CN205160050U - 关断装置、驱控单元和直流电压变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种关断装置、对其驱控的至少一个半导体开关的驱控单元以及具有该驱控单元的直流电压变换器，关断装置作为用于直流电压变换器的能关断的连接终端设计用于将低电压-直流电压电路电连接在该变换器的低电压-直流电压侧上，具有：和该电路电连接的第一终端接头；和该变换器的低电压-直流电压侧导电连接的第二终端接头；使该电路与该变换器的低电压-直流电压侧电关断的至少一个半导体开关；带有用于将栅极-驱控信号从驱控单元输送至该至少一个半导体开关的栅极的第一接头的关断装置-连接器，用于栅极-驱控信号的关断指令能取决于至少一个关断因素生成；和其上布置至少一个半导体开关和关断装置-连接器的组件支承装置。

Description

关断装置、驱控单元和直流电压变换器

技术领域

本实用新型涉及一种用于关断低电压-直流电压电路的低电压-直流电压的低电压-直流电压电位的关断装置，该低电压-直流电压电位电连接在直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压的变换器-直流电压电位上。

背景技术

在电动汽车领域通常将直流电压变换器用于为车载电网提供电能。常见的、用于电动-或者混合动力车辆中的车载电网的直流电压电平例如为12V、24V或者也可以增加至48V。将电能从其低电压-直流电压侧输送到车载电网(后面称为低电压-直流电压电路)中的直流电压变换器在其高电压-直流电压侧与高电压-直流电压电路电连接，该高电压-直流电压电路的直流电压电平例如可以为650V或者更高。电能从低电压-直流电压电路经由直流电压变换器反馈至高电压-直流电压电路中通常是可能的。

取决于直流电压变换器的结构和拓扑结构的不同，可能会出现不符合预期的运行状态，这些运行状态例如能够使从应用角度来看不容许的高电流、即过流直至短路电流流动。特别是电动-或混合动力车辆的、与低电压-直流电压电路电连接的部件，例如具有其用于安全气囊、ABS和ESP的、对安全具有重要意义的功能的车载计算机可能在这种情况下受到不可逆的损害或者至少具有功能障碍。电安全的关断、即将低电压-直流电压电路与直流电压变换器的低电压-直流电压侧的电分离因此是对电动-或混合动力车辆的生产商的根本要求。也可能存在其它的取决于操作的或者说取决于应用的、必须导致迅速将低电压-直流电压电路从直流电压变换器上断开的原因。这些原因其中之一例如是通过在事故时激活的安全功能引起的关断。

除了热保险装置外，目前的解决方案为了安全的电关断，例如在出现过流时，也设计了投入非常大的、用于直流电压变换器的功率电子装置的电路驱控装置以及具有电子驱控装置的机械开关。但这些解决方案现在面对的是电动-或混合动力车辆的生产商对这种关断功能及其相应的结构组件的其它技术要求。因此，必须取决于革新地且产品专用地这样调整所述的解决方案，即这些解决方案例如能够适应空间供应的缩小，且同时满足减轻重量的要求。电动-或混合动力车辆中的电气部件和组件同样地必须在其停止运转后能够-如果可能的话-迅速地且不必由应用者采取其它措施地重新投入使用。熔断器在此取决于功能和结构而具有一系列明显的缺点。电动驱控的机械开关从位置需求的角度来看也更多地是不利的。投入巨大的、设计复杂的、用于迅速断开直流电压变换器的功率电子装置的电路驱控装置在例如在直流电压变换器中出现过流时仅有限地起作用，它们相对来说成本密集并且因此通常也只能够与所提及的其它的解决方案组合使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，设计一种用于低电压-直流电压电路的关断装置，该关断装置能够作为独立的部件组节省空间地且附加投入较低地例如集成在用于电动-或混合动力车辆的直流电压变换器的低电压-直流电压侧中。此外，关断装置也应满足对于部件和人来说安全的电关断或者说电分离的标准。

该目的通过作为连接终端的、一种关断装置实现。

该目的进一步通过一种驱控单元实现。

该目的同样通过一种直流电压变换器实现。

本实用新型基于这一认识，即：特别是在电动汽车领域对电气部件和组件越来越紧凑并且因此越来越节省空间以供在电动-或混合动力车辆中使用有非常高的需求。除了电气部件和组件从其应用目的出发所主要设计用于的功能外，例如能量准备和行车驱动装置的控制，还须实现更多地用于自身需求以及相应应用的保护和运用能力的其它的功能。特别是设计用于实施这些功能的硬件必须尽可能地这样设计或者说布置，即它在电动-或混合动力车辆中占用少量空间，但同时它完全地且以较少投入地实施所承担的技术功能。

为了使用例如从高电压-直流电压电路中为低电压-直流电压电路、即电动-或混合动力车辆的车载电网提供电能的直流电压变换器，必须在技术功能故障的情况下、例如也基于取决于应用的要求而确保与低电压直流电路中可靠地电分离是可实施的。然而，正如它在现有技术水平中所使用的那样，直流电压变换器面对所讨论的要求几乎还不具有节省空间地布置所述的传统的关断装置的可能性。因此需要全新的、迄今未观察到的、建设性的解决方案，这些解决方案能够节省空间地、技术上可靠且高效地实现特别是低电压-直流电压电路从直流电压变换器的低电压-直流电压侧的关断。

为了实现该目的，现在提出一种关断装置，该关断装置作为用于直流电压变换器的、能够关断的连接终端被设计为用于将低电压-直流电电路电连接在直流电压变换器的低电压-直流电压侧上，其具有：第一终端接头，该第一终端接头设计用于将第一导电体与低电压-直流电压电路的低电压-直流电压的低电压-直流电压电位电连接；第二终端接头，该第二终端接头设计用于将第二电导体与直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压的变换器-直流电压电位电连接；用于使低电压-直流电压电路的低电压-直流电压电位与直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压电位电关断的至少一个半导体开关；关断装置-连接器，该关断装置-连接器具有用于将栅极-驱控信号从驱控单元输送至该至少一个半导体的栅极的第一接头，其中，用于栅极-驱控信号的关断指令能够取决于至少一个关断因素生成；和组件支承装置，在该组件支承装置上布置了至少一个半导体开关和关断装置-连接器。

从设计用于将直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压电位与低电压-直流电压电路的低电压-直流电压电位电连接的连接终端出发，该电动-机械部件被赋予了一种迄今未被考虑到的、扩展的功能性。通过将建设性的结构与用于现在能够关断的连接终端的、附加的电气功能性巧妙地组合，直流电压变换器还能够更紧凑地制造，其中确保并改进了对于使所述的电气连接可靠地电关断或者说电分离的特殊要求。

因此，对于能够关断的连接终端来说，特别是借助于半导体开关更有可能在电损失通常较小时产生非常迅速的关断速度。热保险装置或者电驱控的机械开关也在此具有取决于结构型式的缺点。但这却有可能导致，虽然触发并完成了电关断，但即使借助于超级灵敏的热保险装置通常也不能防止损坏或者甚至损毁处在低电压-直流电压电路上的电气部件。

根据布置在组件支承装置上的半导体开关的设计和数量，能够使在通过关断指令请求的电关断的时间点分别流经直流电压变换器的低电压-直流电压侧以及低电压-直流电压电路的、较大值域的电流进行关断。

在关断装置的第一种有利的设计方式中，用于形成关断指令的关断因素是借助于电流检测装置在直流电压变换器的低电压-直流电压侧上检测到的过流和/或借助于另一检测装置在低电压-直流电压电路中检测到的另一过流。

用于形成用于关断装置的关断指令的、根本的关断因素是在直流电压变换器的低电压-直流电压侧上检测到的过流或者说在低电压-直流电压电路中检测到的另一过流。如果作为对于检测到的过流以及检测到的另一过流的成因例如在直流电压变换器中可能出现电气故障，关断装置则将特别地保护低电压-直流电压电路和在那里连接的电气部件和组件不被损毁和/或不出现功能故障。

视直流电压变换器的结构的和电气设计的不同，可能有利的是，过流的电流检测装置直接设计在直流电压变换器中的低电压-直流电压侧上、和/或借助于另一电流检测装置在直流电压电路中检测另一过流。然而通常仅利用电流检测装置中的一个电流检测装置检测相应的过流，并从中形成相应的断电指令便已足够。

能够使关断指令的形成取决于其它的关断因素，这些关断因素例如由电动-或混合动力车辆的整车驱控装置在安全关断的情况下提供。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，关断装置设计用于机械地固定在直流电压变换器的壳壁上，并具有用于穿引关断装置的第一终端接头的壳壁通孔。

这种对于直流电压变换器的紧凑的构造方式有利的设计方式示出一种可能性，即关断装置如何能够在结构上高效地集成在直流电压变换器中。不同于已知的电连接终端，空间需求几乎没有增加，这是由于关断装置作为能关断的连接终端能够延续已知的电气连接终端的一些部分类似的结构特征，并且能够附加地在空间上以及技术上投入非常小地集成所需的部件，例如半导体开关或组件支承装置。作为壳壁的组成部分，也为壳壁设有顶盖或盖板，特别是当顶盖或盖板能固定地与壳壁连接时。因此，顶盖通孔或盖板通孔能够等同于壳壁通孔。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，第一终端接头具有用于连接低电压-直流电压电路的第一电导体的第一连接部件，特别是连接螺栓。

借助于连接螺栓能够在第一终端接头和低电压-直流电压电路的第一电导体之间建立非常稳定的螺栓连接。连接部件的其它功能性特征可以例如是能拆除的锁紧连接或不能拆除的压合连接。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，其具有覆盖罩，该覆盖罩具有用于第一终端接头的连接部件的或用于低电压-直流电压电路的低电压-直流电压的低电压-直流电压电位的第一导电体的穿引装置。

覆盖罩作为关断装置的部件实现多种功能。因此实现直流电压变换器的壳壁的通孔的并且由此也实现关断装置与周围环境的密封，关断装置能够机械地固定在直流电压变换器的壳壁上，其中，同时，关断装置的第一中断接头能够机械地固定，并且借助于覆盖罩特别地能够实现终端接头与直流电压变换器的壳壁的电绝缘。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，关断装置的组件支承装置设计用于固定在直流电压变换器的壳壁上，其中，第一终端接头和第二终端接头能够机械地固定在关断装置的组件支承装置上。

组件支承装置除了它本来作为特别是电气部件的支承装置的功能外，也承担了以机械地和由此也电气地连接关断装置内部的终端接头的方式以及作为机械固定装置将作为独立部件的关断装置机械地固定在直流电压变换器的壳壁上的结构性的功能。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，组件支承装置的电气组件支承装置-部件，例如特别是该至少一个半导体开关和关断装置-连接器、组件支承装置的组件支承装置-电线以及第一终端接头和第二终端接头能够借助于电绝缘材料相对于壳壁电绝缘。

组件支承装置大多也具有电绝缘的特性，然而并不能在任何情况下都确保这一点。至少直流电压变换器的壳壁与它的电气部件、即也与关断装置的电绝缘通常在电气方面是必要的并且是应用者所要求的。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，电绝缘材料具有导热的特性。电绝缘材料的这种附加的特性特别适合用于这种情况，即在关断装置中出现的电损失能够以热损失的方式通过壳壁更有效地导出。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，关断装置-连接器具有用于将源极-电位从驱控单元输送至关断装置的至少一个半导体开关的源极的第二接头、用于将低电压-直流电压电路的低电压-直流电压的低电压-直流电压电位从关断装置中输出的第三接头和用于将直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压的变换器-直流电压电位从关断装置中输出的第四接头。

用于半导体开关的源极的源极-电位的输入确保尽可能稳定的电位参考点可供用于驱控半导体开关的栅极-驱控信号使用。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，关断装置具有栅极-串联电阻，该栅极-串联电阻能够在关断装置-连接器的第一接头和至少一个半导体开关的栅极之间电连接。

借助于栅极-串联电阻有这种可能性，即视半导体开关的设计的不同影响其开关过程。这也特别地涉及到关断过程的关断速度。然而，栅极-串联电路的关断通常也能够在关断装置外部进行。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，关断装置具有保护电阻，该保护电阻能够在栅极和至少一个半导体开关的源极之间电连接。

借助于保护电阻具有这种可能性，即安全地切换半导体开关，即防止不完全的接通。在此所说的是半导体开关的栅极的浮动，这将持久地损毁半导体开关。然而，栅极-串联电阻的关断通常也能够在关断装置的外部进行。但是有利的是，将保护电阻尽可能直接地布置在栅极和半导体开关的源极之间。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，从在关断装置中检测到的直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压电位和低电压-直流电压电路的低电压-直流电压电位中能够确定关断-测试电压。

当功率半导体关断时，即在低电压-直流电压电路的低电压-直流电压的低电压-直流电压电位和直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压的变换器-直流电压电位之间完全地实现了电分离时，该关断-测试电压表明关断装置的至少一个半导体开关上的、限定的电位差。该限定的、用于可靠地确定两个直流电压电路之间的电分离的电位差的确定由通过相应的专业技术人员的设计实现。

在关断装置的另一种有利的设计方式中，该关断装置能够在直流电压变换器的低电压-直流电压侧的相应的变换器-直流电压正电位和低电压-直流电压电路的低电压-直流电压正电位之间、和/或在直流电压变换器的低电压-直流电压侧的相应的变换器-直流电压负电位和低电压-直流电压电路的低电压-直流电压负电位之间连接。

因此，低电压-直流电压电路的相应地电连接的正的以及负的电位中的每一个电位都不仅能够单个地、也能够共同地断电，也即电分离。在此，对于关断装置适用一般的技术前提，即仅相应地低电压-直流电压电路的低电压-直流电压正电位与直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压正电位、并且低电压-直流电压电路的低电压-直流电压负电位与直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压负电位能够电连接并且由此进一步能够电关断。

对于大多数应用情况来说，如果设有低电压-直流电压电路的低电压-直流电压正电位与直流电压变换器的低电压-直流电压侧的变换器-直流电压正电位的电关断便已经足够。

为了实现本实用新型的目的，进一步提出一种用于根据本实用新型的关断装置的驱控单元，该驱控单元具有：能够借助于至少一个关断因素生成的关断指令；能够取决于关断指令生成的、用于使至少一个半导体开关关断的栅极-驱控信号；用于至少一个半导体开关的源极的源极-电位；关断-测试电压，借助于该关断-测试电压能够由驱控单元测试该至少一个半的导体开关的电关断情况；和驱控单元-连接器，借助于该驱控单元-连接器能够接收该至少一个关断因素、特别是检测到的过流、变换器-直流电压电位和低电压-直流电压电位以及发出栅极-驱控信号和源极-电位。

驱控单元能够有利地集成在上级的驱控装置中、例如集成在直流电压变换器的驱控装置中。但它也能够一并容纳在根据本实用新型的关断装置中，从而使关断装置还能够更多地具有独立组件的自给自足的特征。

为了实现本实用新型的目的，进一步提出了一种直流电压变换器、特别是用于投入在电动-或混合动力车辆中使用的直流电压变换器，其至少具有根据本实用新型的关断装置、根据本实用新型的驱控单元、直流电压变换器的壳壁中的壳壁通孔、直流电压变换器的具有变换器-直流电压的变换器直流电压电位的低电压-直流电压侧和用于检测直流电压变换器的低电压-直流电压侧上的过流的电流检测装置。

根据本实用新型的关断装置特别有利地适合应用在在电动车辆领域所使用的直流电压变换器中，这是因为在这里必须特别地保护低电压-直流电压电路作为车载电网不停止运转。直流电压变换器从高电压-直流电压电路中为低电压-直流电压电路提供电能。该低电压-直流电压电路则又为电动-或混合动力车辆内部的一系列对安全具有重要意义的耗电器提供电能。如果出现故障或者损坏、特别是从所述的直流电压变换器、也或者从高电压-直流电压电路出发的损坏，则必须根据限定的预先规定将低电压-直流电压电路与直流电压变换器的低电压-直流电压侧可靠地和这样迅速地断开，即不能出现进一步的损坏。这种直流电压变换器的制造商必须越来越频繁地找到新的、结合严格的重量要求并考虑到电动-或混合动力车辆中有限的空间供应的解决方案。

附图说明

结合对于参照附图进行了详细说明的实施例的以下说明，本实用新型的前述特性、特征和优点以及实现这些特性、特征和优点的方式和方法更加明确易懂。图中示出：

图1示出根据本实用新型的、作为能够关断的连接终端的关断装置1的实施例的示意性的侧视图，其固定在直流电压变换器2的壳壁17上，

图2示出根据本实用新型的、作为能够关断的连接终端的、根据图1的关断装置1的实施例的示意性的俯视图，

图3示出根据本实用新型的、作为能够关断的连接终端的、根据图1和2的、用于将低电压-直流电压电路4的低电压-直流电压V_{DC_NV}的低电压-直流电压正电位P_NV+电连接在直流电压变换器2的低电压-直流电压侧3的变换器-直流电压V_{DC_W}的变换器-直流电压正电位P_W+上的关断装置1的实施例的示意性的电路图，

图4示出具有根据本实用新型的关断装置1的直流电压变换器2的示意图，其电连接在高压-直流电压电路31和低电压-直流电压电路4之间。

具体实施方式

在图1中示出根据本实用新型的、作为能够关断的连接终端的关断装置1的实施例的示意性的侧视图。在此，能够具有直流电压变换器2的低电压-直流电压侧3的变换器-直流电压V_{DC_W}的变换器-直流电压负电位P_W-或变换器-直流电压正电位P_W+的直流电压变换器2的第二导电体8借助于固定螺栓28机械地和电与关断装置1的第二终端接头7连接。

第二终端接头7又借助于固定螺栓28和固定螺母29与关断装置1的组件支承装置12的一侧电和机械地连接。组件支承装置12除了组件支承装置-电线23(组件支承装置-电线23在图1中未示出，在图3中可见)作为电气的组件支承装置-部件22外，还具有至少一个半导体开关9和关断装置-连接器10。在组件支承装置12的另一侧上，其在直流电压变换器2的内部与固定螺栓28在壳壁17上机械地连接。为了实现电绝缘，在组件支承装置12和壳壁17之间引入了电绝缘材料27，该电绝缘材料也能够具有导热特性。

组件支承装置12的具有与第二终端接头7的电和机械连接的一侧借助于固定螺栓28也与第一终端接头5电和机械地连接。第一终端接头5被引导穿过直流电压变换器2的壳壁17的壳壁通孔18。覆盖罩21从直流电压变换器2的外部将终端接头5机械地固定在壳壁17上，其中使用固定螺栓28。覆盖罩21实施另一技术功能。它使壳壁17的壳壁通孔18密封并且特别地保护直流电压变换器2的内部例如不受污染，特别是防止湿气进入。由此同样地使关断装置1相应地密封。

第一终端接头5现在借助于它的设计为连接栓20的连接部件19被引导穿过覆盖罩21并且同样地密封。密封圈30支持覆盖罩21的相应的密封功能。在连接螺栓20上，关断装置1与第一导电体6电和机械地通过固定螺母29连接，其中，在第一导电体6上能够施加低电压-直流电压电路4的低电压-直流电压V_{DC_NV}的低电压-直流电压正电位P_NV+或低电压-直流电压负电位P_NV-。

关断装置-连接器10允许栅极-驱控信号AS_Gate和源极-电位SP_Source的输入，以便由此实施用于半导体开关9的关断指令AB，其中，该关断指令AB借助于至少一个关断因素AF、特别是借助于通过驱控单元11检测到的过流I_H形成。

关断装置-连接器10进一步设计用于利用低电压-直流电压电路4的低电压直流电压V_{DC_NV}的低电压-直流电压负电位P_NV-将直流电压变换器2的低电压-直流电压侧3的变换器-直流电压V_{DC_W}的变换器-直流电压负电位P_W-导出、或者利用低电压-直流电压电路4的低电压-直流电压V_{DC_NV}的低电压-直流电压正电位P_NV+将直流电压变换器2的低电压-直流电压侧3的变换器-直流电压V_{DC_W}的变换器-直流电压正电位P_W+导出。对相应的电位差的分析能够表明在驱控单元11中是否存在限定的关断-测试电压V_PS，其中，借助于该关断-测试电压V_PS能够做出关于半导体开关9的电关断情况的可靠论断。

相应的变换器-直流电压电位P_W和低电压-直流电压电位P_NV从关断装置1到驱控单元11的接收以及栅极-驱控信号AS_Gate和源极-电位SP_Source从驱控单元11到关断装置1的发送通过驱控单元11的驱控单元-连接器24进行。

图2示出根据本实用新型的、作为能够关断的连接终端的、根据图1的关断装置1的实施例的示意性的俯视图。正如在图1中那样，组件支承装置12在直流电压变换器2的内壳壁17上借助于固定螺栓28机械地固定。为了实现电绝缘，在组件支承装置12和壳壁17之间能够插入电绝缘材料27(在图2中未示出)，该电绝缘材料也能够具有导热特性。在组件支承装置12上，除了组件支承装置-电线23(在图2中未示出)作为电气组件支承装置-部件外，在本实施例中还能够看见四个半导体开关9和关断装置-连接器10。这四个半导体开关9出于制图的原因在图1中很难示出，因此在图1中仅画出至少一个半导体开关9。能够由此出发，即图1和图2从不同的制图角度示出同一个实施例。

利用图2同样地示出直流电压变换器2的第二导电体8，该导电体能够具有直流电压变换器2的低电压-直流电压侧3的变换器-直流电压V_{DC_W}的变换器-直流电压正电位P_W+或变换器-直流电压负电位P_W-，并且借助于固定螺栓28机械地和电与关断装置1的第二终端接头7连接。第二终端接头7又借助于固定螺栓28和固定螺母29(固定螺母29在图2中不可见)与关断装置1的组件支承装置12的一侧电和机械地连接。正如连接在组件支承装置12的一侧上的第二终端接头7那样，第一终端接头5借助于固定螺栓28和固定螺母29(固定螺母在图2中不可见)在同一侧与关断装置1的组件支承装置12电和机械地连接。

在第一终端接头5上能够根据关断装置1的设计以及使用而施加低电压-直流电路4的低电压-直流电压V_{DC_NV}的低电压-直流电压正电位P_NV+或低电压-直流电压负电位P_NV-。第一终端接头5在低电压-直流电压电路4中的第一导电体6上的电和机械连接以及从直流电压变换器2的外部的角度的示意图不能借助于图2看见。

此外，在图2中能够更详细地看到关断装置1的关断装置-连接器10。它具有用于接收栅极-驱控信号AS_Gate的第一接头14、用于接收源极-电位SP_Source的第二接头15、用于输出低电压-直流电压正电位P_NV+的或低电压-直流电压负电位P_NV-的第三接头13和用于输出变换器-直流电压正电位P_W+的或变换器-直流电压负电位P_W-的第四接头16。

利用图3示出的根据本实用新型的、作为能够关断的连接终端的关断装置1的实施例的示意性的电路图遵循图1和2的实施例。在图3中由此出发，即实现了关断装置1在低电压-直流电压电路4的低电压-直流电压V_{DC_NV}的低电压-直流电压正电位P_NV+和直流电压变换器2的低电压-直流电压侧3的变换器-直流电压V_{DC_W}的变换器-直流电压正电位P_W+之间的连接。低电压-直流电压正电位P_NV+借助于第一终端接头5与关断装置1电连接，并且变换器-直流电压正电位P_W+借助于第二终端接头7与关断装置1电连接。

在实施例中，四个半导体开关9用于使关断装置1关断，这四个相互电并联的半导体开关在低电压-直流电压电路4的低电压-直流电压V_{DC_NV}的低电压-直流电压正电位P_NV+和直流电压变换器2的低电压-直流电压侧3的变换器-直流电压V_{DC_W}的变换器-直流电压正电位P_W+之间借助于组件支承装置-电线23接通。在此，半导体开关9的各一个漏极D与低电压-直流电压正电位P_NV+电连接，并且半导体开关的各一个源极S与变换器-直流电压正电位P_W+电连接。

图3进一步示出具有预设的接头13，14，15，16的关断装置-连接器10以及它的借助于关断装置1的组件支承装置-电线23实现的电气布线。因此，变换器-直流电压正电位P_W+通过第三接头13、并且变换器-直流电压正电位P_W+通过第四接头16从关断装置1中导出，并且借助于驱控单元-连接器24被输送至驱控单元11以便确定关断-测试电压V_PS。此外，在驱控单元11中取决于关断指令AB确定的栅极-驱控信号AS_Gate通过驱控单元-接头24和关断装置-连接器10的第一接头14输送至半导体开关的相应的栅极G。在此，为半导体开关9的所有栅极G提供分别相同的栅极-驱控信号AS_Gate。源极-电位SP_Source同样地在驱控单元11中确定，并且通过驱控单元-连接器24和关断装置-连接器10的第二接头15被输送至半导体开关9的相应的源极S。在这里也为半导体开关9的所有源极S提供相应相同的源极-电位SP_Source。

在关断装置-连接器10的第一接头15和相应的半导体开关9的栅极G之间电连接有栅极-串联电阻R_Gate。利用半导体开关9的相应的栅极串联电阻R_Gate具有这种可能，即根据栅极-串联电阻R_Gate的设计来影响相应的半导体开关9的切换过程。

为了保护半导体开关9，保护电阻R_Prot电连接在半导体开关9的栅极G和源极S之间。借助于保护电阻R_Prot具有这种可能，即可靠地切换半导体开关9，即防止栅极G浮动。

用于形成关断指令AB的至少一个关断因素AF特别地是在直流电压变换器的低电压-直流电压侧3上检测到的过流I_H。在图3中借助于第一电流检测装置5在直流电压变换器2的变换器-直流电压正电位P_W+上检测该过流，并借助于驱控单元-连接器24被输送至驱控单元11以便形成用于栅极-驱控信号AS_Gate的关断指令AB。

图4的示意图示出具有根据本实用新型的关断装置1的直流电压变换器2，其电连接在高压-直流电压电路31和低电压-直流电压电路4之间。能够将电能从高压-直流电压电路31传输到低电压-直流电压电路4中的直流电压变换器2通常在电动-或混合动力车辆中使用。

在图4中示出这种电气结构的原理构造，其中，示意图的焦点在根据本实用新型的关断装置1上，该关断装置在这里是直流电压变换器2的部件。

直流电压变换器2设有直流电压变换器-功率电子装置35，其作为直流电压变换器2的核心部件将高压-直流电压电路31的电能转换成低电压-直流电压电路4的电能。然而也设有能量从低电压-直流电压电路4到高压-直流电压电路31的转换。

直流电压变换器2在它的高电压-直流电压侧34上与高电压-直流电压电路31电连接。高电压-直流电压储存装置36位于高电压-直流电压电路31中。直流电压变换器2的低电压-直流电压侧3从它的变换器-直流电压正电位P_W+出发经过关断装置1的第二终端接头7以及进一步借助于关断装置1的第一终端接头5与低电压-直流电压电路4的低电压-直流电压正电位P_NV+电连接。变换器-直流电压负电位P_W-相反在实施例中直接与低电压直流电压电路4的低电压-直流电压负电位P_NV-电连接，其中，低电压直流电压电路4具有低电压-直流电压存储装置37。

在图4中进一步示出，除了已经利用图3讨论过的过流I_H的电流检测装置25和其作为关断因素AF的应用外，还能够检测另一过流I_{H_NEXT}，其能够与在低电压-直流电压侧3上检测到的过流I_H共同地用作关断因素AF。为了检测这另一过流I_{H_NEXT}，在低电压-直流电压电路4中能够设有另一电流检测装置26。

Claims (29)

1.一种关断装置(1)，所述关断装置作为用于直流电压变换器(2)的能够关断的连接终端设计用于将低电压-直流电压电路(4)电连接在所述直流电压变换器(2)的低电压-直流电压侧(3)上，其特征在于，所述关断装置具有：

第一终端接头(5)，所述第一终端接头设计用于将第一导电体(6)和所述低电压-直流电压电路(4)的低电压-直流电压(V_{DC_NV})的低电压-直流电压电位(P_NV，P_NV+，P_NV-)电连接，

第二终端接头(7)，所述第二终端接头设计用于将第二导电体(8)和所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的变换器-直流电压(V_{DC_W})的变换器-直流电压电位(P_W,P_W+,P_W-)电连接，

用于使所述低电压-直流电压电路(4)的所述低电压-直流电压电位(P_NV，P_NV+，P_NV-)与所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的所述变换器-直流电压电位(P_W,P_W+,P_W-)电关断的至少一个半导体开关(9)，

具有用于将栅极-驱控信号(AS_Gate)从驱控单元(11)输送至所述至少一个半导体开关(9)的栅极(G)的第一接头(14)的关断装置-连接器(10)，其中，用于所述栅极-驱控信号(AS_Gate)的关断指令(AB)能够取决于至少一个关断因素(AF)生成，和

组件支承装置(12)，在所述组件支承装置上布置了所述至少一个半导体开关(9)和所述关断装置-连接器(10)。

2.根据权利要求1所述的关断装置(1)，其特征在于，用于形成所述关断指令(AB)的所述关断因素(AF)是借助于电流检测装置(25)在所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)上检测到的过流(I_H)、和/或借助于另一电流检测装置(26)在低电压-直流电压电路(4)中检测到的另一过流(I_{H_next})。

3.根据权利要求1或2所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)设计用于机械地固定在所述直流电压变换器(2)的壳壁(17)上，并且其中，所述壳壁(17)具有用于穿引所述关断装置(1)的所述第一终端接头(5)的壳壁通孔(18)。

4.根据权利要求1或2所述的关断装置(1)，其特征在于，所述第一终端接头(5)具有用于连接所述低电压-直流电压电路(4)的第一电导体(6)的连接部件(19)。

5.根据权利要求3所述的关断装置(1)，其特征在于，所述第一终端接头(5)具有用于连接所述低电压-直流电压电路(4)的第一电导体(6)的连接部件(19)。

6.根据权利要求5所述的关断装置(1)，其特征在于，所述连接部件是连接螺栓(20)。

7.根据权利要求4所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)具有用于所述第一终端接头(5)的所述连接部件(19)的、或者用于所述低电压-直流电压电路(4)的所述低电压-直流电压(V_{DC_NV})的所述低电压-直流电压电位(P_NV，P_NV+，P_NV-)的所述第一导电体(6)的穿引装置的覆盖罩(21)。

8.根据权利要求6所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)具有用于所述第一终端接头(5)的所述连接部件(19)的、或者用于所述低电压-直流电压电路(4)的所述低电压-直流电压(V_{DC_NV})的所述低电压-直流电压电位(P_NV，P_NV+，P_NV-)的所述第一导电体(6)的穿引装置的覆盖罩(21)。

9.根据权利要求3所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)的组件支承装置(12)设计用于固定在所述直流电压变换器(2)的所述壳壁(17)上，并且其中，所述第一终端接头(5)和所述第二终端接头(7)能够机械地固定在所述关断装置(1)的所述组件支承装置(12)上。

10.根据权利要求8所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)的组件支承装置(12)设计用于固定在所述直流电压变换器(2)的所述壳壁(17)上，并且其中，所述第一终端接头(5)和所述第二终端接头(7)能够机械地固定在所述关断装置(1)的所述组件支承装置(12)上。

11.根据权利要求3所述的关断装置(1)，其特征在于，所述组件支承装置(12)的电气的组件支承装置-部件(22)、组件支承装置(12)的组件支承装置-电线(23)、以及所述第一终端接头(5)和所述第二终端接头(7)能够借助于电绝缘材料(27)相对于所述壳壁(17)电绝缘。

12.根据权利要求10所述的关断装置(1)，其特征在于，所述组件支承装置(12)的电气的组件支承装置-部件(22)、组件支承装置(12)的组件支承装置-电线(23)、以及所述第一终端接头(5)和所述第二终端接头(7)能够借助于电绝缘材料(27)相对于所述壳壁(17)电绝缘。

13.根据权利要求12所述的关断装置(1)，其特征在于，所述组件支承装置-部件是所述至少一个半导体开关(9)和所述关断装置-连接器(10)。

14.根据权利要求11所述的关断装置(1)，其特征在于，所述电绝缘材料(27)具有导热特性。

15.根据权利要求13所述的关断装置(1)，其特征在于，所述电绝缘材料(27)具有导热特性。

16.根据权利要求1或2所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置-连接器(10)具有

用于将源极-电位(SP_Source)从所述驱控单元(11)输送至所述关断装置(1)的至少一个半导体开关(9)的源极(S)中的第二接头(15)，

用于将所述低电压-直流电压电路(4)的所述低电压-直流电压(V_{DC_NV})的所述低电压-直流电压电位(P_NV，P_NV+，P_NV-)从所述关断装置(1)中导出的第三接头(13)和

用于将所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的所述变换器-直流电压(V_{DC_W})的所述变换器-直流电压电位(P_W，P_W+，P_W-)从所述关断装置(1)中导出的第四接头(16)。

17.根据权利要求15所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置-连接器(10)具有

用于将源极-电位(SP_Source)从所述驱控单元(11)输送至所述关断装置(1)的至少一个半导体开关(9)的源极(S)中的第二接头(15)，

用于将所述低电压-直流电压电路(4)的所述低电压-直流电压(V_{DC_NV})的所述低电压-直流电压电位(P_NV，P_NV+，P_NV-)从所述关断装置(1)中导出的第三接头(13)和

用于将所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的所述变换器-直流电压(V_{DC_W})的所述变换器-直流电压电位(P_W，P_W+，P_W-)从所述关断装置(1)中导出的第四接头(16)。

18.根据权利要求1或2所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)具有栅极-串联电阻(R_Gate)，所述栅极-串联电阻能够在所述关断装置-连接器(10)的所述第一接头(13)和所述至少一个半导体开关(9)的所述栅极(G)之间电接通。

19.根据权利要求17所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)具有栅极-串联电阻(R_Gate)，所述栅极-串联电阻能够在所述关断装置-连接器(10)的所述第一接头(13)和所述至少一个半导体开关(9)的所述栅极(G)之间电接通。

20.根据权利要求16所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)具有保护电阻(R_Prot)，所述保护电阻能够在所述至少一个半导体开关(9)的所述栅极(G)和所述源极(S)之间电接通。

21.根据权利要求19所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)具有保护电阻(R_Prot)，所述保护电阻能够在所述至少一个半导体开关(9)的所述栅极(G)和所述源极(S)之间电接通。

22.根据权利要求1或2所述的关断装置(1)，其特征在于，关断-测试电压(V_PS)能够从所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的、在所述关断装置(1)中检测到的所述变换器-直流电压电位(P_W)和所述低电压-直流电压电路(4)的所述低电压-直流电压电位(P_NV)中确定。

23.根据权利要求21所述的关断装置(1)，其特征在于，关断-测试电压(V_PS)能够从所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的、在所述关断装置(1)中检测到的所述变换器-直流电压电位(P_W)和所述低电压-直流电压电路(4)的所述低电压-直流电压电位(P_NV)中确定。

24.根据权利要求1或2所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)能够在所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的相应的正的所述变换器-直流电压电位(P_W+)和所述低电压-直流电压电路(4)的正的所述低电压-直流电压电位(P_NV+)之间连接、和/或在所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的相应的负的所述变换器-直流电压电位(P_W-)和所述低电压-直流电压电路(4)的负的所述低电压-直流电压电位(P_NV-)之间连接。

25.根据权利要求23所述的关断装置(1)，其特征在于，所述关断装置(1)能够在所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的相应的正的所述变换器-直流电压电位(P_W+)和所述低电压-直流电压电路(4)的正的所述低电压-直流电压电位(P_NV+)之间连接、和/或在所述直流电压变换器(2)的所述低电压-直流电压侧(3)的相应的负的所述变换器-直流电压电位(P_W-)和所述低电压-直流电压电路(4)的负的所述低电压-直流电压电位(P_NV-)之间连接。

26.一种用于根据权利要求1-25中任一项所述的关断装置(1)的驱控单元(11)，其特征在于，所述驱控单元具有

能够借助于至少一个关断因素(AF)生成的关断指令(AB)，

能取决于所述关断指令(AB)生成的、用于关断所述至少一个半导体开关(9)的栅极-驱控信号(AS_Gate)，

用于所述至少一个半导体开关(9)的源极的源极-电位(SP_Source)，

关断-测试电压(V_PS)，借助于所述关断-测试电压能够由所述驱控单元(11)测试所述至少一个半导体开关(9)的电关断情况，

驱控单元-连接器(24)，借助于所述驱控单元-接头能够接收所述至少一个关断因素(AF)、变换器-直流电压电位(P_W，P_W+，P_W-)和低电压-直流电压电位(P_NV，P_NV+，P_NV-)以及能够输出所述栅极-驱控信号(AS_Gate)和所述源极-电位(SP_Source)。

27.根据权利要求26所述的驱控单元(11)，其特征在于，所述关断因素是检测到的过流(I_H)。

28.一种直流电压变换器(2)，其特征在于，所述直流电压变换器至少具有

根据权利要求1至25中任一项所述的关断装置(1)，

根据权利要求26或27所述的驱控单元(11)，

所述直流电压变换器(2)的壳壁(17)中的壳壁通孔(18)，

直流电压变换器(2)的具有所述变换器-直流电压(V_{DC_W})的变换器-直流电压电位(P_W，P_W+，P_W-)的低电压-直流电压侧(3)和

用于检测在所述直流电压变换器(2)的低电压-直流电压侧(3)上的过流(I_H)的电流检测装置(25)。

29.根据权利要求28所述的直流电压变换器，其特征在于，所述直流变压器是用于在电动或混合动力车辆中使用的直流电压变换器。