DE19548612B4 - Mehrkreisiges Fahrzeugbordnetz mit einem elektronischen Analogschalter - Google Patents

Mehrkreisiges Fahrzeugbordnetz mit einem elektronischen Analogschalter Download PDF

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Abstract

Mehrkreisiges Fahrzeug-Bordnetz mit einem Generator und Verbrauchern, mit einseitigen oder beidseitigen Pufferspeichern, die als Batterien, Akkumulatoren oder Kondensatoren ausgestaltet sind, mit einem elektronischen Analogschalter und mit wenigstens zwei Klemmen (Kl.A, Kl.B) zum zeitweiligen Verbinden von Stromkreisen des mehrkreisigen Fahrzeug-Bordnetzes über den elektronischen Analogschalter, der aufweist: wenigstens zwei steuerbare Feldeffekttransistoren (T1, T2) mit externer oder integrierter Überlastabschaltung, die in einer Leitung zwischen den beiden Klemmen angeordnet sind, wobei jeweils die Source-Elektroden oder jeweils die Drain-Elektroden der Feldeffekttransistoren (T1, T2) miteinander in Verbindung stehen und jeweils zwischen den Source-Elektroden der Feldeffekttransistoren (T1, T2) und der Gate-Elektrode der beiden Feldeffekttransistoren (T1, T2) eine Zenerdiode (Z1; Z2, Z3) liegt, die die Maximalspannung zwischen den betreffenden Elektroden begrenzt und mit Mitteln zur Spannungserhöhung, die einen MOSFET-Treiber (Tr) mit Ladungspumpe umfassen, der jeweils mit der Gate-Elektrode der Feldeffekttransistoren (T1, T2) in Verbindung steht.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem mehrkreisigen Fahrzeugbordnetz mit einem elektronischen Analogschalter zum zeitweiligen Verbinden zweier Anschlüsse nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Es sind Analogschalter aus der Signalaufbereitung bekannt, bei der sie z. B. zum Schalten von Signalen, insbesondere bei kleinen Spannungen oder niedrigen Strömen und somit niedriger Leistung eingesetzt werden.
  • Aus dem Fachbuch U. Tietze, Ch. Schenk: Halbleiter-Schaltungselektronik, 5. Auflage, 1980, Seite 397 – 407 sind z. B. solche Analogschalter bekannt, die unter Verwendung eines Feldeffekttransistors aufgebaut sind. Diese bekannten Analogschalter nutzen die Tatsache aus, dass sich ein Feldeffekttransistor bei kleinen Drain-Source-Spannungen wie ein ohmscher Widerstand verhält, der mit der Gate-Source-Spannung um mehrere Zehnerpotenzen verändert werden kann und somit als Schalter geeignet ist.
  • In Anwendungen mit höheren Leistungen sind bislang die Leistungsbauelemente (Dioden, Transistoren, Thyristoren, Relais etc.) auf die maximale Leistung, z. B. Kurzschluß der Last ausgelegt oder durch aufwendige Schutzschaltungen vor Zerstörung geschützt.
  • Weiterhin sind die Ladungspumpen z. B. aus Anwendungen von Motorsteuerungen mit Leistungs-H-Brücken bekannt. Hierbei sind die plusseitigen Leistungsschalter mit einer Spannung durchzusteuern, die höher liegt als positive Leistungsversorgung.
  • Die Druckschrift DE 41 17 122 A1 beschreibt einen elektronischen Schalter, der für Wechselstromanwendungen, bevorzugt für Dimmer vorgesehen ist. Der Schalter wird eingesetzt zur Steuerung eines einer Last zuzuführenden Wechselstromes und umfasst eine Reihenschaltung zweier steuerbarer Halbleiter, beispielsweise zweier MOSFET's, die die Schaltstrecke bilden. Dabei ist auch ein Überlastschutz vorgesehen. Ein Hinweis auf einen Einsatz im Zusammenhang mit einem Fahrzeugbordnetz wird nicht gegeben.
  • Aus dem Artikel "Lemme H.: sichere Schaltungen mit TOPFET" in der Zeitschrift Elektronik 4/1993, Seite 24 bis 27 sind Halbleiterschalter mit einem einzigen MOSFET bekannt, die in einem Fahrzeugbordnetz eingesetzt werden können. Zur Stablilisierung gegen Überspannungen ist ein Überspannungsschutz an der Drain-Elektrode des MOSFET angebracht. Eine Zenerdiode begrenzt die Gate- Source-Spannung.
    •
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kreise eines mehrkreisigen Fahrzeug-Bordnetzes miteinander über einen Analogschalter zu verbinden und dabei sicher zu stellen, dass ein Überlastschutz auch bei schwierigen Bedingungen gewährleistet ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Bordnetz mit Analogschalter mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1.
  • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Analogschalter in dem mehrkreisigen Fahrzeugbordnetz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Schaltern den Vorteil, dass ein sicherer Überlastschutz gewährleistet ist, der auch die Verbindung problematischer Lasten mit Spannungsversorgungen oder die Verbindung zweier Stromkreise, z. B. zweier Bordnetzkreise im Kfz, ermöglicht. Dabei ist ein Überlastschutz gewährleistet, der auch die Verbindung von problematischen Lasten ermöglicht, z. B. leere Kapazitäten oder Batterien und problematische Betriebszustände wie Kurzschluss und Überspannung verträgt.
  • Erzielt wird dieser Vorteil, indem der Analogschalter zwei in Reihe geschaltete Feldeffekttransistoren aufweist, von denen wenigstens einer überlastgeschützt ist. Ein solcher elektronischer Schalter kann in vorteilhafter Weise unabhängig von Spitzenströmen eingesetzt werden. Weiterhin ist eine Diodenfunktion mit geringer Durchfluss- und damit auch geringer Einsetzspannung sowie ein bidirektionaler Schalter realisierbar.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, dass der erfindungsgemäße Analogschalter aufgrund der bidirektionalen Stromführungsmöglichkeit keine Mindestspannungsbegrenzung wie Dioden (Si-Dioden = 0,7 V, Schottky-Dioden ca. 0,35 V) verursacht, sondern bereits ab 0 V leitet, wobei Überlastschutz gewährleistet ist, der auch die Verbindung problematischer Lasten ermöglicht, z. B. leere Kapazitäten/Batterien bzw. problematische Betriebszustände wie Kurzschluss und Überspannung verträgt. Dies ermöglicht eine bessere Ausnutzung von Span nungsdifferenzen und bedeutet, dass bei Verwendung im Zusammenhang mit einer Batterieaufladung auch kleine Spannungsdifferenzen zum Laden genutzt werden können. Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass ein stromabhängiger Spannungsabfall auftritt. Es ergibt sich eine geringe Verlustleistung speziell bei kleinen und mittleren Strömen. Dies ist ein Vorteil gegenüber herkömmlichen Dioden, die eine fast konstante Durchflussspannung aufweisen.
  • Durch den Einsatz eines überlastgeschützten MOS-Feldeffekttransistors kann der als Diode geschaltete Analogschalter auch in Stromzweigen verwendet werden, deren Spitzenströme über dem spezifizierten Nennstrom liegen, da sich der Analogschalter selbst abschaltet bei Überschreitung des Stromes bzw. bei Überlastungen. Bei erneutem Einschalten kann der MOS-Feldeffekttranssistor wieder einen Strom führen, der ihn bis zu seiner Überlastgrenze bringt. Wird diese Überlastgrenze erreicht, schaltet der Feldeffektransistor wieder ab. Es ist also die erfindungsgemäße Diodenersatzschaltung mit beliebig kleinem Nennstrom bei beliebig großen Spitzenströmen einsetzbar.
  • Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Analogschalters sind eine gute Sperrwirkung sowie Steuerungsmöglichkeiten, die einen steuerbaren Vorwärts- und Rückwärtsstrom zulassen, beispielsweise zur Laststrombegrenzung oder zur Spannungsbegrenzung. Durch weitere Schaltungsergänzungen und beispielsweise Steuersignalen an anderen Klemmen lassen sich zusätzliche Steuerfunktionen zum Durchschalten bzw. Sperren des Analogschalters erzielen.
  • Es lassen sich mit der Erfindung Bordnetzkreise in Kraftfahrzeugen mit einseitigen oder beidseitigen Pufferspeichern, beispielsweise Batterien, Akkumulatoren oder Kondensatoren verbinden. Da der Spannungsabfall bei kleinen Strömen abnimmt, werden beispielsweise bei der Aufladung von Batterien über einen erfindungsgemäßen elektronischen Analogschalter mit begrenzter Spannungsquelle auch kleine Spannungsunterschiede zur Ladung ausnutzbar. Es ist in vorteilhafter Weise möglich, die erfindungsgemäßen elektronischen Analogschalter auf Nennstrom auszulegen und sie überall dort einzusetzen, wo Dioden oder herkömmliche Schalter wegen Überlastungsgefahr überdimensioniert werden müssten.
  • Erzielt werden diese Vorteile durch die im Haupt- bzw. den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen.
  • Zeichnung
  • Der Analogschalter als Teil der Erfindung wird in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Im einzelnen zeigt 1 ein Blockschaltbild für einen Analogschalter, der als bidirektionaler Schalter einsetzbar ist. In 2 ist ein Analogschalter mit Diodenfunktion dargestellt. 3 zeigt einen Analogschalter mit dioden- sowie uni- oder bidirektionaler Schalterfunktion. In 4 ist ein Analogschalter dargestellt, der drainseitig verbundene MOS-Feldeffekttransistoren umfasst und 5 zeigt einen Analogschalter mit mehreren Ausgängen.
    •
  • Beschreibung
  • In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des bei der Erfindung verwendeten Analogschalters, der als bidirektionaler Schalter einsetzbar ist, dargestellt. Der Schalter liegt zwischen den Klemmen Kl.A und Kl.B. Er umfaßt zwei MOS-Feldeffekttransistoren T1, T2. Die beiden Feldeffekttransistoren T1, T2 sind dabei so beschaltet, dass jeweils die Source-Elektroden S miteinander verbunden sind, während die Drain-Elektroden D mit den jeweiligen Anschlüssen Kl.A bzw. Kl.B in Verbindung stehen. Die beiden Steuerelektroden (Gate) G sind miteinander verbunden, eine Zenerdiode Z1 ist zum Schutz der Gates jeweils zwischen den Gates G und den Sources S gelegt.
  • Bei einer derartigen Beschaltung sind die beiden internen Inversdioden der MOSFETs mit D1 und D2 bezeichneten Dioden zwischen Drain D und Source S der beiden Feldeffekttransistoren T1 und T2 unterschiedlich gepolt. Damit die sourceseitig miteinander verbundenen MOS-Feldeffekttransistoren T1 und T2 durchschalten können, ist eine Ladungspumpe bzw. eine ausreichend hohe Spannung erforderlich. Diese Ladungspumpe umfaßt beispielsweise einen MOSFET-Treiber mit Ladungspumpe Tr, der an eine Klemme Kl.C angeschlossen ist und mit dem Gate G der beiden Feldeffekttransistoren T1, T2 in Verbindung steht und dort eine erhöhte Spannung zuführt.
  • Die Versorgung der Ladungspumpe geschieht z. B. von Klemme Kl.A über eine Diode D3 zur Ladungspumpe Tr sowie von Kl.B über eine Diode D4 zum selben Anschluss der Ladungspumpe Tr.
  • Damit die in 1 dargestellte Schaltung als überlastgeschützter Analogschalter wirkt, muss wenigstens einer der beiden MOS-Feldeffekttransistoren T1, T2 eine externe oder integrierte Überlastabschaltung aufweisen. Diese Überlastabschaltung spricht beim Erreichen eines vorgebbaren maximalen Stromes oder einer vorgebbaren Temperatur an und schaltet den überlastgeschützten MOSFET ab. Es kann damit auch der zweite MOSFET geschützt werden, da nach dem Abschalten auch durch diesen Transistor kein Strom mehr fließen kann.
  • Bei Einsatz eines MOS-Feldeffekttransistors mit temperaturabhängigen Überlastschutz lässt sich eine temperaturabhängige Abschaltung realisieren. Durch Zuführung geeigneter Signale über Klemme Kl.C können die MOS-Feldeffekttransistoren T1, T2 abhängig von verschiedenen wählbaren Parametern z. B. auch Überspannung ein- bzw. ausgeschaltet werden.
  • Wird zusätzlich zu der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung ein Komparator eingesetzt, der die Spannung an den Klemmen Kl.A und Kl.B vergleicht, kann eine Diodenfunktion realisiert werden. Es wird dann beim Auftreten einer Differenzspannung, die beliebig klein wählbar sein kann, der Schalter durchgeschaltet. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in 2 dargestellt. Bei der Schaltungsanordnung nach 2 ist die in 1 beschriebene Schaltung durch einen als Komparator beschalteten Operationsverstärker OP erweitert. Neben dem Operationsverstärker OP umfasst die Komparatorschaltung fünf Widerstände R1, R2, R3, R4, R5. Es wird über den Widerstand R1 die an Klemme Kl.A herrschende Spannung zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP geführt. Über den Widerstand R2 wird die an Klemme Kl.B herrschende Spannung dem nichtinvertierenden Eingang zugeführt. Durch eine geeignete Dimensionierung der Widerstände R1 – R5 lässt sich die Spannungsdifferenz einstellen, die zwischen den Klemmen Kl.A und Kl.B herrschen muss, damit der elektronische Schalter durchschaltet. Je nach Komparatorpolung kann bei einer positiven oder negativen Spannungsdifferenz eine Durchschaltung erfolgen. Die Funktion der in 2 dargestellten Schaltungsanordnung entspricht generell einer überlastgeschützten Diode mit niedrigem stromabhängigen Spannungsabfall.
  • In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des verwendeten elektronischen Analogschalters dargestellt. Dabei handelt es sich um einen Analogschalter mit dioden- sowie uni- oder bidirektionaler Schalterfunktion. Diese Schaltung ist gegenüber der in 2 dargestellten Schaltung um zwei Anschlüsse Kl.C und Kl.D erweitert. Kl.C ist über den Widerstand R6 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP verbunden, während Klemme Kl.D über den Widerstand R7 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP in Verbindung steht. Über die beiden Anschlüsse Kl.C und Kl.D lassen sich weitere Schalterfunktionen realisieren, je nachdem wie die Anschlüsse Kl.C sowie Kl.D beschaltet sind.
  • In 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die beiden MOS-Feldeffekttransistoren T1, T2 auf der Drain-Seite miteinander verbunden sind. Hierbei ist die beidseitige Versorgung von Lasten und/oder der Ladungspumpe direkt über die verbundenen Drainanschlüsse ohne zusätzliche Dioden möglich. Die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors T1 ist mit dem Anschluss Kl.A verbunden und kann über eine Zenerdiode Z3 das Gate des Transistors T1 schützen, wobei das Gate weiterhin mit einem Anschluss des MOSFET-Treibers mit Ladungspumpe Tr in Verbindung steht. Ein weiterer Anschluß des MOSFET-Treibers mit Ladungspumpe Tr führt zum Gate G des Feldeffekttransistors T2, das über eine Zenerdiode Z2 mit der Source-Elektrode S in Verbindung stehend geschützt werden kann.
  • Die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung entspricht im wesentlichen der Funktionsweise der Schaltung nach 1. Zur sicheren Umschaltung der Feldeffekttransistoren T1, T2 wird diesen über den MOSFET-Treiber mit Ladungspumpe Tr eine erhöhte Spannung zugeführt.
  • Für die bisher dargestellten Ausführungsbeispiele gilt, dass anstatt oder parallel zur Ladungspumpenversorgung auch weitere Lasten an der beidseitigen Versorgung angeschlossen werden können, zur Sicherstellung der Versorgung.
  • In 5 ist ein Analogschalter mit mehreren Anschlüssen dargestellt. Dieser ist gegenüber dem in 1 angegebenen Ausführungsbeispiel durch zwei weitere MOS-Feldeffekttransistoren T3, T4 erweitert. Die Drain-Elektroden dieser beiden Feldeffekttransistoren führen auf Klemmen Kl.E und Kl.F. Die Source-Elektroden der vier Feldeffekttransistoren T1 – T4 sind jeweils miteinander verbunden. Mit diesem Ausführungsbeispiel lassen sich Schaltfunktionen zwischen verschiedenen Ausgängen realisieren. Wesentlich ist, dass wenigstens in jedem Schaltpfad ein MOS-Feldeffekttransistor mit Überlastbegrenzung vorhanden ist.
  • Als Ergänzung zu dieser Schaltung kann der MOSFET-Treiber mit Ladungspumpe Tr von einem bis zu allen vier Anschlüssen bzw. dem Drainmittelpunkt bei draingekoppelten Analogschaltern über Dioden entkoppelt versorgt werden.
  • Mit allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Realisierung eines Analogschalters möglich, der durch den Einsatz eines überlastgeschützten MOS-Feldeffekttransistors unabhängig von Spitzenströmen eingesetzt werden kann. Weiterhin ist mit einigen Ausführungsbeispielen eine Diodenfunktion mit geringer Durchfluss- und damit auch Einsetzspannung sowie ein bidirektionaler Schalter realisierbar.
  • Mit den in den Ausführungsbeispielen nach 1 bis 5 dargestellten Analogschaltern ist der erfindungsgemäße Einsatz in Bordnetzen bei Kraftfahrzeugen möglich. Dabei kann beispielsweise der Anschluss Kl.A mit dem Generator des Fahrzeugs in Verbindung stehen, während die Klemme Kl.B mit den oder mit wählbaren Verbrauchern des Bordnetzes in Verbindung steht. Auch Bordnetze mit mehreren Batterien sowie mehrkreisigen Verbraucherschaltungen lassen sich mit Hilfe der in den Ausführungsbeispielen angegebenen Analogschalter miteinander kombinieren, wobei die Zu- und Abschaltung problemlos erfolgen kann.
  • Ergänzend sind folgende Funktionen möglich:
  • 1. Linearreglerfunktion:
  • Die Ansteuerung der MOSFET durch die Ladungspumpe bzw. einer höheren Spannung kann auch so erfolgen, dass die Gatespannung so variiert wird, so dass der Analogschalter zusätzlich noch als Linearregler mit Überlastschutz verwendet werden kann.
  • 2. Bidirektionaler Überlastschutz:
  • Bei manchen überlastgeschützten MOSFETs wird die Gate-/Sourcestrecke niederohmig bei Überlastung. Hierbei kann durch die Kopplung der Gateanschlüsse des überlastgeschützten MOSFETs und des ungeschützten MOSFETs von einer weichen Versorgung bzw. Ladungspumpe angesteuert werden. Diese wird bei Überlastung zusammenbrechen und somit beide MOSFETs bei Überlastung abschalten.
  • Dies senkt einerseits die Kosten, da nur ein temperaturgeschützter MOSFET und ein normaler etwas leistungsstärkerer MOSFET bei bidirektional notwendigem Überlastschutz benötigt wird. Andererseits hat ein normaler MOSFET einen geringeren RDSon als ein überlastgeschützter MOSFET, was geringeren Spannungsabfall und damit reduzierte Verlustleistung sowie größere nutzbare Spannung für die Last bedeutet.
  • Der Zusammenbruch der Spannung am Gate kann auch sensiert werden und als Signal z. B. für die Diagnose weiterverwendet werden.

Claims (4)

  1. Mehrkreisiges Fahrzeug-Bordnetz mit einem Generator und Verbrauchern, mit einseitigen oder beidseitigen Pufferspeichern, die als Batterien, Akkumulatoren oder Kondensatoren ausgestaltet sind, mit einem elektronischen Analogschalter und mit wenigstens zwei Klemmen (Kl.A, Kl.B) zum zeitweiligen Verbinden von Stromkreisen des mehrkreisigen Fahrzeug-Bordnetzes über den elektronischen Analogschalter, der aufweist: wenigstens zwei steuerbare Feldeffekttransistoren (T1, T2) mit externer oder integrierter Überlastabschaltung, die in einer Leitung zwischen den beiden Klemmen angeordnet sind, wobei jeweils die Source-Elektroden oder jeweils die Drain-Elektroden der Feldeffekttransistoren (T1, T2) miteinander in Verbindung stehen und jeweils zwischen den Source-Elektroden der Feldeffekttransistoren (T1, T2) und der Gate-Elektrode der beiden Feldeffekttransistoren (T1, T2) eine Zenerdiode (Z1; Z2, Z3) liegt, die die Maximalspannung zwischen den betreffenden Elektroden begrenzt und mit Mitteln zur Spannungserhöhung, die einen MOSFET-Treiber (Tr) mit Ladungspumpe umfassen, der jeweils mit der Gate-Elektrode der Feldeffekttransistoren (T1, T2) in Verbindung steht.
  2. Mehrkreisiges Fahrzeug-Bordnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldeffekttransistoren Metall-Oxid-Semiconductor (MOS)-Feldeffekttransistoren sind.
  3. Mehrkreisiges Fahrzeug-Bordnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Komparator (OP) vorhanden ist, dass einem Eingang des Komparators (OP) die an einer Klemme herrschende Spannung und dem anderen Eingang des Komparators (OP) die an der anderen Klemme herrschende Spannung zugeführt wird und dass die Ausgangsspannung des Komparators (OP) den Mit teln zur Ladungserhöhung zugeführt wird, wodurch der elektronische Analog-Schalter als Analogschalter mit Diodenfunktion wirkt.
  4. Mehrkreisiges Fahrzeug-Bordnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Feldeffekttransistoren (T3, T4) vorhanden sind, deren Drain-Elektroden auf weitere Klemmen (Kl.E, Kl.F) führen und deren Source-Elektroden miteinander sowie mit den Source-Elektroden der übrigen Transistoren verbunden sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225431A1 (de) 2014-12-10 2016-06-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Trennen und Verbinden zweier Teilbordnetze
CN107735916A (zh) * 2015-06-23 2018-02-23 菲尼克斯电气公司 一种可逆式电子断路器终端

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19651612B4 (de) * 1996-12-12 2012-09-27 Robert Bosch Gmbh Elektronische Schaltung zur Spannungsversorgung
FI107662B (fi) * 1997-06-10 2001-09-14 Lexel Finland Ab Oy Transienttisuoja
SE514786C2 (sv) * 1998-09-02 2001-04-23 Scania Cv Ab Elsystem för motorfordon med dubbla batterier
JP3684866B2 (ja) * 1998-10-16 2005-08-17 株式会社日立製作所 導通，遮断制御装置
ATE408272T1 (de) * 1999-08-20 2008-09-15 Em Microelectronic Marin Sa System zur steuerung eines zweirichtungs- schalters mit zwei transistoren
DE19957477A1 (de) * 1999-11-23 2001-05-31 Volkswagen Ag Kraftfahrzeug-Bordnetz
DE10003731B4 (de) * 2000-01-28 2012-01-26 Robert Bosch Gmbh Verwendung einer elektronischen Schaltvorrichtung zum zeitweiligen Verbinden einer Batterie mit einem Verbraucher in einem Zweispannungsbordnetz
DE10128136A1 (de) * 2001-06-09 2002-12-12 Bayerische Motoren Werke Ag Sicherheitsschalter zum Verhindern einer unbeabsichtigten Fahrzeugbatterie-Entladung
DE10129353C1 (de) 2001-06-19 2002-10-10 Siemens Ag Schaltungstopologie für einen bidirektionalen Energietransfer
DE10236300A1 (de) * 2002-08-08 2004-02-19 Hella Kg Hueck & Co. Schaltungsanordnung zur verlustleistungsarmen Entkopplung zusammengeführter Stromzweige in einem Kraftfahrzeug
EP1550215B1 (de) * 2002-10-09 2008-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur betätigung eines leistungsschalters
FR2854287B1 (fr) * 2003-04-25 2007-02-23 Legrand Sa Interrupteur electrique a semi-conducteurs, et application
US20050162139A1 (en) * 2004-01-23 2005-07-28 Mark Hirst Alternating current switching circuit
DE102004038119A1 (de) 2004-08-05 2006-02-23 Siemens Ag Elektrisches Schließsystem
DE102006006878A1 (de) * 2006-01-20 2007-07-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Schaltungsanordnung mit Rückspeiseschutz zum Schalten in Leistungsanwendungen
DE102009020927A1 (de) * 2009-05-12 2010-11-25 Continental Automotive Gmbh Schaltung zum Stabilisieren einer Netzspannung
US8130023B2 (en) * 2009-11-23 2012-03-06 Northrop Grumman Systems Corporation System and method for providing symmetric, efficient bi-directional power flow and power conditioning
SI23247A (sl) * 2009-12-18 2011-06-30 Hidria AET DruĹľba za proizvodnjo vĹľignih sistemov in elektronike d.o.o. Električno močnostno vezje za krmiljenje plamenske čepne svečke in magnetnega ventila
DE102010000954A1 (de) * 2010-01-15 2011-07-21 DBK David + Baader GmbH, 76870 Elektronische Ansteuereinrichtung
DE202013006114U1 (de) * 2013-07-05 2014-10-15 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Kraftfahrzeugbordnetz und Kraftfahrzeug
DE102016107386B4 (de) 2015-04-22 2021-11-25 Denso Corporation Energieversorgungsvorrichtung
US9979396B1 (en) 2017-02-23 2018-05-22 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Bidirectional analog multiplexer
DE102017209473A1 (de) * 2017-06-06 2018-07-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Elektro-Fahrzeugs
JP6838228B2 (ja) * 2018-03-16 2021-03-03 日立Astemo株式会社 車載電子制御装置
US11050240B2 (en) * 2018-04-03 2021-06-29 Texas Instruments Incorporated Electric motor ground protection
DE102019205801A1 (de) * 2019-04-23 2020-10-29 Robert Bosch Gmbh Trennschalter
DE102020211218A1 (de) 2020-09-08 2022-03-10 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Batteriesystem, insbesondere für ein Fahrzeug
GB202115015D0 (en) * 2021-10-20 2021-12-01 Rolls Royce Plc Electrical power system converter control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3430961A1 (de) * 1984-08-20 1986-02-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleiterschalter
DE4117122A1 (de) * 1991-05-25 1992-11-26 Abb Patent Gmbh Schaltung zur steuerung eines wechselstromes
EP0574646A1 (de) * 1992-06-16 1993-12-22 STMicroelectronics S.r.l. Schaltung zur Steuerung des maximalen Stroms in einen Leistungs-MOS-Transistor mit einer Last, die an Masse geschaltet ist

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3430961A1 (de) * 1984-08-20 1986-02-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleiterschalter
DE4117122A1 (de) * 1991-05-25 1992-11-26 Abb Patent Gmbh Schaltung zur steuerung eines wechselstromes
EP0574646A1 (de) * 1992-06-16 1993-12-22 STMicroelectronics S.r.l. Schaltung zur Steuerung des maximalen Stroms in einen Leistungs-MOS-Transistor mit einer Last, die an Masse geschaltet ist

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEMME, H.: Sichere Schaltungen mit TOPFET, IN: Elektronik 4/1993, S. 24-27 *
TIETZE, SCHENK: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag, 5. Aufl., 1980, S. 397-407 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225431A1 (de) 2014-12-10 2016-06-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Trennen und Verbinden zweier Teilbordnetze
DE102014225431B4 (de) * 2014-12-10 2021-02-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Trennen und Verbinden zweier Teilbordnetze
CN107735916A (zh) * 2015-06-23 2018-02-23 菲尼克斯电气公司 一种可逆式电子断路器终端

Also Published As

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DE19548612A1 (de) 1997-06-26

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