DE102018113215A1 - Leistungsumwandlungsgerät - Google Patents

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Abstract

Ein Leistungsumwandlungsgerät weist einen Zweig, ein Schutzschaltelement und eine Steuerungseinheit auf. Der Zweig weist eine Vielzahl von Schaltelementen auf, die in Reihe zwischen einem positiven Anschluss und einen negativen Anschluss geschaltet sind. Das Schutzschaltelement ist in Reihe zu dem Zweig zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss geschaltet. Das Schutzschaltelement weist einen höheren Nennstrom als das Schaltelement auf. Die Steuerungseinheit bewirkt, dass das Schutzschaltelement öffnet, wenn ein Kurzschluss in einer Schaltung einschließlich eines Schaltelements aufgetreten ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Leistungsumwandlungsgerät.
  • Stand der Technik
  • Wie es in der WO 2011/129263 beschrieben ist, ist ein Kurzschlussschutzverfahren für eine Wechselrichterschaltung, die durch Leistungsschaltelemente konfiguriert ist, bekannt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die Wechselrichterschaltung gemäß der WO 2011/129263 durch Leistungsschaltelemente konfiguriert. Die Nennströme der Leistungsschaltelemente sind ein Kurzschlussstrom oder höher. Daher wird, selbst wenn ein Kurzschluss in einem gewissen Leistungsschaltelement auftreten sollte und der Kurzschlussstrom zeitweilig als Ergebnis fließt, ein Kurzschlussschutz durchgeführt, indem in dem anderen Leistungsschaltelement das Gate abgeschaltet wird. Da jedoch die Nennströme aller Leistungsschaltelemente der Wechselrichterschaltung (des Leistungsumwandlungsgeräts) der Kurzschlussstrom oder höher sind, wird eine Erhöhung der physikalischen Größe ein Problem.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es ist somit wünschenswert, ein Leistungsumwandlungsgerät anzugeben, bei dem eine Erhöhung der physikalischen Größe unterdrückt wird.
  • Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Offenbarung stellt ein Leistungsumwandlungsgerät bereit, dass aufweist: einen Zweig, der eine Vielzahl von Schaltelementen aufweist, die in Reihe zwischen einem positiven Anschluss und einen negativen Anschluss geschaltet sind, ein Schutzschaltelement, das in Reihe zu dem Zweig zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss geschaltet ist und einen höheren Nennstrom als das Schaltelement aufweist, und eine Steuerungseinheit, die bewirkt, dass das Schutzschaltelement öffnet, wenn ein Kurzschluss in einer Schaltung einschließlich eines Schaltelements aufgetreten ist.
  • Als Ergebnis wird das Schutzschaltelement in dem geöffneten Zustand gehalten, wenn ein Kurzschluss in einem Schaltelement auftritt. Daher ist es nicht erforderlich, dass die anderen Schaltelemente in dem geöffneten Zustand gehalten werden. Auf diese Weise kann ein Kurzschlussschutz durchgeführt werden, ohne dass die Nennströme der Vielzahl der Schaltelemente erhöht werden. Folglich wird eine Erhöhung der physikalischen Größe des Leistungsumwandlungsgeräts unterdrückt, im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Nennströme aller Schaltelemente erhöht sind.
  • Das Schutzschaltelement ist in Reihe zu dem Zweig geschaltet. Daher fließt, wenn ein Kurzschluss in einem Schaltelement auftritt, der Strom, der während des Kurzschluss fließt, zu dem Schutzschaltelement. Jedoch weist das Schutzschaltelement einen höheren Nennstrom als die Schaltelemente auf, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Daher wird eine Beschädigung an dem Schutzschaltelement, die aus einer Speisung durch den Strom resultiert, der während des Kurzschluss fließt, unterdrückt. Folglich wird ein instabiler Betrieb des Schutzschaltelements während des Kurzschluss in einem Schaltelement unterdrückt, wie es vorstehend beschrieben worden ist.
  • Elemente, die in den Patentansprüche aufgeführt sind, sind mit Bezugszeichen in Klammern versehen. Die Bezugszeichen innerhalb der Klammern sind vorgesehen, um einfach Entsprechungsbeziehungen mit Elementen anzugeben, die gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, und geben nicht notwendiger Weise die Elemente an, die in dem Ausführungsbeispiel per se beschrieben sind. Der Ausdruck der Bezugszeichen in Klammern verengt nicht unnötig den Umfang der Patentansprüche.
  • Figurenliste
  • In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
    • 1 ein Blockschaltbild einer Gesamtkonfiguration eines Motorsteuerungsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 2 eine Draufsicht einer Gesamtkonfiguration eines Rotorwechselrichters,
    • 3 ein Blockschaltbild eines Stroms während eines Kurzschlusses, und
    • 4 eine Draufsicht eines Variationsbeispiels für den Rotorwechselrichter.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Ein Ausführungsbeispiel, gemäß dem ein Leistungsumwandlungsgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung bei einem Motorsteuerungsgerät für ein Fahrzeug angewendet ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besch rieben.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Motorsteuerungsgerät 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme 1 bis 3 beschrieben. Das Motorsteuerungsgerät 100 steuert einen Motor 200 auf der Grundlage eines Anforderungsbefehls aus einer höherrangigen elektronischen Steuerungseinheit (ECU, die nicht gezeigt ist). Das Motorsteuerungsgerät 100 und der Motor 200 konfigurieren einen sogenannten Anlassergenerator (ISG).
  • Das Motorsteuerungsgerät 100 und der Motor 200 sind integriert. Das heißt, dass das Motorsteuerungsgerät 100 und der Motor 200 eine sogenannte elektromechanisch integrierte Konfiguration bilden.
  • Der Motor 200 ist mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit einem Riemen dazwischen gekoppelt. Die Brennkraftmaschine ist in dem Fahrzeug angebracht. Daher drehen sich der Motor 200 und die Kurbelwelle zusammen. Wenn der Motor 200 durch das Motorsteuerungsgerät 100 gedreht wird, wird die Drehung auf die Kurbelwelle übertragen. Als Ergebnis dreht sich die Kurbelwelle. Wenn dagegen die Kurbelwelle gedreht wird, wird die Drehung auf den Motor 200 übertragen. Als Ergebnis dreht sich der Motor 200. Der Motor 200 wird autonom durch das Motorsteuerungsgerät 100 gedreht. Als Ergebnis wird ein Starten (Anlassen) der Brennkraftmaschine oder eine Unterstützung für eine Fahrzeugfahrt durchgeführt. Zusätzlich dreht sich der Motor 200 auf der Grundlage der Drehung der Kurbelwelle. Als Ergebnis erzeugt der Motor 200 elektrische Leistung. Nachstehend ist der Motor 200 kurz beschreiben, und darauffolgend ist das Motorsteuerungsgerät 100 beschrieben.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, weist der Motor 200 einen Rotor 201 und einen Stator 202 auf. Zusätzlich weist der Motor 200 eine Welle und eine Riemenscheibe (die nicht gezeigt sind) auf. Die Welle ist drehbar in einem Gehäuse 300 des Motorsteuerungsgeräts 100 vorgesehen. Ein spitzes Ende der Welle liegt nach außerhalb des Gehäuses 300 frei. Die Riemenscheibe ist an dem spitzen Ende der Welle vorgesehen. Der vorstehend beschriebene Riemen ist mit der Riemenscheibe gekoppelt. Als Ergebnis wird die Drehung der Kurbelwelle auf die Riemenscheibe über den Riemen übertragen. Im Gegensatz dazu wird die Drehung der Welle auf die Kurbelwelle über den Riemen übertragen. Der Motor 200 entspricht einer rotierenden elektrischen Maschine.
  • Ein mittlerer Abschnitt der Welle ist innerhalb des Gehäuses 300 untergebracht. Der Rotor 201 ist in dem mittleren Abschnitt der Welle vorgesehen. Zusätzlich ist der Stator 202 in der Umgebung des Rotors 201 vorgesehen.
  • Der Rotor 201 weist eine Rotorspule 203 auf. Der Rotor 201 weist ebenfalls einen (nicht gezeigten) Fixierungsabschnitt auf, der die Rotorspule 203 an die Welle fixiert. Der Fixierungsabschnitt weist eine kreisförmige zylindrische Form auf. Die Welle ist in einem Hohlraum in dem Fixierungsabschnitt eingesetzt und fixiert. Die Rotorspule 203 ist innerhalb des Fixierungsabschnitts vorgesehen. Die Rotorspule 203 ist elektrisch mit einer in der Welle vorgesehenen (nicht gezeigten) Verdrahtung verbunden. Die Verdrahtung ist elektrisch mit einem Schleifring an der Welle verbunden. Der Schleifring ist in einer ringförmigen Form um die Achse der Welle geformt. Der ringförmige Schleifring ist in Kontakt mit einer Bürste. Die Bürste ist elektrisch mit dem Motorsteuerungsgerät 100 verbunden. Ein Strom aus dem Motorsteuerungsgerät 100 wird der Bürste zugeführt. Der Strom wird der Rotorspule 203 über die Bürste, den Schleifring und die Verdrahtung zugeführt. Als Ergebnis wird ein Magnetfeld in der Rotorspule 203 erzeugt. Der Rotor 201 entspricht einem gewickelten Rotor.
  • Der Stator 202 weist eine Statorspule 204 auf. Der Stator 202 weist ebenfalls einen (nicht gezeigten) Statorkern auf, in dem die Statorspule 204 vorgesehen ist. Der Statorkern weist eine kreisförmige zylindrische Form auf. Der Rotor 201 ist in einem Hohlraum in dem Statorkern zusammen mit der Welle vorgesehen. Die Statorspule 204 weist eine U-Phasen-Statorspule 205, eine V-Phasen-Statorspule 206 und eine W-Phasen-Statorspule 207 auf.
  • Die U-Phasen-Statorspule 205, die V-Phasen-Statorspule 206 und die W-Phasen-Statorspule 207 sind jeweils integral mit dem Motorsteuerungsgerät 100 über eine Stromschiene dazwischen verbunden. Ein Drei-Phasen-Wechselstrom wird der U-Phasen-Statorspule 205, der V-Phasen-Statorspule 206 und der W-Phasen-Statorspule 207 aus dem Motorsteuerungsgerät 100 zugeführt. Der U-Phasen-Statorspule 205, der V-Phasen-Statorspule 206 und der W-Phasen-Statorspule 207 werden Wechselströme zugeführt, deren Phasen voneinander um einen elektrischen Winkel von 120 Grad verschoben sind. Als Ergebnis wird ein dreiphasiges rotierendes Magnetfeld zum Drehen des Motors 201 von der U-Phasen-Statorspule 205, der V-Phasen-Statorspule 206 und der W-Phasen-Statorspule 207 erzeugt. Das dreiphasige rotierende Magnetfeld überschneidet sich mit der Rotorspule 203.
  • Wenn ein Strom zu jeder der Rotorspule 203 und der Statorspule 204 fließt, wird von jeder Spule ein Magnetfeld erzeugt. Als Ergebnis wird ein Drehmoment in der Rotorspule 203 erzeugt. Wenn der Drei-Phasen-Wechselstrom der Statorspule 204 aus dem Motorsteuerungsgerät 100 wie vorstehend beschrieben zugeführt wird, ändert sich die Richtung, in der das Drehmoment erzeugt wird, aufeinanderfolgend. Als Ergebnis beginnt die Welle, sich zu drehen. Die Riemenscheibe dreht sich ebenfalls mit der Welle. Die Drehung wird auf die Kurbelwelle über den Riemen übertragen. Als Ergebnis dreht sich die Kurbelwelle ebenfalls.
  • Wenn dagegen die Brennkraftmaschine durch Verbrennung angetrieben wird und sich die Kurbelwelle autonom dreht, wie die Drehung über den Riemen auf die Riemenscheibe übertragen. Zusätzlich wird, wenn die Kurbelwelle zusammen mit der Drehung der Räder gedreht wird, die Drehung über den Riemen auf die Riemenscheibe übertragen. Als Ergebnis dreht sich die Welle zusammen mit der Riemenscheibe. Als Ergebnis dreht sich die Rotorspule 203 ebenfalls. Das von der Rotorspule 203 emittierte Magnetfeld schneidet sich mit der Statorspule 204. Als Ergebnis wird eine induzierte Spannung in der Statorspule 204 erzeugt. Als Ergebnis fließt der Strom zu der Statorspule 204. Der Strom wird einer Batterie 400 des Fahrzeugs über das Motorsteuerungsgerät 100 zugeführt. Der Widerstandswert in der Rotorspule 203 ist im Wesentlichen zehnmal höher als der in der Statorspule 204.
  • Nachstehend ist das Motorsteuerungsgerät 100 beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, weist das Motorsteuerungsgerät 100 einen positiven Anschluss 100a und einen negativen Anschluss 100b zur elektrischen Verbindung mit der Batterie 400 auf. Der positive Anschluss 100a ist mit einer positiven Elektrode der Batterie 400 verbunden. Der negative Anschluss 100b ist mit einer negativen Elektrode der Batterie 400 verbunden. Ein Glättungskondensator 100c ist zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, weist das Motorsteuerungsgerät 100 einen Statorwechselrichter 30 und einen Rotorwechselrichter 50 auf. Der Statorwechselrichter 30 und der Rotorwechselrichter 50 sind parallel zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b geschaltet. Zusätzlich weist das Motorsteuerungsgerät 100 eine ISGECU 10 und einen Stromsensor 70 auf. Die ISGECU 10 steuert den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50. Der Stromsensor 70 erfasst die Ströme, die durch den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50 fließen. Die ISGECU 10 entspricht einer Steuerungseinheit.
  • Die ISGECU 10 ist elektrisch mit jedem des Statorwechselrichters 30 und das Rotorwechselrichters 50 verbunden. Die ISGECU 10 ist in der Lage, mit einer höherrangigen ECU, die in dem Fahrzeug angebracht ist, über eine Stromschiene oder dergleichen zu kommunizieren. Ein Anforderungsbefehl aus der höherrangigen ECU wird in die ISGCU 10 eingegeben. Die ISGECU 10 erzeugt Steuerungssignale zu Steuerung des Statorwechselrichters 30 und des Rotorwechselrichters 50 auf der Grundlage des eingegebenen Anforderungsbefehls, Erfassungssignalen aus dem Stromsensor 70 und dergleichen. Die ISGECU 10 gibt die Steuerungssignale zu dem Statorwechselrichter 30 und dem Rotorwechselrichter 50 aus. Als Ergebnis wird der Antrieb des Statorwechselrichters 30 und des Rotorwechselrichters 50 gesteuert.
  • Der Statorwechselrichter 30 weist einen U-Phasen-Zweig 31, einen V-Phasen-Zweig 32 und einen W-Phasen-Zweig 33 auf. Der U-Phasen-Zweig 31, der V-Phasen-Zweig 32 und der W-Phasen-Zweig 33 sind parallel zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b geschaltet.
  • Der U-Phasen-Zweig 31, der V-Phasen-Zweig 32 und der W-Phasen-Zweig 33 weisen jeweils ein hochseitiges Schaltelement und ein niedrigseitiges Schaltelement auf. Das hochseitige Schaltelement und das niedrigseitiges Schaltelement sind von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b hin aufeinanderfolgend in Reihe geschaltet. Insbesondere weist der U-Phasen-Zweig 31 ein hochseitiges U-Phasen-Schaltelement 34 und ein niedrigseitiges U-Phasen-Schaltelement 35 auf. Der V-Phasen-Zweig 32 weist ein hochseitiges V-Phasen-Schaltelement 36 und ein niedrigseitiges V-Phasen-Schaltelement 37 auf. Der W-Phasen-Zweig 33 weist ein hochseitiges W-Phasen-Schaltelement 38 und ein niedrigseitiges W-Phase-Schaltelement 39 auf.
  • Die Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren, sind Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs). Daher weisen die Schaltelemente jeweils eine parasitäre Diode auf. Das heißt, dass das hochseitige U-Phasen-Schaltelement 34 eine hochseitige U-Phasen-Diode 34a aufweist. Das niedrigseitige U-Phasen-Schaltelement 35 weist eine niedrigseitige U-Phasen-Diode 35a auf. Das hochseitige V-Phasen-Schaltelement 36 weist eine hochseitige V-Phasen-Diode 36a auf. Das niedrigseitige V-Phasen-Schaltelement 37 weist eine niedrigseitige V-Phasen-Diode 37a auf. Das hochseitige W-Phase-Schalterelement 38 weist eine hochseitige W-Phasen-Diode 38a auf. Das niedrigseitige W-Phase-Schaltelement 39 weist eine niedrigseitige W-Phasen-Diode 39a auf. Ein Kathodenanschluss jeder parasitären Diode ist auf der Seite des positiven Anschlusses 100a. Ein Anodenanschluss ist auf der Seite des negativen Anschlusses 100b.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, sind die U-Phasen-Statorspule 205, die V-Phasen-Statorspule 206 und die W-Phasen-Statorspule 207 an einem Ende miteinander verbunden. Als Ergebnis sind die U-Phasen-Statorspule 205, die V-Phasen-Statorspule 206 und die W-Phasen-Statorspule 208 durch eine Sternschaltung verbunden. Das andere Ende der U-Phasen-Statorspule 205 ist mit einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen U-Phasen-Schaltelement 34 und dem niedrigseitigen U-Phasen-Schaltelement 35 verbunden. Das andere Ende der V-Phasen-Statorspule 206 ist mit einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen V-Phasen-Schaltelement 36 und dem niedrigseitigen V-Phasen-Schaltelement 37 verbunden. Das andere Ende der W-Phasen-Statorspule 207 ist mit einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen W-Phase-Schaltelement 38 und dem niedrigseitigen W-Phase-Schaltelement 39 verbunden.
  • Als Ergebnis der vorstehend beschriebenen elektrischen Verbindungskonfiguration fließt, wenn beispielsweise das hochseitige U-Phasen-Schaltelement 34, das niedrigseitige V-Phasen-Schaltelement 37 und das niedrigseitige W-Phasen-Schaltelement 39 in einem geschlossenen Zustand durch das Steuerungssignal aus der ISGECU 10 gehalten werden, der Strom zu der Statorspule 204. Insbesondere fließt der Strom von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b über das hochseitige U-Phasen-Schaltelement 34, die U-Phasen-Statorspule 205, die V-Phasen-Statorspule 206 und das niedrigseitige V-Phasen-Schaltelement 37. Der Strom fließt von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b über das hochseitige U-Phasen-Schaltelement 34, die U-Phasen-Statorspule 205, die W-Phasen-Statorspule 207 und das niedrigseitige W-Phase-Schaltelement 39.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schaltelemente, die den Statorwechselrichter konfigurieren, aus Silizium zusammengesetzt. Zusätzlich werden Leistungs-MOSFETs der Modulbauart als die Schaltelemente verwendet, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren. Daher sind die Nennströme der Schaltelemente und der parasitären Dioden hoch. Beispielsweise sind die Schaltelemente und die parasitären Dioden ausgelegt, selbst einem Strom zu widerstehen, der während eines Kurzschlusses des Schaltelements fließt. Ein sogenanntes einzelseitiges (single-sided) Kühlsystem wird in den Schaltelementen verwendet, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren.
  • Der Rotorwechselrichter 50 weist einen E-Phasen-Zweig 51 und eine F-Phasen-Zweig 52 auf. Der E-Phasen-Zweig 51 und der F-Phasen-Zweig 52 sind parallel zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b geschaltet. Der E-Phasen-Zweig 51 und der F-Phasen-Zweig 52 entsprechen einem Zweig. Der Rotorwechselrichters 50 konfiguriert eine Vollbrückenschaltung. Zusätzlich weist der Rotorwechselrichter 50 weist ein Schutzelement 53 auf. Das Schutzelement 53 ist in Reihe zu sowohl dem E-Phasen-Zweig 51 als auch dem F-Phasen-Zweig 52 zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem negativen Anschluss 100b geschaltet. Der E-Phasen-Zweig 51, der F-Phasen-Zweig 52 und das Schutzelement 53 sind auf einer Leiterplatte 50a angebracht, wie es in 2 gezeigt ist. Die ISGECU 10 ist ebenfalls auf der Leiterplatte 50a angebracht.
  • Der E-Phasen-Zweig 51 weist ein hochseitiges E-Phasen-Schaltelement 54 und ein niedrigseitiges E-Phasen-Schaltelement 55 auf. Das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54 und das niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 45 sind aufeinanderfolgend in Reihe von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b hin geschaltet. Der F-Phasen-Zweig 52 weist ein hochseitiges F-Phasen-Schaltelement 46 und ein niedrigseitiges F-Phasen-Schaltelement 57 auf. Das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56 und das niedrigseitige F-Phasen-Schaltelement 57 sind aufeinanderfolgend in Reihe von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b hin geschaltet. Die Schaltelemente entsprechen einem Schaltelement.
  • Das Schutzelement 53 weist ein Schutzschaltelement 58 auf, das zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem hochseitigen E-Phasen-Schaltelement 54 vorgesehen ist. Das Schutzschaltelement 58 ist ebenfalls zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem hochseitigen F-Phasen-Schaltelement 56 positioniert. Auf diese Weise ist das Schutzelement 58 derart vorgesehen, dass es gemeinsam von dem E-Phasen-Zweig 51 und dem F-Phasen-Zweig 52 genutzt wird.
  • Wenn ein Strom zu der Rotorspule 203 geführt wird, wird das Schutzschaltelement 58 durch die ISGECU 10 derart gesteuert, dass es in dem geschlossenen Zustand ist. Wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, wird die ISGECU 10 gestartet. Wenn der Zündschalter von EIN auf AUS geschaltet wird, prüft die ISGECU 10 das Schutzschaltelement 58. Bei Abschließen der Prüfung geht die ISGECU 10 auf eine Niedrigleistungsverbrauchsbetriebsart über, in der die Größe des Leistungsverbrauchs niedriger als während des Startens ist. Auf diese Weise prüft die ISGECU 10 das Schutzschaltelement 58 bei jedem Start.
  • Insbesondere führt die ISGECU 10 eine Öffnungs-/Schließsteuerung des Schutzschaltelements 58 durch. Die ISGECU 10 erfasst die Spannung an beiden Enden des Schutzschaltelements 58 während der Öffnungs-/Schließsteuerung. Wenn erfasst wird, dass die Differenz zwischen den Spannungen an beiden Enden im Wesentlichen Null ist, wenn das Schutzschaltelement 58 auf den geschlossenen Zustand gesteuert wird, und die Differenz zwischen den Spannungen an beiden Enden im Wesentlichen äquivalent zu einer Batteriespannung ist, wenn das Schutzschaltelement 58 in den geöffneten Zustand gesteuert wird, bestimmt die ISGECU 10, dass das Schutzschaltelement 58 in einem normalen Zustand ist. Wenn etwas Anderes erfasst wird, bestimmt die ISGECU 10, dass das Schutzschaltelement 58 in einem anormalen Zustand ist. Wenn bestimmt wird, dass das Schutzschaltelement 58 in einem normalen Zustand ist, steuert die ISGECU 10 das Schutzschaltelement 58 derart, dass es stets in dem geschlossenen Zustand ist. Wenn bestimmt wird, dass das Schutzschaltelement 58 in einem anormalen Zustand ist, teilt die ISGECU 10 einem Nutzer des Fahrzeugs die Anomalität des Schutzschaltelements 58 mit. Beispielsweise wird die Mitteilung durch eine Beleuchtung einer Anzeigeeinrichtung verwirklicht, die in dem Fahrzeug angebracht ist.
  • Die vorstehend beschriebenen Schaltelemente, die den Rotorwechselrichter 50 konfigurieren, sind MOSFETs. Daher weist jedes Schaltelement eine parasitäre Diode auf. Das heiß, dass das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54 eine hochseitige E-Phasen-Diode 54a aufweist. Das niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 55 weist eine niedrigseitige E-Phasen-Diode 55a auf. Das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56 weist eine hochseitige F-Phasen-Diode 56a auf. Das niedrigseitige F-Phasen-Schaltelement 57 weist eine niedrigseitige F-Phasen-Diode 47a auf. Das Schutzschaltelement 58 weist eine Schutzdiode 58 auf. Eine Kathodenelektrode jeder parasitären Diode ist auf der Seite des positiven Anschlusses 100a. Eine Anodenelektrode ist auf der Seite des negativen Anschlusses 100b.
  • Die vorstehend beschriebene Bürste ist mit einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen E-Phasen-Schaltelement 54 und dem niedrigseitigen E-Phasen-Schaltelement 55 und einem Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen F-Phasen-Schaltelement 56 und die niedrigseitigen F-Phasen-Schaltelement 57 verbunden. Die Bürste ist in Kontakt mit dem Schleifring der Welle. Der Schleifring ist elektrisch mit der Rotorspule 203 durch Verdrahtung verbunden. Auf diese Weise sind der Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen E-Phasen-Schaltelement 54 und dem niedrigseitiges E-Phasen-Schaltelement 55 und der Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen F-Phasen-Schaltelement 56 und dem niedrigseitiges F-Phasen-Schaltelement 57 elektrisch mit der Rotorspule 203 verbunden. Insbesondere ist, wie es in 1 gezeigt ist, der Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen E-Phasen-Schaltelement 54 und dem niedrigseitigen E-Phasen-Schaltelement 55 elektrisch mit einem Ende der Rotorspule 203 verbunden. Der Mittelpunkt zwischen dem hochseitigen F-Phasen-Schaltelement 56 und dem niedrigseitigen F-Phasen-Schaltelement 57 ist elektrisch mit dem anderen zweiten Ende der Rotorspule 203 verbunden.
  • Als Ergebnis der vorstehend beschriebenen Verbindungskonfiguration fließt, wenn beispielsweise das Schutzschaltelement 58, das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54 und das niedrigseitige F-Phasen-Schaltelement 57 in dem geschlossenen Zustand durch das Steuerungssignal aus der ISGECU 10 gehalten werden, der Strom von einem Ende der Rotorspule 203 zu dem anderen Ende der Rotorspule 203 hin. Das heißt, dass der Strom von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b hin über das Schutzschaltelement 58, das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54, die Rotorspule 203 und das niedrigseitige F-Phasen-Schaltelement 57 fließt. Zusätzlich fließt, wenn beispielsweise das Schutzschaltelement 58, das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56 und das niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 55 in dem geschlossenen Zustand gehalten werden, der Strom von dem anderen Ende der Rotorspule 203 zu dem einen Ende der Rotorspule 203 hin. Das heißt, dass der Strom von dem positiven Anschluss 100a zu dem negativen Anschluss 100b über das Schutzschaltelement 58, das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56, die Rotorspule 203 und dem niedrigseitiges E-Phasen-Schaltelement 55 fließt.
  • Die Kapazität des Glättungskondensators 100c ist derart eingestellt, dass die Spannung während des Schaltens des Statorwechselrichters 30 und des Rotorwechselrichters 50 geglättet werden kann. Die Rotorspule 203 zur Erzeugung eines Magnetfeldes weist eine höhere Impedanz als die Statorspule 204 auf. Als Ergebnis ist die tatsächliche Größe des Stroms (Wechselrichterstroms) in dem Statorwechselrichter 30 signifikant größer als in dem Rotorwechselrichter 50. Daher ist der größte Teil der Kapazität des Glättungskondensators 110 eine Kapazität, die für den Statorwechselrichter 30 erforderlich ist. Die Kapazität des Glättungskondensators 110 ist in Bezug auf den Rotorwechselrichters 50 zu groß. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Schutzschaltelement 58 in dem Rotorwechselrichter 50 vorgesehen, in dem die Größe des Wechselrichters Stroms kleiner als diejenige in dem Statorwechselrichter 30 ist.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schaltelemente, die den Rotorwechselrichter 50 konfigurieren, aus Silizium zusammengesetzt. Die Nennströme der Schaltelemente, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren, sind niedriger als die Nennströme der Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren. Daher ist die physikalische Größe der Schaltelemente, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren, kleiner als diejenige der Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren.
  • In dieser Hinsicht ist das Schutzschaltelement 58 ein Leistungs-MOSDET in einer Weise, die identisch zu den Schaltelementen ist, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren. Daher weist das Schutzschaltelement 58 einen höheren Nennstrom als die Schaltelemente auf, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Das Schutzschaltelement 58 ist ausgelegt, selbst dem Strom zu widerstehen, der während eines Kurzschluss in den Schaltelementen fließt, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Zusätzlich ist die Schaltgeschwindigkeit des Schutzschaltelements 58 langsamer als diejenige der Schaltelemente, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Die Differenz in dem Nennstrom zwischen den Schaltern, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren, und dem Schutzschaltelement 58 ist auf der Grundlage von Strukturmaterial, Chipgröße, Wärmefreisetzungsstruktur und dergleichen ausgelegt.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, weist das Schutzschaltelement 58 eine größere physikalische Größe als die Schaltelemente auf, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Daher weist das Schutzschaltelement 58 eine größere Wärmekapazität als die Schaltelemente auf, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Zusätzlich sind der E-Phasen-Zweig 51, der F-Phasen-Zweig 52, das Schutzschaltelement 58 und die ISGECU 10 auf einer Oberfläche der Leiterplatte 50a angebracht. Das Schutzschaltelement 58 ist zwischen dem E-Phasen-Zweig 51 und dem F-Phasen-Zweig 52, und der ISGECU 10 positioniert. Genauer ist, wie es in 4 gezeigt ist, das Schutzschaltelement 58 zwischen den E-Phasen-Zweig 51 und dem F-Phasen-Zweig 52, und Schaltungselementen der ISGECU 10, die thermisch zu schützen sind, und beispielsweise einem Mikrocomputer 10a mit den Schaltelementen positioniert.
  • 2 zeigt eine Konfiguration, bei der die ISGECU 10 auf einer Vorderseite der Leiterplatte 50a zusammen mit dem E-Phasen-Zweig 51, dem F-Phasen-Zweig 52 und dem Schutzelement 53 angebracht ist. Jedoch können beispielsweise der E-Phasen-Zweig 51, der F-Phasen-Zweig 52 und das Schutzelement 53 auf der Vorderseite der Leiterplatte 50a angebracht sein, und kann die ISGECU 10 auf einer Rückseite der Leiterplatte 50a angebracht sein. Weiterhin können beispielsweise der E-Phasen-Zweig 51 und der F-Phasen-Zweig 52 auf der Vorderseite der Leiterplatte 50a angeordnet sein. Die ISGECU 10 und das Schutzelement 53 können auf der Rückseite der Leiterplatte 50a angeordnet sein. Dabei können der E-Phasen-Zweig 51 und der F-Phasen-Zweig 52 sowie das Schutzelement 53 derart angeordnet sein, dass sie in Bezug auf die Leiterplatte 50a dazwischen einander gegenüberliegend angeordnet sind. Als Ergebnis wird die Wärmekapazität des E-Phasen-Zweigs 51 und des F-Phasen-Zweigs 52 künstlich erhöht. Als Ergebnis wird eine Übertragung von Wärme, die in dem E-Phasen-Zweig 51 und dem F-Phasen-Zweig 52 erzeugt wird, auf die ISGECU 10 unterdrückt.
  • Der Stromsensor 70 erfasst die Größen von Strom, die durch die Statorspule 204 und die Rotorspule 203 fließen. Genauer ist der Stromsensor 70 aus Shunt-Widerständen zusammengesetzt, die in dem Statorwechselrichter 30 und dem Rotorwechselrichter 50 vorgesehen sind. Der Stromsensor 70 weist einen U-Phasen-Shunt-Widerstand 71, einen V-Phasen-Shunt-Widerstand 72, einen W-Phasen-Shunt-Widerstand 73, einen E-Phasen-Shunt-Widerstand 74 und einen F-Phasen-Shunt-Widerstand 75 auf.
  • Der U-Phasen-Shunt-Widerstand 71 ist zwischen dem niedrigseitigen U-Phasen-Schaltelement 35 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen. Der V-Phasen-Shunt-Widerstand 72 ist zwischen dem niedrigseitige V-Phasen-Schaltelement 37 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen. Der W-Phasen-Shunt-Widerstand 73 ist zwischen dem niedrigseitigen W-Phasen-Schaltelement 39 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen. Der E-Phasen-Shunt-Widerstand 74 ist zwischen dem niedrigseitigen E-Phasen-Schaltelement 55 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen. Der F-Phasen-Shunt-Widerstand 75 ist zwischen dem niedrigseitigen F-Phasen-Schaltelement 57 und dem negativen Anschluss 100b vorgesehen.
  • Die ISGECU 10 speichert Widerstandswerte der Shunt-Widerstände. Die Größe des zu jedem niedrigseitigen Schaltelement jedes Zweigs fließenden Stroms wird auf der Grundlage des Widerstandswerts und den Spannungen an beiden Enden des Shunt-Widerstands erfasst. Die Größe des durch jede der Statorspule 204 und der Rotorspule 203 fließenden Stroms werden dadurch geschätzt. Der Stromsensor 70 ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise kann eine Konfiguration ebenfalls verwendet werden, bei der die Größe des Stroms auf der Grundlage eines Magnetfeldes erfasst wird, dass durch den Fluss des Stroms erzeugt wird.
  • Nachstehend ist ein Kurzschlussprozess, der durch die ISGECU 10 während eines Kurzschluss in einem Schaltelement, das den Rotorwechselrichter 50 konfiguriert, durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn beispielsweise die ISGECU 10 das Schutzschaltelement 58, das hochseitige F-Phasen-Schaltelement 56 und das niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 55 auf den geschlossenen Zustand steuert, fließt ein Strom, der durch einen Pfeil mit gestrichelte Linie in 3 angegeben ist. Wenn dabei ein Kurzschlussfehler in dem hochseitigen E-Phasen-Schalter 54 auftritt, werden der positive Anschluss 100a und der negative Anschluss 100b über das Schutzschaltelement 58, das hochseitige E-Phasen-Schaltelement 54 und des niedrigseitige E-Phasen-Schaltelement 55 verbunden. Als Ergebnis verringert sich der durch den Pfeil mit gestrichelten Linien angegebene Strom, der bis zu diesem Punkt geflossen ist. Ein großer Strom fließt, der durch einen Pfeil mit durchgezogene Linie in 3 angegeben ist. Der Glättungskondensator 110, der eine ausreichend große Kapazität aufweist, ist mit dem Rotorwechselrichter 50 verbunden. Daher wird der Strom, der während des Kurzschluss fließt, schnell ein großer Strom.
  • In diesem Fall erhöht sich die Größe des zu dem E-Phasen-Shunt-Widerstand 74 fließenden Stroms schnell. Wenn die ISGECU 10 die Erhöhung der Größe des Stroms erfasst, stoppt die ISGECU 10 die Ausgabe des Steuerungssignals, die dem Schutzschaltelement 58 zugeführt wird, um den Zustand des Schutzschaltelements 58 von geschlossen auf geöffnet zu ändern. Als Ergebnis wird der Fluss eines großen Stroms in den niedrigseitiges E-Phasen-Schaltelement 55 unterdrückt.
  • Nachstehend sind praktische Wirkungen des Motorsteuerungsgeräts 100 beschrieben. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, steuert die ISGECU 10 das Schutzschaltelement 58, um diesen in den geöffneten Zustand zu halten, wenn ein Kurzschluss in einem Schaltelement auftritt, das den E-Phasen-Zweig 51 oder den F-Phasen-Zweig 52 konfiguriert. Als Ergebnis ist es nicht erforderlich, die Nennströme der anderen Schaltelemente, in denen kein Kurzschluss aufgetreten ist, zu erhöhen. Auf diese Weise kann der Kurzschluss ohne Erhöhung der Nennströme der Schaltelemente, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren, verhindert werden. Daher wird im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Nennströme aller Schaltelemente, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren, erhöht werden, eine Erhöhung der physikalischen Größe des Rotorwechselrichters 50 unterdrückt. Folglich wird eine Erhöhung der physikalischen Größe des Motorsteuerungsgeräts 100 unterdrückt.
  • Das Schutzschaltelement 58 ist in Reihe zu jedem des E-Phasen-Zweigs 51 und des F-Phasen-Zweigs 52 geschaltet. Daher fließt der Strom, der während eines Kurzschlusses fließt, zu dem Schutzschaltelement 58, wenn ein Kurzschluss in einem Schaltelement auftritt, das den E-Phasen-Zweig 51 oder den F-Phasen-Zweig 52 konfiguriert. Jedoch weist das Schutzschaltelement 58 einen höheren Nennstrom als die Schaltelemente auf, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Genauer ist das Schutzschaltelement 58 ein Leistungs-MOSFET und ist ausgelegt, selbst einem Strom zu widerstehen, der während eines Kurzschlusses in einem Schaltelement fließt, die den E-Phasen-Zweig 51 oder den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Daher kann eine Beschädigung an dem Schutzschaltelement 58 aufgrund einer Speisung durch den Strom, der während eines Kurzschluss fließt, unterdrückt werden. Folglich wird ein instabiler Betrieb des Schutzschaltelements 58 während eines Kurzschluss in einem Schaltelement, wie es vorstehend beschrieben ist, unterdrückt.
  • Das Schutzschaltelement 58 weist eine niedrigere Schaltgeschwindigkeit als die Schaltelemente auf, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Als Ergebnis wird eine Stoßspannung, die erzeugt wird, wenn der Zustand des Schutzschaltelements 58 zwischen offen und geschlossen umgeschaltet wird, während eines Kurzschlusses reduziert. Daher wird eine Beschädigung an dem Schutzschaltelement 58 aufgrund der Stoßspannung, die erzeugt wird, wenn der Zustand des Schutzschaltelements 58 zwischen geöffnet und geschlossen umgeschaltet wird, während eines Kurzschlusses unterdrückt.
  • Die ISGECU 10 wird gestartet, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird. Zusätzlich führt die ISGECU 10 eine Prüfung des Schutzschaltelements 58 während des Startens durch. Als Ergebnis wird eine Zuverlässigkeit in Bezug auf den Öffnungs-/Schließbetrieb des Schutzschaltelements 58 bestätigt, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird. Das Einschalten des Zündschalters entspricht dem Start der Verwendung des Fahrzeugs.
  • Das Schutzschaltelement 58 weist eine größere Wärmekapazität als die Schaltelemente auf, die den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 konfigurieren. Das Schutzschaltelement 58 ist zwischen dem E-Phasen-Zweig 51 und dem F-Phasen-Zweig 52 und der ISGECU 10 positioniert. Als Ergebnis unterdrückt das Schutzschaltelement 58 eine Übertragung von Wärme von dem E-Phasen-Zweig 51 und dem F-Phasen-Zweig 52, die durch eine Speisung und Schaltbetriebe erzeugt wird, auf die ISGECU 10. Zusätzlich wird das Schutzschaltelement 58 während des Antriebs des Rotorwechselrichters 50 auf den geschlossenen Zustand gesteuert. Daher wird Wärme, die durch Schalten verursacht wird, in dem Schutzschaltelement 58 kaum erzeugt. Als Ergebnis wird die Menge von Wärme, die in dem Schutzschaltelement 58 erzeugt wird, reduziert. Folglich wird ein Temperaturanstieg in der ISGECU 10, die nahe an dem Schutzschaltelement 48 positioniert ist, unterdrückt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist vorstehend beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt. Verschiedene Modifikationen sind ohne Verlassen des Grundgedankens der vorliegenden Offenbarung möglich.
  • (Andere Ausführungsbeispiele)
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel angegeben, bei dem der Motor 200 durch einen Riemen mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, die in einem Fahrzeug angebracht ist. Jedoch kann eine Konfiguration, bei der der Motor 200 mit der Kurbelwelle über einen Leistungsübertragungsmechanismus gekoppelt ist, ebenfalls verwendet werden.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel angegeben, bei dem das Schutzschaltelement 58 zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem hochseitigen E-Phasen-Schaltelement 54 und ebenfalls zwischen dem positiven Anschluss 100a und dem hochseitigen F-Phasen-Schaltelemente 56 positioniert ist. Jedoch kann ebenfalls eine Konfiguration verwendet werden, bei der ein Schutzschaltelement 58 zwischen dem negativen Anschluss 100b und dem niedrigseitigen E-Phasen-Schaltelement 55 und ebenfalls zwischen dem negativen Anschluss 100b und dem niedrigseitigen F-Phasen-Schaltelement 57 positioniert ist.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel angegeben, bei der der Rotorwechselrichters 50 eine Vollbrückenschaltung ist. Jedoch kann der Rotorwechselrichter 50 eine Halbbrückenschaltung konfigurieren.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel angegeben, bei dem die Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50 konfigurieren, MOSFETs sind. Jedoch sind die Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50 konfigurieren, nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise können Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) verwendet werden. In diesem Fall wird eine zusätzliche Freilaufdiode antiparallel zu dem Schaltelement geschaltet.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel angegeben, bei dem ein einzelseitiges Kühlsystem in den Schaltelementen verwendet wird, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren. Jedoch ist das System zum Kühlen der Schaltelemente, die den Statorwechselrichter 30 konfigurieren, nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise kann ein dualseitiges Kühlsystem verwendet werden. Zusätzlich ist ebenfalls ein Kühlsystem möglich, bei dem ein Fluidkühlmittel verwendet wird.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel gegeben, bei dem der Statorwechselrichter 30 und der Rotorwechselrichter 50 aus Silizium zusammengesetzt sind. Jedoch kann beispielsweise Siliziumkarbit, das eine breitere Bandlücke als Silizium aufweist, als das Strukturmaterial für den Statorwechselrichter 30 und den Rotorwechselrichter 50 verwendet werden. Als Ergebnis kann ein Betrieb bei höheren Temperaturen stabilisiert werden.
  • Zusätzlich können sich die Strukturmaterialien für den Rotorwechselrichter 50 und den Statorwechselrichter 30 unterscheiden. Beispielsweise kann der Rotorwechselrichter 50 aus Siliziumskarbit zusammengesetzt sein, und kann der Statorwechselrichter 30 aus Silizium zusammengesetzt sein.
  • Weiterhin können sich in dem Rotorwechselrichter 50 das Strukturmaterial für den E-Phasen-Zweig 51 und den F-Phasen-Zweig 52 sowie das Strukturmaterial für das Schutzelement 53 unterscheiden. Beispielsweise können der E-Phasen-Zweig 51 und der F-Phasen, Zweig 52 aus Silizium zusammengesetzt sein. Das Schutzelement 43 kann aus Siliziumkarbit zusammengesetzt sein.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist ein Leistungsumwandlungsgerät einen Zweig, ein Schutzschaltelement und eine Steuerungseinheit auf. Der Zweig weist eine Vielzahl von Schaltelementen auf, die in Reihe zwischen einem positiven Anschluss und einen negativen Anschluss geschaltet sind. Das Schutzschaltelement ist in Reihe zu dem Zweig zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss geschaltet. Das Schutzschaltelement weist einen höheren Nennstrom als das Schaltelement auf. Die Steuerungseinheit bewirkt, dass das Schutzschaltelement öffnet, wenn ein Kurzschluss in einer Schaltung einschließlich eines Schaltelements aufgetreten ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2011/129263 [0002, 0003]

Claims (11)

  1. Leistungsumwandlungsgerät mit einem Zweig (51, 52), der eine Vielzahl von Schaltelementen (54, 55, 56, 57) aufweist, die in Reihe zwischen einem positiven Anschluss (100a) und einem negativen Anschluss (100b) geschaltet sind, einem Schutzschaltelement (58), das in Reihe zu dem Zweig zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss geschaltet ist und einen höheren Nennstrom als die Schaltelemente aufweist, und einer Steuerungseinheit (10) die bewirkt, dass das Schutzschaltelement öffnet, wenn ein Kurzschluss in einer Schaltung einschließlich eines Schaltelements aufgetreten ist.
  2. Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 1, wobei der Zweig eine Vielzahl von Zweigen aufweist, die parallel zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss geschaltet sind, und das Schutzschaltelement von der Vielzahl der Zweige gemeinsam genutzt wird und auf einer positiven Anschlussseite oder einen negativen Anschlussseite der Vielzahl der Zweige vorgesehen ist.
  3. Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit einem Glättungskondensator (100c), der parallel zu dem Zweig zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss geschaltet ist, wobei das Schutzschaltelement eine langsamere Schaltgeschwindigkeit als die Schaltelemente aufweist.
  4. Leistungsumwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerungseinheit einen Öffnungs-/Schließbetrieb des Schutzschaltelements prüft.
  5. Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinheit den Öffnungs-/Schießbetrieb des Schutzschaltelements jedes Mal prüft, wenn die Steuerungseinheit gestartet wird.
  6. Leistungsumwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin mit einer Leiterplatte (50b), auf der der Zweig, das Schutzschaltelement und die Steuerungseinheit angebracht sind.
  7. Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 6, wobei das Schutzschaltelement eine größere Wärmekapazität als die Schaltelemente aufweist, und das Schutzschaltelement zwischen dem Zweig und der Steuerungseinheit positioniert ist.
  8. Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 7, wobei das Schutzschaltelement zwischen einem Schaltungselement (10a) der Steuerungseinheit, das thermisch zu schützen ist, und dem Zweig positioniert ist.
  9. Leistungsumwandlungsgerät der nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Leistungsumwandlungsgerät elektrisch mit einem gewickelten Rotor (201) einer rotierenden elektrischen Maschine (200) verbunden ist.
  10. Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 9, wobei das Leistungsumwandlungsgerät integral mit der rotierenden elektrischen Maschine gekoppelt ist.
  11. Leistungsumwandlungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Leistungsumwandlungsgerät in einem Fahrzeug angebracht ist.
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