CN104698915A - 电路装置、用于运行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路装置、用于运行的方法。一种用于运行电机的电路装置（1）带有至少一个高压半桥电路（2），高压半桥电路具有高边半导体开关（3）和低边半导体开关（4），其中为半导体开关（3、4）配设各一个门极驱动器（5、6）以用于它们的触发，该电路装置还带有触发门极驱动器（5、6）的低压控制器（7）。规定设置高压控制器（11），它检测门极驱动器（5、6）的输出信号（AS）并且将至少一个经检测的输出信号（AS）通过数据总线（12）发送给低压控制器（7）。

Description

电路装置、用于运行的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行电机的电路装置，其带有至少一个高压半桥电路，该高压半桥电路具有高边半导体开关和低边半导体开关，其中，为了触发半导体开关，为它们配设各一个门极驱动器，电路装置还有带有低压控制器，其触发门极驱动器。
此外，本发明还涉及一种用于运行这种电路装置的方法。
背景技术
电机，尤其是多相电机，通常通过逆变器或换流器运行，逆变器或换流器被微控制器控制。微控制器在此布置在逆变器的低压侧，而至少一个半导体桥接电路则配属于高压电网。这一点例如在混合动力车辆中公知，混合动力车辆具有带低压的车载电网和带高压的驱动系统电网。逆变器通常具有多个半桥电路，这些半桥电路分别具有两个半导体开关，亦即一个高边半导体开关和一个低边半导体开关，它们相互串联且分别通过门极驱动器被触发，门极驱动器从微控制器接收和实施控制信号。为了监控所控制的微控制器，必须回读门极驱动器的输出信号，以便确保电路装置或电机的安全运行。在此，功率开关的每一个触发信号或门极驱动器的每一个输出信号通常单独地通过在高压部分和低压部分之间的绝缘栅被导引。
发明内容
带有权利要求1的特征的按本发明的电路装置具有的优势在于，半导体开关的输出信号不必再单独地通过绝缘栅导回。尤其通过本发明由此减小了克服绝缘栅的线路的数量，即，收集输出信号以及将其共同地通过接口转达。为此，按照本发明规定，设置了高压控制器，它检测门极驱动器的输出信号以及通过数据总线与低压控制器连接。高压控制器通过这条数据总线至少将已收集的输出信号发送给低压控制器，低压控制器由此可以回读和评估这些输出信号。通过借助高压控制器收集输出信号以及例如将这些输出信号作为数据包通过数据总线转送，仅还需要在低压侧和高压侧之间的数据总线作为接口，以便能够通过低压控制器回读门极驱动器的输出信号。按照本发明规定，高压控制器至少将被检测的输出信号通过数据总线发送给低压控制器。除了输出信号外，也还可以检测门极驱动器或半桥电路的其它的值以及通过低压控制器或高压控制器来评估这些值。
低压控制器优选通过数据总线将一个同步信号发送给高压控制器，因而两个控制器以相同的脉冲频率（Taktfrequenz）工作以及确保了通过高压控制器转送的数据包关于所检测的输出信号到由低压控制器产生的触发信号的分配。由此确保在数据总线上的数据传递与门极驱动器状况的产生或门极驱动器的触发成一个固定的时间比例。数据总线的总线速度在此必须不是强制性地处在脉冲率（Taktrate）之上，用该脉冲率产生了门极驱动器状况。它必须仅这样高，使得在同步信号的传递端和有待回读的输出信号的施加或门极驱动器状况之间的时间间隔能足够精确地被确定以及尤其是恒定不变的。
进一步优选地规定，电路装置具有多个半桥电路，其中，为每一个半导体开关配设各一个门极驱动器。尤其规定，将半桥电路联接成全桥，尤其是B6桥电路。电路装置优选形成了用于电机的逆变器。在此，优选为电机的每一个相设置一个半导体开关桥装置。
特别优选地规定，电路装置具有仅一个高压控制器，尤其是微控制器。当电路装置包括多个半桥电路时，那么也规定这一点。各门极驱动器的输出信号被相宜地输送给高压控制器，高压控制器检测这些输出信号以及将这些输出信号通过数据总线回送给低压控制器以作评估和监控。
带有权利要求5的特征的按本发明的方法的特征在于，高压控制器检测门极驱动器的输出信号以及通过数据总线发送给低压控制器。低压控制器评估经回送的数据以监控和检验电机或电路装置以及低压控制器的运行。由此产生了之前所述的优势。
此外优选规定，低压控制器产生了一个同步信号，以及将该同步信号通过数据总线发送给高压控制器，以便确保，两个控制器一方面以相同的脉冲工作，以及另一方面，使得在数据总线上的数据传递与门极驱动器的产生或门极驱动器的触发成一个固定的时间比例。由此可以确保经回读的输出信号到低压控制器的触发信号分配。
附图说明
接下来应当借助实施例详细阐释本发明。附图中：
图1在简化的方块图中示出了电路装置；并且
图2示出电路装置的数据总线的信号变化。
具体实施方式
图1在简化的方块图中示出了电路装置1。电路装置1具有半桥电路2，半桥电路具有两个半导体开关3和4。半导体开关3、4优选构造成一致。在此为每一个半导体开关3、4配设一个门极驱动器5、6，门极驱动器操纵各个半导体开关3、4。半导体开关3相宜地涉及一种所谓的高边半导体开关以及半导体开关4涉及一种所谓的低边半导体开关。相应的是，门极驱动器5和6被构造成高边或低边门极驱动器5、6。
两个门极驱动器5、6直接通过当前构造成微控制器的控制器7触发。控制器7在此被布置在低压部分8中，而门极驱动器5、6和半导体开关3、4或半桥电路2则处在电路装置1的高压部分9中。控制器7因此是一种低压控制器，其例如接入汽车的低压车载电网。半桥电路2配属于高压电网，高压电网内例如设有汽车的电驱动部件，尤其如电机。在低压部分8和高压部分9之间需要一个电位分离装置10，以便确保电路装置1或由此形成的驱动装置的安全的运行。
照例规定，控制器7回读门极驱动器5、6的用于触发半导体开关3、4的输出信号AS，以便监控电路装置1的运行。当前在此处规定，在高压侧上布置另一个被构造成高压微控制器的控制器11。控制器11在此与两个门极驱动器5、6连接，以便检测各门极驱动器5、6的状态以及尤其是各输出信号AS。
控制器11在此通过数据总线12与控制器7连接。控制器7和11因此通过数据总线12相互通信。在此，控制器11至少将所检测的输出信号AS通过数据总线12发送给微控制器7，因而控制器7能够将输出信号AS与触发信号相比较以及能够监控或监控电路装置1或驱动装置的运行。将门极驱动器5、6的输出信号AS综合到数据总线中，因而省去了在高压部分9和低压部分8之间的迄今为止都很常见的单独的传递通道。电路装置1相宜地具有多个半导体桥2，以便例如形成用于运行三相电机的全桥，尤其是B6桥。此外，在此也仅设一个微控制器或控制器11，所有门极驱动器的输出信号都被输送给它。控制器11将这些输出信号捆绑以及将它们通过数据总线12送回到控制器7。除数据交换外，通过数据总线12也实现了两个控制器7、11彼此在时间上的同步。
门极驱动器状况由低压控制器7在固定的栅格内例如通过图1中所述的单独的数据线路发出。此外，每一个第n次，当门极驱动器状况通过控制器7产生，亦即门极驱动器5、6被触发时，由控制器7将一个同步数据包或同步信号通过数据总线12送给控制器11，同步数据报或同步信号指示控制器11从门极驱动器5或6的输出端回读各下一个数据包以及通过数据总线送回到低压控制器7。
有利的是，低压控制器7方面在数据总线12上的数据传递与门极驱动器状况的产生或门极驱动器5、6的触发处于一个固定的时间比例。数据总线12的总线速度因此必须不是强制性地处在循环频率之上，用循环频率通过控制器7产生了门极驱动器状况。它必须仅这样高，使得在同步包或同步信号的传递结束和有待回读的门极驱动器状况或输出信号的施加之间的时间间隔能足够精确地被确定以及尤其是恒定不变的。
图2为此在图表中用简化图绘出了数据总线12的运行。在此一方面在时间t内记录了门极驱动器5或6中的其中一个的输出信号AS。其下绘出了由控制器7产生的同步信号SS，同步信号被这样选择，使得在同步信号SS的传递结束和时间上紧随其后的输出信号之间的时间间隔△t能足够精确地被确定以及尤其是恒定不变的。紧随同步信号的输出信号AS被回读以及如之前说明那样通过数据总线12转达给控制器7。被回读的输出信号或被回读的门极驱动器状况在产生后必须由控制器7储存，直至结束倒传递以及紧接着的比较。在接下来的步骤中，数据总线也可以被用来传递其它数据，这些数据与输出信号的同步或回读毫无关系。数据总线12在两个回读过程之间可作他用。

Claims (6)

1.用于运行电机的电路装置（1），带有至少一个高压半桥电路（2），所述高压半桥电路具有高边半导体开关（3）和低边半导体开关（4），其中为所述半导体开关（3、4）配设各一个门极驱动器（5、6）以用于它们的触发，该电路装置还带有触发所述门极驱动器（5、6）的低压控制器（7），其特征在于，设置了高压控制器（11），该高压控制器检测所述门极驱动器（5、6）的输出信号（AS）并且至少将所检测的输出信号（AS）通过数据总线（12）发送给所述低压控制器（7）。
2.按权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述低压控制器（7）尤其定期地将同步信号发送给所述高压控制器（11）。
3.按前述权利要求任一项所述的电路装置，其特征在于，所述电路装置（1）具有多个半桥电路（2），其中为每一个半导体开关（3、4）配设各一个门极驱动器（5、6）。
4.按前述权利要求任一项所述的电路装置，其特征在于，所述开关装置（1）具有仅一个高压控制器（11）尤其微控制器。
5.用于运行尤其按前述权利要求一项或多项所述的电路装置（1）的方法，该电路装置带有至少一个高压半桥电路（2），所述高压半桥电路具有高边半导体开关（3）和低边半导体开关（4），其中为所述半导体开关（3、4）配设各一个门极驱动器（5、6）以用于它们的触发，该电路装置还带有触发所述门极驱动器（5、6）的低压控制器（7），其特征在于，设置了高压控制器（11），所述高压控制器检测所述门极驱动器（5、6）的输出信号（AS）并且将所述输出信号（AS）通过数据总线（12）发送给所述低压控制器（7）。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，所述低压控制器（7）产生同步信号并将其通过所述数据总线（12）发送给所述高压控制器（11）。
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