CN107546735A - 用于连接至两个电源的电系统和包括该电系统的电设备 - Google Patents

用于连接至两个电源的电系统和包括该电系统的电设备 Download PDF

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Abstract

电系统(118)包括：第一正输入端子(124)和第一负输入端子(126)，它们意图分别连接至具有第一电压(V1)的第一电源(102)；第二正输入端子(128)和第二负输入端子(130)，它们意图分别连接至具有第二电压(V2)的第二电源(110)；和电装置(122)，一方面连接至第一输入端子(124、126)，另一方面连接至第二输入端子(128、130)。电系统(118)还包括：第一开关(138)，电装置(122)通过该第一开关连接至第二正输入端子(128)；和检测装置(142)，其配置为检测第二正输入端子(128)和第二负输入端子(130)之间的电压(V)是否低于或等于预定阈值，且在这样的检测事件发生时，命令第一开关(138)断开。

Description

用于连接至两个电源的电系统和包括该电系统的电设备
技术领域
本发明涉及一种意图连接至两个电源的电系统。
在以下说明书和权利要求中，术语“端子”用于指示电导体的任何点。
背景技术
现有技术披露的电系统包括：
第一正输入端子和第一负输入端子，它们意图分别连接至第一电源的正端子和负端子，所述第一电源在其正端子和负端子之间具有第一电压，
第二正输入端子和第二负输入端子，它们意图分别连接至第二电源的正端子和负端子，所述第二电源在其正端子和负端子之间具有第二电压，该第二电压高于第一电压，
电装置，一方面连接至第一输入端子，另一方面连接至第二输入端子，所述电装置具有在第二正输入端子和第一负输入端子之间的导电路径。
将第一电源或第二电源通过电流隔离连接至电装置是已知的。电流隔离的目的是将两个电源隔离，也就是说，防止第二电源传送的电流经过电装置并到达第一电源。
本发明的目的是提供两个电源之间的、不需要电流隔离的绝缘。
发明内容
为此，提出了一种电系统，包括：
第一正输入端子和第一负输入端子，它们意图分别连接至第一电源的正端子和负端子，所述第一电源在其正端子和负端子之间具有第一电压，
第二正输入端子和第二负输入端子，它们意图分别连接至第二电源的正端子和负端子，所述第二电源在其正端子和负端子之间具有第一电压，该第二供电电压高于第一电压，
电装置，一方面连接至第一输入端子，另一方面连接至第二输入端子，所述电装置具有在第二正输入端子和第一负输入端子之间的导电路径，
其特征在于，所述电系统还包括：
第一开关，电装置通过该第一开关连接至第二正输入端子；
检测装置，配置为：
检测所述第二正输入端子和所述第二负输入端子之间的电压是否低于或等于预定阈值，
在这样的检测事件发生时，命令所述第一开关断开。
凭借本发明，如果在第二电源侧发生引起第二声输入端子和第二负输入端子之间的电压下降或甚至引起短路的意外，则第一开关断开，且因此将两个电源隔绝。
可选地，所述预定阈值低于20V，例如为零。
还可选地，所述第一开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
还可选地，电系统还包括第二开关，电装置通过该第二开关连接至第二负输入端子，且所述检测装置配置为，在所示第二正输入端子和所述第二负输入端子之间的电压被检测到低于或等于所述预定阈值的情况下命令所述第二开关断开。
还可选地，所述第二开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
还可选地，所述电装置配置为测量所述第二电源的第二电压。
还可选地，所述电装置包括：接口，配置为减小所述第二电压并传送表示所述第二电压的信号；和计算装置，配置为随时间基于表示所述第二电压的信号测量所述第二电压。
还可选地，所述计算装置包括微控制器。
还可选地，表示所述第二电压的信号是模拟的，所述计算装置包括模拟-信号转换器，所述模拟-信号转换器配置为将表示所述第二电压的模拟信号数字化，计算装置配置为随时间基于表示所述第二电压的数字化信号测量所述第二电压。
还可选地，电系统配置为控制电压转换器。
附图说明
图1是实施本发明的电设备的电路图；
图2是图1的电设备在根据标准LV148的第一测试的执行期间的电路图；
图3是图1的电设备在根据标准LV148的第二测试的执行期间的电路图。
具体实施方式
参考图1，现在将描述实施本发明的电设备100。
电设备100包括第一电源102，其具有正端子104和连接至第一电接地端108的负端子106。第一电源102配置为在其正端子104和其负端子106之间具有第一电压V1，并且在所述例子中配置为传送低于10A的电流。
第一电压V1是DC电压，例如为10V至20V之间的DC电压。在所述例子中，第一电压具有12V的值。第一电源102包括，例如，第一电池(未示出)。
电设备100还包括第二电源110，其具有正端子112和连接至第二电接地端116的负端子114。第二电源110配置为在其正端子112和其负端子114之间具有第二电压V2，并且在所述例子中配置为传送高于100A的电流。
第二电压V2是高于第一电压V1的DC电压，例如为30V至60V之间的DC电压。在所述例子中，第二电压V2具有48V的值。第二电源110包括，例如，第二电池(未示出)。
第一电接地端108和第二电接地端116可以是不同的，并在它们之间具有非零电压，或实际上连接至彼此以形成仅单个电接地端。
电设备110还包括用于控制电压转换器(未示出)的系统118，所述电压转换器诸如逆变器或DC-DC转换器。电压转换器例如意图将第二电压V2例如转换为可变或AC电压。
控制系统118首先包括第一正输入端子124和第一负输入端子126，所述第一正输入端子124和第一负输入端子126意图分别连接至第一电源102的正端子104和负端子106。
控制系统118还包括第二正输入端子128和第二负输入端子130，所述第二正输入端子124和第二负输入端子126意图分别连接至第二电源110的正端子112和负端子114。
在所述例子中，控制系统118包括电子板120，也称为印刷电路板，在以下描述的控制系统118的元件安装在所述电子板上。
控制系统118包括测量装置122，所述测量装置122配置为随时间测量第二电源110的第二电压V2并将控制信号C传送至电压转换器，特别是基于该第二电压V2的测量进行传送。
测量装置122包括接口132，所述接口132连接至第一输入端子124、126用于其电功率供应，并连接至第二输入端子128、130以接收第二电压V2。接口132配置为减小第二电压V2，且因此配置为传送相对于第二接地端108的模拟信号V2'，还模拟信号表示第二电压V2，但处于较低电平处，例如比第二电压V2至少低两倍，优选地，比第二电压V2低四倍。
测量装置122还包括计算装置134，所述计算装置134连接至第一输入端子124、126用于其电功率供应，并连接至接口132以接收模拟信号V2'。更精确地，计算装置134包括模拟-信号转换器136，其配置为接收模拟信号V2'并将其数字化。计算装置134配置为随时间测量基于数字化信号V2'的第二电压V2。计算装置134例如包括微控制器。
测量装置122因此通过接口312和/或计算装置134具有导电路径，该导电路径位于输入端子124、126、128、130之间，且特别地位于第二正输入端子128和第一负输入端子126之间。
控制系统118还包括第一开关138，测量装置122通过该第一开关138连接至第二正输入端子128。第一开关138例如包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
控制系统118还包括第二开关140，测量装置122通过该第二开关140连接至第二负输入端子130。第二开关140例如包括MOSFET。
开关138、140优选地各自设计为，在它们断开时沿电压的两个施加方向经受在它们的端子之间的70V的电压。开关138、140进一步优选地每个设计为，当在它们的端子之间施加70V的电压时，允许至多仅1μA流动。
控制系统118还包括检测装置142，检测装置142连接至第二正输入端子128和第二负输入端子130。检测装置142还连接至第一开关138和第二开关140，以控制它们。检测装置142配置为检测第二正输入端子128和第二负输入端子130之间的电压V是否低于或等于预定阈值，且在这样的检测进行时，命令第一开关138和第二开关140断开。预定阈值例如低于或等于20V，例如为零。
现在将描述在标准LV148的测试期间图1的电系统的操作。
参考图2，对于标准LV148的第一测试，第二负输入端子130与第二电源110的负端子114以及与第二电接地端116断开连接。
在第二负输入端子130处的电势变为等于第二正输入端子128的电势。检测装置142因此检测电压V低于或等于预定阈值并命令第一开关138和第二开关140断开。
断开第一开关138因此防止第二电源110经由其正端子112传送的电流通过测量装置122朝向第一电接地端108流动。
参考图3，对于标准LV148的第二测试，一方面，第一输入端子124、126短路，另一方面，第二输入端子128、130也短路。此外，第二输入端子128、130和第二输入端子124、126分别连接至传送70V的DC电压的测试电源302的正端子和负端子。
由于第二输入端子128、130短路，它们之间的电压V降至零。检测装置142因此检测电压V低于或等于预定阈值并命令第一开关138和第二开关140断开。
断开的开关因此将第一输入端子124、126相对于第二输入端子128、130绝缘，使得测试电源302通过控制系统108产生大致为零的电流，特别是低于1μA的电流，
本发明不限于之前所述的实施例，而是相反地，由以下权利要求限定。具体地，对本领域技术人员显而易见的是可对其进行改动。
例如，电装置122可配置为执行测量第二电压V2的功能不同的功能。
此外，权利要求中使用的术语不应理解为限制于前述实施例的元件，而是相反地，必须理解为覆盖本领域技术人员基于其通常知识可以得到的所有等同元件。
附图标记
100 电设备
102 第一电源
104 正端子
106 负端子
108 第一电接地端
110 第二电源
112 正端子
114 负端子
116 第二电接地端
118 控制系统
120 电子板
122 测量装置
124 第一正输入端子
126 第一负输入端子
128 第二正输入端子
130 第二负输入端子
132 接口
134 计算装置
136 模拟-数字转换器
138 第一开关
140 第二开关
142 检测装置

Claims (10)

1.一种电系统(118)，包括：
第一正输入端子(124)和第一负输入端子(126)，它们意图分别连接至第一电源(102)的正端子(104)和负端子(106)，所述第一电源(102)在其正端子(104)和负端子(106)之间具有第一电压(V1)，
第二正输入端子(128)和第二负输入端子(130)，它们意图分别连接至第二电源(110)的正端子(112)和负端子(114)，所述第二电源(110)在其正端子(112)和负端子(114)之间具有第二电压(V2)，该第二供电电压(V2)高于第一电压(V1)，
电装置(122)，一方面连接至第一输入端子(124、126)，另一方面连接至第二输入端子(128、130)，所述电装置(122)具有在第二正输入端子(128)和第一负输入端子(126)之间的导电路径，
其特征在于，所述电系统还包括：
第一开关(138)，电装置(122)通过该第一开关连接至第二正输入端子(128)，
检测装置(142)，配置为：
检测所述第二正输入端子(128)和所述第二负输入端子(130)之间的电压(V)是否低于或等于预定阈值，
在这样的检测事件发生时，命令所述第一开关(138)断开。
2.如权利要求1所述的电系统(118)，其中，所述预定阈值低于20V，例如为零。
3.根据权利要求1或2所述的电系统(118)，其中，所述第一开关(138)包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的电系统(118)，还包括第二开关(140)，所述电装置(122)通过该第二开关连接至所述第二负输入端子(130)，且其中，所述检测装置(142)配置为，在所述第二正输入端子(128)和所述第二负输入端子(130)之间的电压(V)被检测到低于或等于所述预定阈值的情况下命令所述第二开关(140)断开。
5.如权利要求4所述的电系统(118)，其中，所述第二开关(140)包括金属氧化物半导体场效应晶体管。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的电系统(118)，其中，所述电装置(122)配置为测量所述第二电源(110)的第二电压(V2)。
7.如权利要求6所述的电系统(118)，其中，所述电装置(122)包括：
接口(132)，配置为减小所述第二电压(V2)并传送表示所述第二电压(V2)的信号(V2')，
计算装置(134)，配置为随时间基于表示所述第二电压(V2)的信号(V2')测量所述第二电压(V2)。
8.如权利要求7所述的电系统(118)，其中，所述计算装置(134)包括微控制器。
9.根据权利要求7或8所述的电系统(118)，其中，表示所述第二电压(V2)的信号(V2')是模拟的，其中，所述计算装置(134)包括模拟-信号转换器(136)，所述模拟-信号转换器(136)配置为将表示所述第二电压(V2)的模拟信号(V2')数字化，且其中，所述计算装置(134)配置为随时间基于表示所述第二电压(V2)的数字化信号(V2')测量所述第二电压(V2)。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的电系统(118)，配置为控制电压转换器。
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