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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Hochvoltschützes.
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Hochvoltnetze wie beispielweise Traktionsnetze eines Elektrofahrzeugs führen beispielsweise Gleichspannungen zwischen 400 V bis 800 V. Aus verschiedenen Gründen müssen derartige Hochvoltnetze abschaltbar sein. Hierfür werden vorzugsweise Hochvoltschütze eingesetzt, um eine Spannungsquelle wie beispielsweise eine Hochvoltbatterie allpolig galvanisch zu trennen. Ein Problem bei Hochvoltschützen ist die Verschweißung eines Hochvoltkontaktes des Schützes, was insbesondere bei starker Lichtbogenbildung beim Schalten unter Volllast erfolgen kann. Ein anderer Vorgang, wo es zum Verschweißen des Kontaktes kommen kann, ist die sogenannte Levitation, wo es durch magnetische Kräfte zu einer Abhebung eines geschlossenen, stromführenden Kontaktes zu starker Lichtbogenbildung kommen kann. Aus Sicherheitsgründen muss ein derartiger verschweißter Hochvoltschütz sicher detektiert werden und gegebenenfalls eine Wiederzuschaltung des noch intakten Hochvoltschützes wirksam verhindert werden.
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Aus der
WO 2013/013763 A1 ist ein Verfahren zum Test einer Schützanordnung für ein Fahrzeug bekannt, wobei die Schützanordnung ein Schütz umfasst, wobei mit Hilfe der Schützanordnung eine Hochvoltspannung eines Hochvoltnetzes des Fahrzeugs schaltbar ist. Dabei wird an die Schützanordnung eine Testspannung angelegt, wobei ein Maximum der Testspannung kleiner als die Hochvoltspannung ist. Dabei wird ein Ergebnis des Tests abhängig von einer Höhe eines Stromes ermittelt, welcher durch die Schützanordnung fließt. Die Testspannung ist vorzugsweise eine Gleichspannung, wobei eine Verschweißung erkannt wird, wenn die Höhe des Stromes einen Schwellwert überschreitet. Nachteilig an dieser Lösung ist es, dass zusätzliche Spannungsabgriffe in der Hochvoltbatterie benötigt werden. Ein weiterer Nachteil ist die ungleichmäßige Belastung der Batteriezellen der Hochvoltbatterie, die man eigentlich vermeiden möchte.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Überwachung eines Hochvoltschützes zu schaffen.
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Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Hierzu umfasst die Vorrichtung zur Überwachung eines Hochvoltschützes eine von einem Hochvoltnetz isolierte Gleichspannungsquelle, mindestens eine Detektorschaltung sowie eine Auswerteeinheit. Dabei ist die Detektorschaltung zweiteilig ausgebildet, wobei ein erster Teil der Detektorschaltung mit dem Hochvoltnetz verbunden ist und ein zweiter Teil der Detektorschaltung galvanisch von dem ersten Teil der Detektorschaltung getrennt ist. Der erste Teil muss dabei nicht direkt mit dem Hochvoltnetz verbunden sein, sondern beispielsweise über Schutzelemente. Dies wird später noch näher erläutert. Der erste Teil ist jedoch direkt oder indirekt galvanisch mit dem Hochvoltnetz verbunden oder verbindbar. Dabei ist die Detektorschaltung derart ausgebildet, dass eine Signalübertragung vom ersten Teil zum zweiten Teil der Detektorschaltung erfolgt, wobei dann die Auswerteeinheit die Signale des zweiten Teils der Detektorschaltung auswertet. Somit wird einerseits direkt am Hochvoltschütz detektiert, wobei jedoch die Auswerteeinheit vor Zerstörung ausreichend gesichert ist.
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In einer Ausführungsform ist die isolierte Gleichspannungsquelle als galvanisch getrennter DC/DC-Wandler ausgebildet. So kann beispielsweise der DCC-Wandler eingangsseitig von einem Niederspannungsbordnetz gespeist werden, wobei aufgrund des Transformators im DC/DC-Wandler Rückwirkungen vom Hochvoltnetz auf das Niederspannungsbordnetz ausgeschlossen sind. Dabei erzeugt der DC/DC-Wandler ausgangsseitig beispielsweise eine 5-V-Spannung. Für die galvanische Trennung zwischen erstem und zweitem Teil gibt es verschiedene Lösungsmöglichkeiten, beispielsweise optisch oder magnetisch.
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In einer Ausführungsform ist das Hochvoltschütz einem positiven Pol einer Batterieeinheit zugeordnet, wobei das Hochvoltschütz eine batterieseitige Kontaktstelle und eine netzseitige Kontaktstelle aufweist, wobei die Detektorschaltung mindestens einen Optokoppler aufweist. Dabei bildet ein Phototransistor des Optokopplers den zweiten Teil der Detektorschaltung. Der erste Teil der Detektorschaltung weist eine LED des Optokopplers sowie mindestens eine weitere in Reihe geschaltete Diode auf, die in Durchlassrichtung mit der isolierten Gleichspannungsquelle verbunden sind. An der Anode der weiteren Diode ist eine Anode mindestens einer Leistungsdiode angeordnet, wobei die Kathode der Leistungsdiode mit der batterieseitigen Kontaktstelle des Hochvoltschützes verbunden ist, wobei die netzseitige Kontaktstelle mit der Masse der isolierten Gleichspannungsquelle verbunden ist. Dabei sei klargestellt, dass, wenn mehrere Leistungsdioden in Reihe geschaltet sind, die Anode der ersten Diode mit der Anode der weiteren Diode der Detektorschaltung verbunden ist und die Kathode der letzten Leistungsdiode der Reihenschaltung mit der Kontaktstelle des Hochvoltschützes verbunden ist. Der Vorteil der Schaltung ist die sehr einfache und kostengünstige Realisierung. Bei geschlossenem Kontakt wird die Leistungsdiode parallel zur Detektorschaltung geschaltet und begrenzt mit ihrer Durchlassspannung den Spannungsabfall über den Dioden der Detektorschaltung, sodass die LED des Optokopplers nicht mehr emittiert. Wird nun ein geschlossener Hochvoltkontakt detektiert, ohne dass ein Steuerstrom für die Spule des Hochvoltschützes detektiert wurde, so ist der Hochvoltkontakt verschweißt.
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In einer alternativen Ausführungsform für einen Hochvoltschütz an einem negativen Pol einer Batterieeinheit sind die Anschlüsse vertauscht, d.h. die Kathode der Leistungsdiode ist mit der netzseitigen Kontaktstelle des Hochvoltschützes verbunden und die batterieseitige Kontaktstelle ist mit der Masse der isolierten Gleichspannungsquelle verbunden. Dabei dient die Leistungsdiode primär dem Schutz der Detektorschaltung, wenn aufgrund eines Kurzschlusses (z.B. verschweißte positive Hochvoltkontakte) die positive Hochvoltspannung am netzseitigen Anschluss des Hochvoltschützes anliegt. Die Leistungsdiode muss diese hohe Spannung sicher sperren können, um die Detektorschaltung zu schützen.
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In einer alternativen Ausführungsform wird die Detektorschaltung durch ein Relais gebildet, wobei die Spule des Relais den ersten Teil und der Arbeitskontakt des Relais den zweiten Teil der Detektorschaltung bildet. Hinsichtlich der Verschaltung der Leistungsdiode sowie der Anbindung der Masse der isolierten Gleichspannungsquelle kann auf die vorangegangene Ausführungsform mit dem Optokoppler Bezug genommen werden.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die isolierte Gleichspannungsquelle und die Detektorschaltung als magnetisch digitaler Isolator ausgebildet. Ein derartiges Bauelement vereinigt eine Spannungsversorgung mittels eines galvanisch getrennten DC/DC-Wandlers mit einer induktiven Signalübertragung. Dabei kann dem zweiten Teil der Detektorschaltung noch ein Komparator zugeordnet sein, um das Detektorsignal beispielsweise in eine logische 1 oder 0 zu wandeln, bzw. allgemeiner um das Detektorsignal besser zu determinieren.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird wieder ein Optokoppler als Detektorschaltung verwendet, wobei dessen LED in Durchlassrichtung zur isolierten Gleichspannungsquelle angeordnet ist. Dabei ist in Reihe zur LED in Durchlassrichtung mindestens eine Leistungsdiode angeordnet.
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Befindet sich der zu überwachende Hochvoltschütz am positiven Pol, so ist die Kathode der Leistungsdiode mit der batterieseitigen Kontaktstelle verbunden, wobei die Masse der isolierten Gleichspannungsquelle mit der netzseitigen Kontaktstelle verbunden ist. Entsprechend vertauscht sind die Anschlüsse bei einem Hochvoltschütz am negativen Pol. Der Vorteil der Schaltung ist der einfache Aufbau. Nachteilig gegenüber der Ausführungsform der ersten Alternative mit einem Optokoppler ist, dass ein aktives Signal nur bei geschlossenem Hochvoltkontakt erzeugt wird, sodass ein Fehler der Detektorschaltung (z.B. defekte LED) dazu führt, dass der Zustand „Hochvoltkontakt offen“ detektiert werden könnte.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung zweikanalig ausgebildet, um eine entsprechende Redundanz zu erzeugen. Im einfachsten Fall können dabei zwei Vorrichtungen parallel geschaltet werden. Vorzugsweise arbeiten die beiden Kanäle gegenphasig.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch eine gemeinsame isolierte Gleichspannungsquelle beiden Kanälen zugeordnet, da die Ausfallwahrscheinlichkeit der Gleichspannungsquelle vernachlässigbar ist und deren Ausfall sicher detektiert werden kann. Dabei weisen der erste und zweite Kanal jeweils einen Optokoppler auf, wobei der erste Kanal eine LED eines ersten Optokopplers aufweist, die in Durchlassrichtung zur isolierten Gleichspannungsquelle angeordnet ist, zu der in Reihe in Durchlassrichtung mindestens eine Leistungsdiode angeordnet ist, die mit einer Kontaktstelle des Hochvoltschützes verbunden ist, wobei die Masse der isolierten Gleichspannungsquelle mit der anderen Kontaktstelle verbunden ist, wobei der zweite Kanal eine LED eines zweiten Optokopplers aufweist, die in Durchlassrichtung zur Gleichspannungsquelle geschaltet ist und mit der Masse der Gleichspannungsquelle verbunden ist, wobei in Reihe zur LED mindestens zwei weitere Dioden in Durchlassrichtung angeordnet sind. Somit wird eine zweikanalige Vorrichtung mit nur einer Gleichspannungsquelle realisiert, wobei die beiden Kanäle gegenphasig arbeiten. Bei einem geschlossenen Schützkontakt zeigt beispielweise der erste Kanal eine logische 1 und der zweite Kanal eine logische 0 und umgekehrt an. Somit kann zusätzlich bei gleichen logischen Signalen beider Kanäle auf einen Defekt der Detektorschaltung und/oder der isolierten Gleichspannungsquelle geschlossen werden.
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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Vorrichtung ist der Einsatz in einem Traktionsnetz eines Elektrofahrzeugs.
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Die Vorrichtung für ein Hochvoltschütz am positiven Pol einer Batterieeinheit kann auch an einem Hochvoltschütz einer parallelen Vorladeschaltung Verwendung finden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:
- 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Traktionsnetzes eines Elektrofahrzeugs (Stand der Technik),
- 2 ein Blockschaltbild gemäß 1 mit verschweißtem Hochvoltkontakt (Stand der Technik),
- 3 eine Darstellung einer Vorrichtung zur Überwachung eines einem positiven Pol einer Hochvoltbatterie zugeordneten Hochvoltschützes,
- 4 eine Darstellung einer Vorrichtung zur Überwachung eines einem negativen Pol einer Hochvoltbatterie zugeordneten Hochvoltschützes,
- 5 eine Darstellung einer alternativen Vorrichtung zur Überwachung eines einem positiven Pol einer Hochvoltbatterie zugeordneten Hochvoltschützes,
- 6 eine Darstellung einer weiteren alternativen Vorrichtung zur Überwachung mittels eines magnetisch digitalen Isolators,
- 7 eine Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform für eine zweikanalige Vorrichtung mit einem magnetisch digitalen Isolator,
- 8 eine weitere alternative Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Überwachung eines Hochvoltschützes für den negativen Pol einer Batterieeinheit mit einem Optokoppler und
- 9 eine weitere alternative Ausführungsform einer zweikanaligen Vorrichtung mit Optokopplern.
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In der 1 ist stark vereinfacht der typische Aufbau eines Traktionsnetzes 1 eines Elektrofahrzeugs dargestellt. Das Traktionsnetz 1 weist eine Hochvoltbatterie 2 und eine Leistungselektronik 3 auf. Zwischen dem Plus-Pol der Hochvoltbatterie 2 und der Leistungselektronik 3 ist ein Hochvoltschütz 4 angeordnet. Das Hochvoltschütz 4 weist einen Hochvoltkontakt 5 und eine Spule 6 auf. Wird an die Spule 6 eine Steuerspannung Us angelegt, schließt der Hochvoltkontakt 5. Der Hochvoltkontakt 5 weist eine batterieseitige Kontaktstelle K1 und eine netzseitige Kontaktstelle K2 auf. Entsprechend ist zwischen dem negativen Pol der Hochvoltbatterie 2 und der Leistungselektronik 3 ein Hochvoltschütz 7 mit einem Hochvoltkontakt 8, einer Spule 9 und den beiden Kontaktstellen K3, K4 angeordnet. Über den beiden offenen Hochvoltkontakten fällt dann eine Kontaktspannung UKP, KKn ab. Eine mögliche Vorladeschaltung aus einer Reihenschaltung von Hochvoltschütz und Widerstand parallel zum Hochvoltschütz 4 ist nicht dargestellt.
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In der 2 ist die Situation eines Traktionsnetzes 1 gemäß 1 mit verschweißtem Hochvoltkontakt 5 dargestellt, der somit geschlossen ist, auch wenn die Steuerspannungen US = 0 V sind. Da in diesen Fällen typischerweise die Leistungselektronik 3 abgeschaltet ist, fällt die gesamte Spannung der Hochvoltbatterie 2 über den beiden Kontaktstellen K3 und K4 des Hochvoltschützes 7 ab, sodass gilt UBAT = UKN.
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In der 3 ist nun eine Vorrichtung 10 zur Überwachung des Hochvoltschützes 4 dargestellt, um eine Verschweißung zu detektieren. Die Vorrichtung 10 weist hierzu eine isolierte Gleichspannungsquelle 11, eine Detektorschaltung 12 sowie eine Auswerteeinheit 13 auf. Die Detektorschaltung 12 weist einen Optokoppler 14 auf, der eine LED 15 und einen Phototransistor 16 aufweist. Die LED 15 ist Bestanteil eines ersten Teils der Detektorschaltung 12 und der Phototransistor 16 ist der zweite Teil der Detektorschaltung 12, wobei der erste Teil und der zweite Teil galvanisch getrennt sind. Der erste Teil der Detektorschaltung 12 weist weiter zwei weitere Dioden D2, D3 auf, die in Reihe zur LED 15 geschaltet sind, wobei alle drei Dioden in Flussrichtung zur isolierten Gleichspannungsquelle 11 angeordnet sind. Zwischen dem positiven Pol der isolierten Gleichspannungsquelle 11 und der Anode der Diode D2 ist ein Vorwiderstand Rv angeordnet. Des Weiteren ist zwischen der Anode der Diode D2 und der batterieseitigen Kontaktstelle K1 eine Leistungsdiode D1 angeordnet. Die Leistungsdiode D1 ist derart dimensioniert, die maximal auftretenden Spannungen auf der Hochvoltseite zu sperren. Dabei können gegebenenfalls auch mehrere Leistungsdioden D1 in Reihe geschaltet sein. Die netzseitige Kontaktstelle K2 ist mit der Masse der isolierten Gleichspannungsquelle 11 gebunden. Die isolierte Gleichspannungsquelle 11 ist beispielsweise als galvanisch getrennter DC/DC-Wandler ausgebildet, der eingangsseitig von einem Niederspannungsbordnetz versorgt wird und eine 5-V-Gleichspannung ausgangsseitig zur Verfügung stellt.
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Nachfolgend wird nun kurz die Funktionsweise der Vorrichtung 10 erläutert, wobei zunächst angenommen sei, dass der Hochvoltkontakt 5 offen ist. In diesem Fall ist die Leistungsdiode D1 in Sperrrichtung gepolt. Die Spannung der isolierten Gleichspannungsquelle 11 fällt dann über dem Vorwiderstand RV und den drei Dioden D2, D3 und 15 ab, wobei über den Dioden D2, D3 und 17 jeweils ihre Flussspannung von ca. 0,7 V abfällt. Die LED 15 leuchtet und steuert den Phototransistor auf, sodass die Auswerteeinheit 13 ein niedrigeres Spannungspotential als logische 0 auswertet.
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Ist hingegen der Hochvoltkontakt 5 geschlossen, so ist die Leistungsdiode D1 über den Hochvoltkontakt 5 zu der Reihenschaltung der drei Dioden D2, D3 und LED 15 parallel geschaltet. Dabei begrenzt die Flussspannung UFD1 der Leistungsdiode D1 den Spannungsabfall über der Parallelschaltung, wobei die Flussspannung UFD1 je nach Technologie ca. 0,5 V bis 0,7 V beträgt. Diese Spannung verteilt über die drei Dioden D2, D3 und LED 15 reicht nun nicht mehr aus, dass die LED 15 Licht emittiert. Der Phototransistor 16 wird nicht aufgesteuert und die Auswerteeinheit 13 erfasst ein hohes Spannungspotential als logische 1. Die Auswerteeinheit 13 wertet nun parallel die Steuerspannung Us der Spule 6 aus. Erfasst dann die Auswerteeinheit 13 eine logische 1 (gesperrter Phototransisotr 16), obwohl keine Steuerspannung Us an der Spule 6 anliegt, so wird ein verschweißter Hochvoltkontakt 5 detektiert.
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In der 4 ist die entsprechende Vorrichtung 10 zur Überwachung des Hochvoltschützes 7 dargestellt. Im Gegensatz zur 3 ist die Kathode der Leistungsdiode D1 mit der netzseitigen Kontaktstelle K4 verbunden und die batterieseitige Kontaktstelle K3 mit der Masse der isolierten Gleichspannungsquelle 11 verbunden. Bei offenem Hochvoltkontakt 8 (wie dargestellt) leuchtet die LED 15 und die Auswerteeinheit 13 detektiert eine logische 0. Ist der Hochvoltkontakt 8 hingegen geschlossen, wird die Leistungsdiode zu den drei Dioden D2, D3 und LED 15 parallel geschaltet. Die LED 15 emittiert kein Licht und die Auswerteeinheit 13 detektiert eine logische 1. Wird nun eine logische 1 detektiert, obwohl die Steuerspannung Us = 0 V ist, so wird eine Verschweißung des Hochvoltkontaktes 8 detektiert. Die Leistungsdiode D1 schützt dabei die Detektorschaltung 12 für den Fall, dass das Hochvoltschütz 4 bzw. der Hochvoltkontakt 5 verschweißt ist, da dann über dem offenen Hochvoltkontakt 8 die gesamte Batteriespannung UBAT abfällt.
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In der 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung 10 für das dem positiven Pol der Hochvoltbatterie 2 (siehe 1 und 2) zugeordnete Hochvoltschütz 4 dargestellt. Die Detektorschaltung 12 weist ein Relais 17 auf, wobei ein Arbeitskontakt 18 des Relais 17 den zweiten Teil der Detektorschaltung 12 bildet, wobei eine Spule 19 des Relais 17 den ersten Teil der Detektorschaltung 12 bildet. Bei offenem Hochvoltkontakt 5 schützt die Leistungsdiode D1 die Detektorschaltung 12 vor Überspannungen der Hochvoltbatterie 2. Die Spule 19 wird von der isolierten Gleichspannungsquelle 11 bestromt und der Arbeitskontakt 18 schließt. Die Kontaktspannung UK am Arbeitskontakt ist 0 V, was von der Auswerteeinheit 13 detektiert wird. Bei geschlossenem Hochvoltkontakt 5 wird hingegen die Leistungsdiode D1 parallel zur Spule 19 geschaltet. Die Spannung über der Spule 19 wird somit auf die Flussspannung UDF1 der Leistungsdiode D1 begrenzt, sodass die erzeugte magnetische Kraft nicht mehr ausreicht, dass ein Anker den Arbeitskontakt 18 in der geschlossenen Stellung hält. Der Arbeitskontakt 18 öffnet und eine Kontaktspannung UK > 0 wird von der Auswerteeinheit 13 detektiert. Unter Berücksichtigung der Steuerspannung Us an der Spule 6 kann dann auf einen verschweißten Hochvoltkontakt 5 geschlossen werden. Die Schaltung für ein Hochvoltschütz 7 für den negativen Pol der Hochvoltbatterie 2 ist entsprechend 4 angepasst, d.h. die Leistungsdiode D1 ist mit der Kontaktstelle K4 verbunden und die Masse der isolierten Gleichspannungsquelle 11 ist mit der Kontaktstelle K3 verbunden.
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In der 6 ist eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung 10 unter Verwendung eines magnetischen digitalen Isolators 20 bekannt, die beispielsweise von der Fa. Analog Devices unter der Baureihe ADuM 5x0y (x=2;4 und y=0-4) angeboten wird. Das Grundprinzip eines solchen magnetisch digitalen Isolators 20 ist, sowohl eine isolierte Gleichspannung ausgangsseitig zur Verfügung zu stellen als auch Messsignale transformatorisch von der Ausgangsseite zur Eingangsseite zu übertragen. In der 6 ist nun eine mögliche Verschaltung zur Überwachung eines einem positiven Pol einer Hochvoltbatterie 2 zugeordneten Hochvoltschützes 4 dargestellt. Dabei ist zwischen der Kontaktstelle K1 und dem Messeingang des Isolators 20 die Leistungsdiode D1 angeordnet, wobei die Kontaktstelle K2 mit der Masse der isolierten Gleichspannungsquelle 11 auf der Ausgangsseite des Isolators 20 verbunden ist. Bei geschlossenem Hochvoltkontakt 5 wird die Leistungsdiode D1 zum Widerstand R2 parallel geschaltet und das Spannungspotential am Messeingang VID wird heruntergezogen. Das Messsignal wird transformatorisch übertragen und steht am Messausgang VOD der nicht dargestellten Auswerteeinheit 13 zur Verfügung. Der Isolator 20 ist also einerseits die isolierte Gleichspannungsquelle 11 als auch der zweite Teil der Detektorschaltung 12.
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In der 7 ist eine alternative Ausführungsform mit einem magnetisch digitalen Isolator 20 dargestellt. Der wesentliche Unterschied ist, dass der Isolator 20 über zwei Messeingänge M1, M2 und über zwei Messausgänge M3, M4 verfügt, wobei der zweite Messeingang an einem Drain-Anschluss eines Transistors Q1 anliegt, der als Inverter geschaltet ist. Der Gate-Anschluss ist mit der Anode einer zweiten Leistungsdiode D1 verbunden. Somit arbeiten der erste und zweite Messeingang gegenphasig. Gleiches gilt dann für die Messausgänge, was mittels der steigenden bzw. fallenden Flanken angedeutet ist. Somit wird eine zweikanalige Überwachung realisiert, wobei bei auftreten gleicher Signale am Messausgang auf einen Defekt der Detektorschaltung 12 geschlossen werden kann. Hinsichtlich der Detektion der Verschweißung des Hochvoltkontaktes 5 kann auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen werden (Us = 0 und logische 0 für ersten Messeingang → Verschweißung).
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In der 8 ist eine weitere alternative Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zur Überwachung eines Hochvoltschützes 7, das dem negativen Pol einer Hochvoltbatterie 2 zugeordnet ist, dargestellt. Dabei weist die Detektorschaltung 12 wieder einen Optokoppler 14 auf, wobei die LED 15 des Optokopplers 14 in Reihe zur Leistungsdiode D1 angeordnet ist. Dabei sind beide Dioden 15, D1 in Flussrichtung zur isolierten Spannungsquelle 11 angeordnet, wobei die Kathode der Leistungsdiode D1 mit der netzseitigen Kontaktstelle K4 verbunden ist. Die Masse der isolierten Gleichspannungsquelle 11 ist mit der batterieseitigen Kontaktstelle K3 verbunden. Ist der Hochvoltkontakt 8 offen, so ist der Stromkreis unterbrochen und die LED 15 leuchtet nicht. Ist hingegen der Hochvoltkontakt 8 geschlossen, so leuchtet die LED 15 und steuert den Phototransistor 16 auf. Nachteilig an dieser sehr einfachen Schaltung ist, dass eine defekte LED 15 immer einen offenen Hochvoltkontakt 8 detektieren würde. Die Schaltung für das Hochvoltschütz 4 ist ähnlich, wobei die Kathode der Leistungsdiode D1 an der Kontaktstelle K1 angeordnet ist, wobei die Masse der isolierten Gleichspannungsquelle 11 mit der Kontaktstelle K2 verbunden ist.
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In der 9 ist schließlich eine weitere Ausführungsform dargestellt, wobei die Vorrichtung 10 die Ausführungen aus 4 und 8 kombiniert. Der Vorteil ist, dass bei offenem Hochvoltkontakt 8 der untere Phototransistor 16 aufgesteuert ist und der obere Phototransistor 16 gesperrt ist. Entsprechend umgekehrt ist die Situation, wenn der Hochvoltkontakt 8 geschlossen ist. Somit existiert auch bei offenem Hochvoltkontakt 8 ein aktives Signal, wo die beiden Signale der beiden Optokoppler 14 invertiert sind, sodass bei gleichen Signalen auf einen Fehler in der Detektorschaltung 12 geschlossen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Traktionsnetz
- 2
- Hochvoltbatterie
- 3
- Leistungselektronik
- 4
- Hochvoltschütz
- 5
- Hochvoltkontakt
- 6
- Spule
- 7
- Hochvoltschütz
- 8
- Hochvoltkontakt
- 9
- Spule
- 10
- Vorrichtung
- 11
- Gleichspannungsquelle
- 12
- Detektorschaltung
- 13
- Auswerteeinheit
- 14
- Optokoppler
- 15
- LED
- 16
- Phototransistor
- 17
- Relais
- 18
- Arbeitskontakt
- 19
- Spule
- 20
- Isolator
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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