( 25 ) and at least one integrator ( 32 ), and the analog-to-digital converter ( 25 ) is arranged to pass through the semiconductor switch ( 10 ) convert the flowing load current into a digital signal, and the integrator ( 32 ) is arranged to integrate the digital signal based on a first adjustable parameter (k). Überstromschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei das Integrationsglied (32) als IIR-Filter mit einer Übertragungsfunktion, die von dem ersten einstellbaren Parameter (k) abhängt, ausgebildet ist, so dass anhand eines Einstellens des ersten einstellbaren Parameters (k) das durch die Auslösecharakteristik festgelegte Auslösekriterium unabhängig vom fließenden Überstrom angepasst wird.Overcurrent protection device ( 1 ) according to claim 3, wherein the integration member ( 32 ) is designed as an IIR filter with a transfer function that depends on the first adjustable parameter (k), so that based on setting of the first adjustable parameter (k) the tripping criterion determined by the tripping characteristic is adjusted independently of the flowing overcurrent. Überstromschutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Strommessvorrichtung (21) wenigstens ein Potenzierungsglied (31) aufweist, welches dazu ausgebildet ist, das vom Analog-Digital-Wandler (25) ausgegebene digitale Signal basierend auf einem zweiten einstellbaren Parameter (p) zu potenzieren, so dass anhand eines Einstellens des zweiten einstellbaren Parameters (p) das durch die Auslösecharakteristik festgelegte Auslösekriterium abhängig vom fließenden Überstrom angepasst wird.Overcurrent protection device ( 1 ) according to one of claims 2 to 4, wherein the current measuring device ( 21 ) at least one potentiating member ( 31 ), which is adapted to that of the analog-to-digital converter ( 25 ) to increase the output digital signal based on a second adjustable parameter (p), so that on the basis of adjusting the second adjustable parameter (p), the tripping characteristic determined by the tripping characteristic is adjusted depending on the flowing overcurrent. Überstromschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der durch Integration des Laststroms ermittelte Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter (10) fließenden Laststroms in einem Komparator (33) mit einem vorgegebenen Schwellwert abgeglichen wird, und die Steuervorrichtung (20) dazu eingerichtet ist, den Halbleiterschalter (10) abzuschalten, wenn der Wert des Indikators den Schwellwert erreicht oder überschreitet.Overcurrent protection device ( 1 ) according to claim 4, wherein the by integration of the load current determined value of the indicator of the strength of the semiconductor switch ( 10 ) flowing load current in a comparator ( 33 ) is adjusted with a predetermined threshold value, and the control device ( 20 ) is adapted to the semiconductor switch ( 10 ) when the value of the indicator reaches or exceeds the threshold. Überstromschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Steuervorrichtung (20) dazu eingerichtet ist, den Halbleiterschalter (10) nach einer Abschaltung zurückzusetzen, wenn der Wert des Indikators den Schwellwert nicht mehr erreicht oder überschreitet.Overcurrent protection device ( 1 ) according to claim 6, wherein the control device ( 20 ) is adapted to the semiconductor switch ( 10 ) after a shutdown if the value of the indicator no longer reaches or exceeds the threshold. Überstromschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterschalter (10) als Bipolartransistor mit integrierter Gate-Elektrode (11), IGBT, ausgebildet ist.Overcurrent protection device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor switch ( 10 ) as a bipolar transistor with integrated gate electrode ( 11 ), IGBT, is formed. Überstromschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strommessvorrichtung (21) den Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter (10) fließenden Laststroms anhand einer an einem Lastwiderstand abfallenden Lastspannung erfasst.Overcurrent protection device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the current measuring device ( 21 ) the value of the indicator of the strength of the semiconductor switch ( 10 ) is detected by a load voltage dropping across a load resistor. Überstromschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei: der IGBT einen Stromspiegel-Emitter (15) aufweist, der eingerichtet ist, von einem durch den Halbleiterschalter (10) fließenden Laststrom einen von diesem Laststrom abhängigen Teilstrom abzuzweigen; und die Strommessvorrichtung (21) eingerichtet ist, aus dem Teilstrom einen Wert eines Indikators für die Stärke des Laststroms zu erfassen.Overcurrent protection device ( 1 ) according to claim 8, wherein: the IGBT comprises a current mirror emitter ( 15 ), which is adapted from one through the semiconductor switch ( 10 ) flowing load current to divert a dependent of this load current partial flow; and the current measuring device ( 21 ) is arranged to detect from the substream a value of an indicator of the magnitude of the load current. Überstromschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweisend eine Spannungsmessvorrichtung (22), die eingerichtet ist, einen Wert eines weiteren Indikators für die Sättigung des Halbleiterschalters (10) zu erfassen und den Halbleiterschalter (10) abzuschalten, wenn der Wert des weiteren Indikators eine zumindest teilweise Entsättigung des Halbleiterschalters (10) anzeigt.Overcurrent protection device ( 1 ) according to one of the preceding claims, comprising a voltage measuring device ( 22 ), which is set to a value of a further indicator for the saturation of the semiconductor switch ( 10 ) and the semiconductor switch ( 10 ), if the value of the further indicator at least partially desaturates the semiconductor switch ( 10 ). Überstromschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strommessvorrichtung (21) und/oder die Steuervorrichtung (20) und/oder die Spannungsmessvorrichtung (22) auf einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis, ASIC, ausgebildet ist.Overcurrent protection device ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the current measuring device ( 21 ) and / or the control device ( 20 ) and / or the voltage measuring device ( 22 ) is formed on an application-specific integrated circuit, ASIC. Überstromschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 12, des Weiteren aufweisend einen Treiber (23) zur Steuerung des Halbleiterschalters (10) und eine Spannungsversorgung (24) des Treibers (23); wobei die Steuerungsvorrichtung (20) dazu eingerichtet ist, den Treiber (23) gemäß dem durch die Strommessvorrichtung (21) ermittelten Wert des Indikators für die Stärke des durch den Halbleiterschalter (10) fließenden Laststroms und/oder gemäß dem durch die Spannungsmessvorrichtung (22) ermittelten Wert des weiteren Indikators für die Sättigung des Halbleiterschalters (10), so dass der Halbleiterschalter (10) abgeschaltet wird, wenn gemäß der vorbestimmten Auslösungscharakteristik (100), für den von der Strommesseinheit (21) erfassten Wert des Indikators das Auslösekriterium erfüllt ist, und/oder wenn der Wert des weiteren Indikators eine zumindest teilweise Entsättigung des Halbleiterschalters (10) anzeigt, und wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Spannungsversorgung (24) des Treibers (23) so zu steuern, dass das Eintreten der Entsättigung des Halbleiterschalters (10) beeinflusst wird.Overcurrent protection device ( 1 ) according to claim 12, further comprising a driver ( 23 ) for controlling the semiconductor switch ( 10 ) and a power supply ( 24 ) of the driver ( 23 ); the control device ( 20 ) is set up the driver ( 23 ) according to the current measuring device ( 21 ) value of the indicator of the strength of the semiconductor switch ( 10 ) flowing load current and / or according to the by the voltage measuring device ( 22 ) value of the further indicator for the saturation of the semiconductor switch ( 10 ), so that the semiconductor switch ( 10 ) is switched off when, according to the predetermined triggering characteristic ( 100 ) for which the current measurement unit ( 21 ) value of the indicator, the trigger criterion is met, and / or if the value of the further indicator at least partially desaturation of the semiconductor switch ( 10 ), and wherein the control device is adapted to supply the power supply ( 24 ) of the driver ( 23 ) so that the onset of desaturation of the semiconductor switch ( 10 ) being affected. Elektrisches Netz, insbesondere Hochvolt-Fahrzeugbordnetz, aufweisend: mindestens eine Netzkomponente, die dazu eingerichtet ist, elektrische Energie zu verbrauchen und/oder zu erzeugen; mindestens einen Energiespeicher, der dazu eingerichtet ist, elektrische Energie aus dem Bordnetz aufzunehmen, zu speichern, und abzugeben; mindestens eine Versorgungsleitung (2), welche die mindestens eine Netzkomponente mit dem mindestens einen Energiespeicher elektrisch leitend verbindet; und mindestens eine Überstromschutzvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, die elektrisch leitende Verbindung (2) zwischen der mindestens einen Netzkomponente und dem mindestens einen Energiespeicher zu trennen.Electric network, in particular high-voltage vehicle electrical system, comprising: at least one network component that is configured to consume and / or generate electrical energy; at least one energy storage, which is adapted to receive electrical energy from the electrical system, store, and deliver; at least one supply line ( 2 ), which connects the at least one network component with the at least one energy storage electrically conductive; and at least one overcurrent protection device ( 1 ) according to one of the preceding claims, which is adapted to the electrically conductive connection ( 2 ) between the at least one network component and the at least one energy storage to separate. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit mindestens einem elektrischen Netz nach Anspruch 14.Vehicle, in particular motor vehicle, with at least one electrical network according to claim 14.
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