CN1413373A - 车用双电压电网中的过电压保护方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于具有不同电压水平的车用双电压电网(1)中的过电压保护方法和装置，其中在较高电压水平的车用电网的至少一个支路中设置了一个开关元件(S1，S2)，并在较低电压水平的车用电网中设置了一个电压测量单元(3)，该开关元件(S1，S2)可通过电压测量单元(3)进行控制。

Description

车用双电压电网中的过电压保护方法和装置
本发明涉及车用双电压电网中的一种过电压保护方法和装置。
这种车用双电压电网例如在汽车技术中是众所周知的。由于用电器数目的不断增加，一个唯一的供电电源往往不再够用。此外，所用的用电器或者需要较高的工作电压和/或需要较高的电功率，所以发展了车用双电压电网，这种电网例如具有14伏和42伏的不同电压水平。此外，众所周知，为了这种车用电网例如可通过一个共同的发电机进行供电，这种车用电网必须通过一个DC/DC变换器连接。这类车用双电压电网的原则问题是，具有较低电压水平的车用电网中的用电器由于这两个车用电网之间的短路而必须对静态过电压进行保护。这可例如通过具有较低电压水平的车用电网中的用电器配置适当的按另一个车用电网中的电压设计的过电压保护元件来实现。这种方法的缺点是，由此必须对低电压水平的车用电网中的迄今为止所用的全部用电器进行修改。
本发明的技术问题是提出一种比较简单的装置和方法来保护具有较低电压水平的车用电网中的用电器，使之不受另一车用电网引起的过电压的损害。
这个技术问题的解决办法可从权利要求1和8的特征的主题中得知。本发明的其它有利结构形式则可从各项从属权利要求中得知。
为此，在具有较高电压水平的车用电网的至少一个支路中设置了一个开关元件，并在具有较低电压水平的车用电网中设置了一个电压测量单元，该电压测量单元在测出过电压时，可通过一个或几个开关元件断开具有较高电压水平的车用电网中的电压支路，从而消除过电压的原因。
开关元件或者可布置在不重要的全部支路中，或者只布置在由于布线原因而可能与另一车用电网产生严重短路危险的各支路中。
电压测量单元或者可通过控制电路或者通过控制区网络总线(CAN-Bus)或别的总线系统与开关元件连接。
在另一种优选结构型式中，两个车用电网通过一个DC/DC变换器相互电连接，电压测量单元最好与该DC/DC变换器组装成一整体。
开关元件的结构最好为半导体开关元件，尤其是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS-FET’s)。
根据这种方法测量具有较低电压水平的车用电网的电压，并在测出过电压时，依次通过开关元件断开具有较高电压的车用电网的支路，直至不再产生过电压为止。
特别是在必须独立保护各支路，例如汽车照明系统的左侧和右侧的情况下，依次断开这些支路，但在另一个支路被断开之前，其中的一个支路要先再次接通，这样就总是有一个支路保持运行准备状态。亦即在第一支路断开后，如果继续产生过电压，则该支路不是过电压产生的原因，所以可重新接通该支路。
下面结合一个优选实施例来详细说明本发明。唯一的一个附图简要表示了一个车用双电压电网的示意电路图。
车用双电压电网1包括第一电源U1和第二电源U2，其中U2＞U1。在这两个电源U1和U2之间布置了一个DC/DC变换器2，通过该变换器可连接不同电压水平的车用电网。在具有电源U1的第一车用电网中布置了第一种用电器R4，而在具有电源U2的第二车用电网中则在各支路上布置了第二种用电器R1～R3。在用电器R1和R2的支路中，分别布置了一个开关元件S1或S2。在第一车用电网中布置了一个测量第一车用电网的电压的电压测量单元3。该电压测量单元3与开关元件S1和S2的控制输入端连接。在支路中没有布置开关元件的用电器R3例如重要的用电器，如一个电转向器或一个电制动器，这种用电器是不容许断电的。此外，在远离第一车用电网布置的支路中不用设置开关元件。
电压测量单元3连续测量第一车用电网中的电压。如果例如在用电器R1的支路和用电器R4的支路之间发生短路时，则电压测量单元3测得第一车用电网中的过电压。然后该电压测量单元3控制第一开关元件S1，于是该开关元件打开或断开，切断R1的支路。在所示例子中，就这样消除了过电压的原因。
但如果电压测量单元3的测量表明还在继续产生过电压，则下一个开关元件S2断开，直至不再产生过电压为止。为此，在开关元件S2断开之前，首先可重新接通先前断开的开关元件S1。这种方法在必须分开进行保护的用电器时是特别有利的，因为用电器中总有一个保持通电。

Claims (11)

1.具有不同电压水平的车用双电压电网的过电压保护装置，其特征在于，在较高电压水平的车用电网的至少一个支路中布置了一个开关元件(S1，S2)，并在较低电压水平的车用电网中布置了一个电压测量单元(3)，其中该开关元件(S1，S2)可通过电压测量单元(3)进行控制。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，在较高电压水平的车用电网的不重要的全部支路中布置了一个开关元件。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，电压测量单元(3)通过一个总线系统与该开关元件(S1，S2)连接。
4.按前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，这两个车用电网通过一个DC/DC变换器(2)相连。
5.按权利要求4所述的装置，其特征在于，该电压测量单元与DC/DC变换器(2)组装成一整体。
6.按前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，开关元件(S1，S2)的结构为半导体开关元件。
7.按权利要求6的装置，其特征在于，该半导体开关元件的结构为金属氧化物半导体场效应晶体管。
8.一种具有不同电压水平的车用双电压电网(1)中的过电压保护方法，包括下列步骤：
a)测量具有较低电压水平的车用电压电网中的电压；
b)如果在较低电压水平的车用电网中测得一个过电压，则依次断开较高电压水平的车用电网中的各电压支路，直至不再测得过电压为止。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，如果一个被断开了的电压支路在其断开以后仍然测出一个过电压，则将该电压支路重新接通。
10.按权利要求9的方法，其特征在于，在断开下一个电压支路之前，重新接通该被断开的电压支路。
11.按权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，特定的各电压支路被同时断开并依次重新被接通。
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