WO2017137254A1 - Protection of a polarity reversal protection mosfet by electromotive force measurement - Google Patents

Protection of a polarity reversal protection mosfet by electromotive force measurement Download PDF

Info

Publication number
WO2017137254A1
WO2017137254A1 PCT/EP2017/051468 EP2017051468W WO2017137254A1 WO 2017137254 A1 WO2017137254 A1 WO 2017137254A1 EP 2017051468 W EP2017051468 W EP 2017051468W WO 2017137254 A1 WO2017137254 A1 WO 2017137254A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
link
circuit
protection
polarity reversal
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/051468
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Panagiotis Kosioris
Nestor Mbogni
AKM Nazmul ALAM
Original Assignee
Robert Bosch Automotive Steering Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Automotive Steering Gmbh filed Critical Robert Bosch Automotive Steering Gmbh
Priority to CN201780010692.XA priority Critical patent/CN108701988B/en
Publication of WO2017137254A1 publication Critical patent/WO2017137254A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection
    • H02H11/003—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection using a field effect transistor as protecting element in one of the supply lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/042—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage comprising means to limit the absorbed power or indicate damaged over-voltage protection device
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0034—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using reverse polarity correcting or protecting circuits

Definitions

  • the present invention relates to a device for steering a vehicle and a method for preventing damage to a reverse polarity protection of a steering of a vehicle.
  • disconnectors and switches are known as polarity reversal protection.
  • These circuit breakers can be designed in particular as Mosfets.
  • Disconnectors are particularly necessary to turn off individual electric motors or controls of electric motors of a steering system. In this way, a steering ability can be obtained despite the failure of an electric motor or servomotor of the steering system.
  • switching off a servomotor can lead to the generation of a high electromotive force (eg switching off inductance). This electromotive force may exceed the dielectric strength of the corresponding circuit breaker, which may result in damage to the circuit breaker.
  • Other power switches, in particular reverse polarity protection can also be affected. It is therefore an object to provide a device which provides protection of reverse polarity protection against high electromotive force.
  • a device for steering a vehicle comprising: an output stage for driving an electric motor, a DC link for supplying the output stage with electrical energy, wherein the DC link has a DC voltage, a circuit breaker for decoupling the output stage of the steering and reverse polarity protection to prevent an incorrect connection of a supply voltage to the output stage, the device generates a pulse at high DC link voltage to close the Verpoltikes.
  • a method for preventing damage to reverse polarity protection of a steering system of a vehicle comprising the steps of: measuring a DC link voltage of a vehicle
  • Bridge circuit of a servomotor comparing the DC link voltage with a comparison voltage and if the DC link voltage is greater than the comparison voltage, performing a first measure.
  • a device wherein the polarity reversal protection is designed as mosfet and its intrinsic body diode is directed against the intermediate circuit voltage.
  • the intrinsic body diode is reverse-connected.
  • the electromotive force is above the mosfet.
  • the electromotive Force can be the DC link voltage, especially when reducing the energetic fields of inductances of the electric motor steering.
  • the servomotor corresponds to the electric motor.
  • a device is provided, wherein the intrinsic body diode of the circuit breaker is formed in the direction of the intermediate circuit voltage.
  • Bodydioden Intrinsic body diodes are connected in the forward direction with respect to an electromotive force.
  • an apparatus having a circuit for comparing the intermediate circuit voltage with a reference voltage, wherein
  • the circuit if the intermediate circuit voltage is greater than the reference voltage, the circuit generates a pulse to close the Verpolschutzes.
  • a device wherein, if the circuit has a pulse to close the
  • an electromotive force for example, due to an inductance of the servo motor, are degraded, without causing damage to components.
  • a method wherein the first measure is the switching on of the power switch of the reverse polarity protection.
  • the first measure is the switching on of the power switch of the reverse polarity protection.
  • it can be considered to provide a circuit which detects an electromotive force of a servomotor and / or a final stage of a steering. Upon detection of a high electromotive force, which may result in damage to an open power switch, the corresponding power switch is closed. This can prevent damage to the power switch. In particular, it can be ensured that the electromotive force discharges via a voltage source.
  • Fig. 1 shows a circuit with a detection circuit of a high electromotive force
  • FIG. 2 shows a flow chart with a method according to the invention.
  • Fig. 1 shows two servomotors / electric motors 1, 2 a steering of a vehicle.
  • the individual phases el, e2, e3 of the electric motors 1, 2 are each from
  • Half bridges 3, 4 controlled.
  • the half bridges of an electric motor represent its output stage.
  • Voltages V2, V3 are applied to the half bridges 3, 4. If the half-bridges 3, 4 are switched off, for example because of a disturbance of the relevant servomotor 1, 2 or a bridge circuit 3, 4, very high levels can occur
  • Voltages V2, V3 result due to an electromotive force. These electromotive force can lead to damage of the corresponding circuit breaker 8, 9 and / or the polarity reversal protection 7. In particular, the mosfet of the polarity reversal protection is at risk because its intrinsic body diode is connected in terms of an electromotive force in the reverse direction.
  • a circuit 6 is provided which measures the voltage V2, V3 across the bridge circuits 3, 4, for example by comparison with a predetermined one
  • the polarity reversal protection 7 and / or the circuit breaker 8, 9 may be formed as Mosfets.
  • the circuit breaker 8, 9 are shown with their intrinsic diodes 13 and the reverse polarity protection 7 with its intrinsic diode 14. If there is a high emf (electromotive force) of the electric motor 1, the circuit breaker 8 through its diode 13 in Forward direction switched. However, the polarity reversal protection 7 is not switched in the direction of flow, since the diode 14 is arranged in the reverse direction. At a high EMF, therefore, a pulse must be sent to the polarity reversal protection 7 by the device 6, so that the polarity reversal protection 7 is turned on. Otherwise, too high a voltage at the polarity reversal protection 7 fall off, which can lead to its destruction. After switching through the reverse polarity protection, the EMF of the electric motor 1 drops via the disconnector 8 and via the polarity reversal protection 7, whereby a division of the EMF occurs on two circuit breakers.
  • emf electrostatic force
  • Fig. 2 shows a flowchart with a measuring process in which a
  • DC link voltage is compared with a reference voltage 11. If it is found that the DC link voltage is greater than the reference voltage, fiction, it is assumed that there is a high electromotive force, the endangerment of a corresponding circuit breaker and / or
  • a measure 1 can be initiated, which leads to the electromotive force being limited or being reduced or being distributed to a plurality of electronic components, in particular mosfets.
  • the distribution of electromotive force can be achieved by that

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

The description relates to a device for steering a vehicle, comprising: an output stage (3, 4) for controlling an electric motor (1, 2); a DC link for supplying electric power to the output stage (3, 4), said DC link having a DC link voltage (V2, V3); a disconnector (8, 9) for disconnecting the output stage (3, 4) from the steering mechanism; and a polarity reversal protection mechanism (7) for preventing a supply voltage (5) to be connected in a reversed manner to the output stage (3, 4), the device generating a pulse for connecting the polarity reversal protection mechanism (7) whenever the DC link voltage (V2, V3) is high.

Description

SCHUTZ VON EINEM VERPOLSCHUTZ-MOSFET DURCH EMK-MESSUNG  PROTECTION OF A POLLUTANT MOSFET BY EMF MEASUREMENT
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs und ein Verfahren zur Vermeidung einer Beschädigung eines Verpolschutzes einer Lenkung eines Fahrzeugs. The present invention relates to a device for steering a vehicle and a method for preventing damage to a reverse polarity protection of a steering of a vehicle.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Im Stand der Technik sind Trennschalter und Schalter als Verpolschutz bekannt. Diese Leistungsschalter können insbesondere als Mosfets ausgebildet sein. In the prior art, disconnectors and switches are known as polarity reversal protection. These circuit breakers can be designed in particular as Mosfets.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Trennschalter sind insbesondere notwendig, um einzelne Elektromotoren oder Steuerungen von Elektromotoren eines Lenksystems abzuschalten. Hierdurch kann eine Lenkfähigkeit trotz des Ausfalls eines Elektromotors bzw. Servomotors des Lenksystems erhalten werden. Allerdings kann das Abschalten eines Servomotors zur Entstehung einer hohen elektromotorischen Kraft führen (z.B. Abschalten von Induktivitäten). Diese elektromotorische Kraft kann die Spannungsfestigkeit des entsprechenden Trennschalters überschreiten, wodurch sich eine Beschädigung des Trennschalters ergeben kann. Auch weitere Leistungs Schalter, insbesondere ein Verpolschutz, können in Mitleidenschaft gezogen werden. Eine Aufgabe ist daher, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen Schutz eines Verpolschutzes vor einer hohen elektromotorischen Kraft bietet. Disconnectors are particularly necessary to turn off individual electric motors or controls of electric motors of a steering system. In this way, a steering ability can be obtained despite the failure of an electric motor or servomotor of the steering system. However, switching off a servomotor can lead to the generation of a high electromotive force (eg switching off inductance). This electromotive force may exceed the dielectric strength of the corresponding circuit breaker, which may result in damage to the circuit breaker. Other power switches, in particular reverse polarity protection, can also be affected. It is therefore an object to provide a device which provides protection of reverse polarity protection against high electromotive force.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend: eine Endstufe zur Ansteuerung eines Elektromotors, einen Zwischenkreis zur Versorgung der Endstufe mit elektrischer Energie, wobei der Zwischenkreis eine Zwischenkreis Spannung aufweist, einen Trennschalter zur Abkopplung der Endstufe von der Lenkung und einen Verpolschutz zum Verhindern eines verkehrten Anschlusses einer Versorgungsspannung an die Endstufe, wobei die Vorrichtung bei hoher Zwischenkreis Spannung einen Impuls zur Schließung des Verpolschutzes generiert. As a first embodiment of the invention, a device for steering a vehicle is provided, comprising: an output stage for driving an electric motor, a DC link for supplying the output stage with electrical energy, wherein the DC link has a DC voltage, a circuit breaker for decoupling the output stage of the steering and reverse polarity protection to prevent an incorrect connection of a supply voltage to the output stage, the device generates a pulse at high DC link voltage to close the Verpolschutzes.
Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Vermeidung einer Beschädigung eines Verpolschutzes einer Lenkung eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte: Messen einer Zwischenkreis Spannung einer As a second embodiment of the invention, a method is provided for preventing damage to reverse polarity protection of a steering system of a vehicle, comprising the steps of: measuring a DC link voltage of a vehicle
Brückenschaltung eines Servomotors, Vergleichen der Zwischenkreis Spannung mit einer Vergleichsspannung und falls die Zwischenkreisspannung größer als die Vergleichs Spannung ist, Durchführen einer ersten Maßnahme. Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen  Bridge circuit of a servomotor, comparing the DC link voltage with a comparison voltage and if the DC link voltage is greater than the comparison voltage, performing a first measure. Exemplary embodiments are set forth in the dependent claims
beschrieben. described.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei der Verpolschutz als Mosfet ausgebildet ist und seine intrinsische Bodydiode entgegen der Zwischenkreisspannung gerichtet ist. According to an exemplary embodiment of the invention, a device is provided, wherein the polarity reversal protection is designed as mosfet and its intrinsic body diode is directed against the intermediate circuit voltage.
Ist die intrinsische Bodydiode eines Mosfets entgegen einer möglichen Is the intrinsic body diode of a mosfet opposite to a possible one?
elektromotorischen Kraft gerichtet, ist die intrinsische Bodydiode in Sperrichtung geschaltet. In diesem Fall liegt die elektromotorische Kraft über dem Mosfet. directed by electromotive force, the intrinsic body diode is reverse-connected. In this case, the electromotive force is above the mosfet.
Überschreitet die elektromotorische Kraft die Spannungsfestigkeit des Mosfets kann sich eine Beschädigung des Mosfets ergheben. Insbesondere ein Verpolschutz in Form eines Mosfets kann in Mitleidenschaft gezogen werden. Die elektromotorische Kraft kann die Zwischenkreisspannung, insbesondere bei Abbau der energetischen Felder von Induktivitäten des Elektromotors der Lenkung, ergeben. Der Servomotor entspricht dem Elektromotor. In einer weiteren erfindungs gemäßen Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die intrinsische Bodydiode des Trennschalters in Richtung der Zwischenkreisspannung ausgebildet ist. If the electromotive force exceeds the dielectric strength of the mosfet, damage to the mosfet may occur. In particular, a reverse polarity protection in the form of a Mosfets can be affected. The electromotive Force can be the DC link voltage, especially when reducing the energetic fields of inductances of the electric motor steering. The servomotor corresponds to the electric motor. In a further embodiment according to the invention a device is provided, wherein the intrinsic body diode of the circuit breaker is formed in the direction of the intermediate circuit voltage.
Die Mosfets der Trennschalter sind derart geschaltet, dass ihre intrinsische The mosfets of the circuit breakers are switched so that their intrinsic
Bodydioden (intrinsic body diodes) in Durchlassrichtung bezüglich einer elektromotorischen Kraft geschaltet sind. Bodydioden (intrinsic body diodes) are connected in the forward direction with respect to an electromotive force.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung eine Schaltung zum Vergleichen der Zwischenkreisspannung mit einer Referenzspannung aufweist, wobei According to an exemplary embodiment of the invention, an apparatus is provided, the apparatus having a circuit for comparing the intermediate circuit voltage with a reference voltage, wherein
falls die Zwischenkreisspannung größer als die Referenzspannung ist, die Schaltung einen Impuls zur Schließung des Verpolschutzes generiert. if the intermediate circuit voltage is greater than the reference voltage, the circuit generates a pulse to close the Verpolschutzes.
In einer weiteren erfindungs gemäßen Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei, falls die Schaltung einen Impuls zur Schließung desIn a further embodiment according to the invention a device is provided, wherein, if the circuit has a pulse to close the
Verpolschutzes generiert, die Zwischenkreisspannung an einem Kondensator oder einer Spannungsquelle anliegt. Reverse polarity protection generated, the DC link voltage applied to a capacitor or a voltage source.
Durch das Zuschalten einer Entlademöglichkeit kann eine elektromotorische Kraft, beispielsweise aufgrund einer Induktivität des Servomotors, abgebaut werden, ohne dass eine Beschädigung von Bauteilen erfolgt. By connecting a discharge possibility, an electromotive force, for example, due to an inductance of the servo motor, are degraded, without causing damage to components.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei die erste Maßnahme das Einschalten des Leistungs Schalters des Verpolschutzes ist. Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, eine Schaltung vorzusehen, die eine elektromotorische Kraft eines Servomotors und/oder einer Endstufe einer Lenkung detektiert. Nach Feststellung einer hohen elektromotorischen Kraft, die zu einer Beschädigung eines geöffneten Leistungs Schalters führen kann, wird der entsprechende Leistungsschalter geschlossen. Hierdurch kann eine Beschädigung des Leistungs Schalters verhindert werden. Insbesondere kann sichergestellt werden, dass sich die elektromotorische Kraft über eine Spannungsquelle entlädt. According to a further embodiment of the present invention, a method is provided, wherein the first measure is the switching on of the power switch of the reverse polarity protection. As an idea of the invention, it can be considered to provide a circuit which detects an electromotive force of a servomotor and / or a final stage of a steering. Upon detection of a high electromotive force, which may result in damage to an open power switch, the corresponding power switch is closed. This can prevent damage to the power switch. In particular, it can be ensured that the electromotive force discharges via a voltage source.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen. Of course, the individual features can also be combined with each other, which can also be partially beneficial effects that go beyond the sum of the individual effects.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further details and advantages of the invention will become apparent from the reference to FIGS
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen Drawings illustrated embodiments clearly. Show it
Fig. 1 eine Schaltung mit einer Detektionsschaltung einer hohen elektromotorischen Kraft und Fig. 1 shows a circuit with a detection circuit of a high electromotive force and
Fig. 2 ein Flussdiagramm mit einem erfindungsgemäßen Verfahren. 2 shows a flow chart with a method according to the invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Fig. 1 zeigt zwei Servomotoren/Elektromotoren 1, 2 einer Lenkung eines Fahrzeugs. Die einzelnen Phasen el, e2, e3 der Elektromotoren 1, 2 werden jeweils von Fig. 1 shows two servomotors / electric motors 1, 2 a steering of a vehicle. The individual phases el, e2, e3 of the electric motors 1, 2 are each from
Halbbrücken 3, 4 angesteuert. Die Halbbrücken eines Elektromotors stellen dessen Endstufe dar. An den Halbbrücken 3, 4 liegen Spannungen V2, V3 an. Werden die Halbbrücken 3, 4 abgeschaltet, beispielsweise wegen einer Störung des betreffenden Servomotors 1, 2 oder einer Brückenschaltung 3, 4, können sich sehr hohe Half bridges 3, 4 controlled. The half bridges of an electric motor represent its output stage. Voltages V2, V3 are applied to the half bridges 3, 4. If the half-bridges 3, 4 are switched off, for example because of a disturbance of the relevant servomotor 1, 2 or a bridge circuit 3, 4, very high levels can occur
Spannungen V2, V3 aufgrund einer elektromotorischen Kraft ergeben. Diese elektromotorische Kraft kann zu einer Beschädigung des entsprechenden Trennschalters 8, 9 und/oder des Verpolschutzes 7 führen. Insbesondere der Mosfet des Verpolschutzes ist gefährdet, da dessen intrinsic body diode bezüglich einer elektromotorischen Kraft in Sperrrichtung geschaltet ist. Erfindungsgemäß wird eine Schaltung 6 vorgesehen, die die Spannung V2, V3 über den Brückenschaltungen 3, 4 misst, beispielsweise durch einen Vergleich mit einer vorgegebenen Voltages V2, V3 result due to an electromotive force. These electromotive force can lead to damage of the corresponding circuit breaker 8, 9 and / or the polarity reversal protection 7. In particular, the mosfet of the polarity reversal protection is at risk because its intrinsic body diode is connected in terms of an electromotive force in the reverse direction. According to the invention, a circuit 6 is provided which measures the voltage V2, V3 across the bridge circuits 3, 4, for example by comparison with a predetermined one
Referenzspannung VI. Überschreitet die Spannung V2, V3 die Vergleichsspannung VI wird dies erkannt und der Verpolschutz 7 wird durch geschaltet. Auf diese Weise kann sich die elektromotorische Kraft über die Spannungsquelle 5 entladen. Der Verpolschutz 7 und/oder die Trennschalter 8, 9 können als Mosfets ausgebildet sein. Reference voltage VI. If the voltage V2, V3 exceeds the reference voltage VI, this is detected and the polarity reversal protection 7 is switched through. In this way, the electromotive force can be discharged via the voltage source 5. The polarity reversal protection 7 and / or the circuit breaker 8, 9 may be formed as Mosfets.
In Fig. 1 sind die Trennschalter 8, 9 mit ihren intrinsischen Dioden 13 dargestellt und der Verpolschutz 7 mit seiner intrinsischen Diode 14. Falls sich eine hohe EMK (elektromotorische Kraft) des Elektromotors 1 ergibt, so ist der Trennschalter 8 durch seine Diode 13 in Durchlassrichtung geschaltet. Der Verpolschutz 7 ist jedoch nicht in Flussrichtung geschaltet, da die Diode 14 in Sperrichtung angeordnet ist. Bei einer hohen EMK muss daher durch die Vorrichtung 6 ein Impuls an den Verpolschutz 7 gesendet werden, damit der Verpolschutz 7 durchgeschaltet wird. Andernfalls kann eine zu hohe Spannung an dem Verpolschutz 7 abfallen, die zu seiner Zerstörung führen kann. Nach dem Durchschalten des Verpolschutzes fällt die EMK des Elektromotors 1 über den Trennschalter 8 und über dem Verpolschutz 7 ab, wodurch eine Aufteilung der EMK auf zwei Leistungsschalter erfolgt. In Fig. 1, the circuit breaker 8, 9 are shown with their intrinsic diodes 13 and the reverse polarity protection 7 with its intrinsic diode 14. If there is a high emf (electromotive force) of the electric motor 1, the circuit breaker 8 through its diode 13 in Forward direction switched. However, the polarity reversal protection 7 is not switched in the direction of flow, since the diode 14 is arranged in the reverse direction. At a high EMF, therefore, a pulse must be sent to the polarity reversal protection 7 by the device 6, so that the polarity reversal protection 7 is turned on. Otherwise, too high a voltage at the polarity reversal protection 7 fall off, which can lead to its destruction. After switching through the reverse polarity protection, the EMF of the electric motor 1 drops via the disconnector 8 and via the polarity reversal protection 7, whereby a division of the EMF occurs on two circuit breakers.
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm mit einem Messvorgang, bei dem eine Fig. 2 shows a flowchart with a measuring process in which a
Zwischenkreisspannung einer Halbbrücke bestimmt wird 10. Diese DC link voltage of a half-bridge is determined 10. This
Zwischenkreisspannung wird mit einer Vergleichsspannung verglichen 11. Ergibt sich, dass die Zwischenkreisspannung größer als die Vergleichsspannung ist, wird erfindungs gemäß davon ausgegangen, dass eine hohe elektromotorische Kraft vorliegt, die eine Gefährdung eines entsprechenden Trennschalters und/oder  DC link voltage is compared with a reference voltage 11. If it is found that the DC link voltage is greater than the reference voltage, fiction, it is assumed that there is a high electromotive force, the endangerment of a corresponding circuit breaker and / or
Verpolschutzes darstellt. In diesem Fall kann eine Maßnahme 1 eingeleitet werden, die dazu führt, dass die elektromotorische Kraft begrenzt wird bzw. abgebaut wird bzw. auf mehrere elektronoische Bauteile, insbesondere Mosfets, verteilt wird. Durch die Verteilung der elektromotorischen Kraft kann erreicht werden, dass die Represents reverse polarity protection. In this case, a measure 1 can be initiated, which leads to the electromotive force being limited or being reduced or being distributed to a plurality of electronic components, in particular mosfets. By The distribution of electromotive force can be achieved by that
Spannungsfestigkeiten der einzelnen Bauteile nicht überschritten wird. Voltage strength of the individual components is not exceeded.
Es sei angemerkt, dass der Begriff„umfassen" weitere Elemente oder It should be noted that the term "comprise" further elements or
Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff„ein" und„eine" mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt. Does not preclude procedural steps, just as the term "a" and "an" does not preclude several elements and steps.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird. The reference numerals used are for convenience of reference only and are not to be considered as limiting, the scope of the invention being indicated by the claims.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN LIST OF REFERENCE SIGNS
1 Elektromotor 1 electric motor
2 Elektromotor  2 electric motor
3 Halbbrücke 3 half bridge
4 Halbbrücke  4 half bridge
5 Gleichspannungsquelle  5 DC voltage source
6 Vergleichsschaltung  6 comparison circuit
7 Leistungsschalter als Verpolschutz  7 circuit breakers as polarity reversal protection
8 Leistungsschalter als Trennschalter des ersten Elektromotors8 circuit breaker as disconnector of the first electric motor
9 Leistungsschalter als Trennschalter des ersten Elektromotors9 circuit breaker as a disconnector of the first electric motor
10 Messen einer Zwischenkreisspannung 10 Measuring a DC link voltage
11 Vergleich der Zwischenkreisspannung mit einer  11 Comparison of the DC link voltage with a
Vergleichsspannung/Referenzspannung  Reference voltage / reference voltage
12 Verpolschutz ein 12 reverse polarity protection
13 intrinsic body diode des Mosfets/Leistungsschalters  13 intrinsic body diode of mosfet / circuit breaker
14 intrinsic body diode des Mosfets/Leistungsschalters el erste Phase eines Elektromotors  14 intrinsic body diode of mosfets / circuit breaker el first phase of an electric motor
e2 zweite Phase eines Elektromotors e2 second phase of an electric motor
e3 dritte Phase eines Elektromotors e3 third phase of an electric motor
VI Vergleichsspannung  VI comparison voltage
V2 Zwischenkreisspannung erster Elektromotor  V2 DC link voltage first electric motor
V3 Zwischenkreisspannung zweiter Elektromotor  V3 DC link voltage second electric motor
V4 Spannung über Trennschalter erster Elektromotor  V4 voltage via disconnector first electric motor
V5 Spannung über Trennschalter zweiter Elektromotor V5 voltage via disconnector second electric motor
V6 Spannung über Verpolschutz  V6 voltage via polarity reversal protection

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs, umfassend: A device for steering a vehicle, comprising:
eine Endstufe (3, 4) zur Ansteuerung eines Elektromotors (1, 2),  an output stage (3, 4) for controlling an electric motor (1, 2),
einen Zwischenkreis zur Versorgung der Endstufe (3, 4) mit elektrischer Energie, wobei der Zwischenkreis eine Zwischenkreisspannung (V2, V3) aufweist,  a DC link for supplying the output stage (3, 4) with electrical energy, the DC link having an intermediate circuit voltage (V2, V3),
einen Trennschalter (8, 9) zur Abkopplung der Endstufe (3, 4) von der Lenkung und  a circuit breaker (8, 9) for decoupling the output stage (3, 4) of the steering and
einen Verpolschutz (7) zum Verhindern eines verkehrten Anschlusses einer Versorgungsspannung (5) an die Endstufe (3, 4),  a polarity reversal protection (7) for preventing an incorrect connection of a supply voltage (5) to the output stage (3, 4),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Vorrichtung bei hoher Zwischenkreisspannung (V2, V3) einen Impuls zur Schließung des Verpolschutzes (7) generiert. the device at high DC link voltage (V2, V3) generates a pulse to close the Verpolschutzes (7).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verpolschutz als Mosfet ausgebildet ist und seine intrinsische Bodydiode entgegen der 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the polarity reversal protection is designed as Mosfet and its intrinsic Bodydiode against the
Zwischenkreisspannung (V2, V3) gerichtet ist. DC link voltage (V2, V3) is directed.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsische Bodydiode des Trennschalters (8, 9) in Richtung der 3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the intrinsic body diode of the circuit breaker (8, 9) in the direction of
Zwischenkreisspannung (V2, V3) ausgebildet ist. DC link voltage (V2, V3) is formed.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Vorrichtung eine Schaltung (6) zum Vergleichen der 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a circuit (6) for comparing the
Zwischenkreisspannung (V2, V3) mit einer Referenzspannung (VI) aufweist, wobei falls die Zwischenkreisspannung (V2, V3) größer als die Referenzspannung (VI) ist, die Schaltung (6) einen Impuls zur Schließung des Verpolschutzes (7) generiert. Intermediate circuit voltage (V2, V3) having a reference voltage (VI), wherein if the intermediate circuit voltage (V2, V3) is greater than the reference voltage (VI), the circuit (6) generates a pulse to close the Verpolschutzes (7).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass falls die Schaltung (6) einen Impuls zur Schließung des Verpolschutzes (7) generiert, die Zwischenkreisspannung (V2, V3) an einem Kondensator oder einer Spannungsquelle (5) anliegt. 5. Apparatus according to claim 4, characterized in that if the circuit (6) generates a pulse for closing the Verpolschutzes (7), the DC link voltage (V2, V3) to a capacitor or a voltage source (5) is applied.
6. Verfahren zur Vermeidung einer Beschädigung eines Verpolschutzes einer Lenkung eines Fahrzeugs umfassend die Schritte: 6. A method for preventing damage to a reverse polarity protection of a steering system of a vehicle comprising the steps:
Messen einer Zwischenkreisspannung einer Brückenschaltung eines  Measuring a DC link voltage of a bridge circuit of a
Servomotors (10),  Servo motor (10),
Vergleichen der Zwischenkreisspannung mit einer Vergleichsspannung (11) und  Comparing the DC link voltage with a comparison voltage (11) and
falls die Zwischenkreisspannung größer als die Vergleichs Spannung ist, Durchführen einer ersten Maßnahme (12).  if the intermediate circuit voltage is greater than the comparison voltage, performing a first measure (12).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Maßnahme das Einschalten des Leistungsschalters des Verpolschutzes ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that the first measure is the switching on of the circuit breaker of the polarity reversal protection.
PCT/EP2017/051468 2016-02-10 2017-01-25 Protection of a polarity reversal protection mosfet by electromotive force measurement WO2017137254A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780010692.XA CN108701988B (en) 2016-02-10 2017-01-25 Protection of reverse-polarity protection-metal oxide semiconductor field effect transistors by EMK-measurement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016102264.0A DE102016102264A1 (en) 2016-02-10 2016-02-10 MOSFET protection by EKM measurement
DE102016102264.0 2016-02-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017137254A1 true WO2017137254A1 (en) 2017-08-17

Family

ID=57914960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/051468 WO2017137254A1 (en) 2016-02-10 2017-01-25 Protection of a polarity reversal protection mosfet by electromotive force measurement

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN108701988B (en)
DE (1) DE102016102264A1 (en)
WO (1) WO2017137254A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108189906A (en) * 2017-12-08 2018-06-22 联创汽车电子有限公司 Electric boosting steering system and its anti-towing astern method
DE102022210645A1 (en) 2022-10-10 2024-04-11 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Electrical circuit for protecting semiconductor switches in high-voltage networks

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0806827A1 (en) * 1996-05-09 1997-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Reverse battery protection circuit
DE19941489A1 (en) * 1999-09-01 2001-03-15 Bosch Gmbh Robert Protection circuit for a series connection of power semiconductor output stage and inductive consumer
EP1860774A1 (en) * 2006-05-22 2007-11-28 Fujitsu Ten Limited Polarity reversal protection circuit
US20100208401A1 (en) * 2008-08-11 2010-08-19 Autonetworks Technologies, Ltd. Inductive load driving circuit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI294715B (en) * 2004-03-25 2008-03-11 O2Micro Int Ltd Secondary battery protection circuit with over voltage transient protection, battery pack and electronic device using the same
DE102008050543A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Siemens Aktiengesellschaft Protection circuit for a DC link of an inverter, in particular a solar inverter, against overvoltages
DE102010042522A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 Zf Lenksysteme Gmbh Method for operating e.g. permanent-magnet synchronous motor for power steering of motor car, involves setting pulse pattern to electric motor for producing flow of current, which is higher than rated current of electric motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0806827A1 (en) * 1996-05-09 1997-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Reverse battery protection circuit
DE19941489A1 (en) * 1999-09-01 2001-03-15 Bosch Gmbh Robert Protection circuit for a series connection of power semiconductor output stage and inductive consumer
EP1860774A1 (en) * 2006-05-22 2007-11-28 Fujitsu Ten Limited Polarity reversal protection circuit
US20100208401A1 (en) * 2008-08-11 2010-08-19 Autonetworks Technologies, Ltd. Inductive load driving circuit

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016102264A1 (en) 2017-08-10
CN108701988A (en) 2018-10-23
CN108701988B (en) 2020-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010007452A1 (en) Switching relief for a circuit breaker
EP3449557B1 (en) Inverter arrangement, electric drive system, and method for discharging a dc link capacitor in an inverter arrangement
DE102011055626B4 (en) PHASE SEPARATION IN EPS SYSTEMS
EP2654190A2 (en) Method for operating an electric circuit
EP3084950B1 (en) Circuit arrangement for emergency operation of a multiphase voltage converter by means of special operating methods
DE102012224336A1 (en) Method for operating an electric power converter and electric power converters
DE102013016960A1 (en) Inverter unit for electric machine has control device to control inverter switches and bridge switches to close, and to cause free-wheel to control one of bridge switches and other inverter switches to open in response to error signal
EP2342824A1 (en) Half-bridge circuit protected against short circuits and having semiconductor switches
WO2017137254A1 (en) Protection of a polarity reversal protection mosfet by electromotive force measurement
DE102015013875B4 (en) Inverter for an electric machine, electric drive device for a motor vehicle and method for operating an inverter
EP3251194B1 (en) Energy storage arrangement
DE102013109797A1 (en) ionizer
WO2013064310A1 (en) Inverter circuit and method for operating such an inverter circuit
DE102016207254A1 (en) Inverter, electric drive arrangement with an inverter
EP0436778A2 (en) Circuit for the protection of a consumer
WO2018113926A1 (en) Power converter
EP2590314A1 (en) Inverter system and electronic switching control system with such inverter systems
DE10253980B4 (en) Device for limiting the inrush current
EP3269033B1 (en) Electrical device with submodules
EP4010955B1 (en) Control device and bridge circuit comprising such a control device
DE102020114283B3 (en) Electrical circuit arrangement and drive arrangement for driving a motor vehicle
DE102013101652A1 (en) On-load tap-changer with semiconductor switching elements and method for operating an on-load tap-changer
EP3741039B1 (en) Method for controlling, control circuit, brake system and use
DE102010043137A1 (en) Power steering apparatus of vehicle steering system, has output stage driver that has complementary output stage with P-channel FET which is portion of primary current mirror and N-channel FET which is portion of secondary current mirror
EP3365954A1 (en) Longitudinal voltage source and direct current transmission system with longitudinal voltage source

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17702045

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17702045

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1