DE102011087145A1 - Method for protection of rectifier of multi-phase alternating current generator in motor vehicle, involves receiving receive phase signal to reduce or limit energizing current if necessary as function of determined forward voltage - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft den Schutz eines Gleichrichters eines Mehrphasenwechselstrom-Generators in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to the protection of a rectifier of a polyphase alternator in a motor vehicle.
Kraftfahrzeuge umfassen zur Versorgung elektrischer Verbraucher mit elektrischer Energie typischerweise einen elektrischen Generator, welcher über den Antrieb des Fahrzeugs mit mechanischer Energie versorgt wird. Mit der überschüssigen elektrischen Leistung des Generators wird die Fahrzeugbatterie geladen.Motor vehicles typically include an electric generator to supply electric consumers with electrical energy, which is supplied with mechanical energy via the drive of the vehicle. With the excess electrical power of the generator, the vehicle battery is charged.
Als Generator wird im Allgemeinen ein Mehrphasenwechselstrom-Generator (Drehstrom-Generator) mit drei oder mehr Phasen verwendet. Hierbei ist der Mehrphasenwechselstorm-Generator typischerweise als elektrische Synchronmaschine realisiert, welcher einen durch den Antrieb rotierenden Läufer mit einer Erregerwicklung zur Erzeugung eines Erregermagnetfeldes und einen Ständer mit einer mehrphasigen Ständerwicklung umfasst. Da die elektrischen Verbraucher typischerweise als Gleichstromverbraucher ausgelegt sind und die Batterie zum Laden mit Gleichstrom gespeist wird, ist dem Mehrphasenwechselstrom-Generator ein Gleichrichter nachgeschaltet, der das mehrphasige Wechselsignal in eine Gleichspannung wandelt. Um die gleichgerichtete Generatorspannung auch bei variablem Laststrom und variabler Motordrehzahl konstant zu halten, wird ein Generatorregler verwendet, der den Erregerstrom der Erregerwicklung variiert, so dass eine Schwankung der Generatorspannung ausgeregelt wird.As a generator, a polyphase alternator (three-phase generator) having three or more phases is generally used. In this case, the multiphase alternating current generator is typically realized as an electric synchronous machine which comprises a rotor rotating through the drive with an excitation winding for generating a field magnetic field and a stator with a multiphase stator winding. Since the electrical consumers are typically designed as DC consumers and the battery is charged for charging with DC, the multiphase AC generator is followed by a rectifier, which converts the multiphase AC signal into a DC voltage. In order to keep the rectified generator voltage constant even with variable load current and variable motor speed, a generator controller is used, which varies the excitation current of the field winding, so that a fluctuation of the generator voltage is compensated.
In
Der Generatorregler
Unter dem Tastverhältnis der Endstufe
Bei dem Beispiel in
Der Regler ist heutzutage typischerweise in Form eines ASIC (applicationspecific integrated circuit) implementiert, d. h. als monolithisch-integrierte Halbleiterschaltung. Der in
Die Anschlüsse in
- – B– (Batterie Minus): Masseanschluss, beispielsweise an den Motorblock über das leitfähige Gehäuse des Generators;
- – B+ (Batterie Plus): Anschluss zur Stromversorgung des Reglers und der Erregerwicklung sowie zur Spannungsmessung; die Verbindung zur Batterie erfolgt via den Kabelbaum im Fahrzeug;
- – LIN: Anschluss der LIN-Bus-Schnittstelle zur Kommunikation beispielsweise mit dem Motorsteuergerät; über den Anschluss LIN wird die Sollspannungsvorgabe empfangen und der Generatorzustand gemeldet;
- – EXC: Anschluss zum Einprägen des Erregerstromes in die Erregerwicklung;
- – PH: Anschluss zum Entgegennehmen des Phasensignals, welches das Potential einer Phase beschreibt; das Phasensignal dient zum Erfassen der Generatordrehzahl durch Bestimmen der Frequenz des Phasensignals (Phasenfrequenz) und zum Aufwecken des Reglers aus dem Standby-Modus, wenn eine definierte Wechselspannungsamplitude am Phasen-Anschluss PH erkannt wird.
- - B- (battery negative): earth connection, for example to the engine block via the conductive housing of the generator;
- - B + (battery plus): connection for power supply of the regulator and the excitation winding as well as for voltage measurement; the connection to the battery via the cable harness in the vehicle;
- LIN: connection of the LIN bus interface for communication with, for example, the engine control unit; The nominal voltage specification is received via the LIN connection and the generator status is reported;
- - EXC: connection for impressing the excitation current into the exciter winding;
- - PH: terminal for receiving the phase signal, which describes the potential of a phase; the phase signal is for detecting the generator speed by determining the frequency of the phase signal (phase frequency) and for waking the controller from the standby mode when a defined AC amplitude is detected at the phase terminal PH.
Im LIN-Generatorregler-ASIC
Der in
Die Halbleiterschalter müssen daher derart hinsichtlich ihres Stromtragfähigkeit und ihrer Betriebstemperatur ausgelegt werden, dass eine relativ große Sicherheitsreserve vorgehalten wird, um eine Überbelastung der Halbleiterschalter zu vermeiden. Gleiches gilt für die Verbindungsleitungen und die Anschlüsse an die Halbleiterschalter. Bei vorgegebener Generatorleistung entstehen aufgrund der großflächigen Auslegung hohe Kosten und ein erhöhter Bauraumbedarf für den Gleichrichter
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile auszuräumen.It is an object of the invention to overcome these disadvantages.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are described in the dependent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Gleichrichters eines Mehrphasenwechselstrom-Generators in einem Kraftfahrzeug. Beispielsweise weist der Generator drei Phasen, fünf Phasen oder sechs Phasen auf. Der Gleichrichter umfasst eine Mehrzahl von Halbleiterschaltern, wobei jeder Phase mindestens ein Halbleiterschalter zugeordnet ist. Vorzugsweise umfasst der Gleichrichter eine Brückenschaltung mit zwei Halbleiterschaltern pro Phase: einem High-Side-Halbleiterschalter und einem Low-Side-Halbleiterschalter. Es wäre aber auch denkbar, einen Gleichrichter mit genau einer Diode pro Phase vorzusehen (dieser wird bei einem 3-phasigen Drehstrom auch als Dreipulsgleichrichter bezeichnet).A first aspect of the invention relates to a method for protecting a rectifier of a polyphase alternator in a motor vehicle. For example, the generator has three phases, five phases or six phases. The rectifier comprises a plurality of semiconductor switches, wherein each phase is associated with at least one semiconductor switch. Preferably, the rectifier comprises a bridge circuit with two semiconductor switches per phase: a high-side semiconductor switch and a low-side semiconductor switch. However, it would also be conceivable to provide a rectifier with exactly one diode per phase (this is also called a three-pulse rectifier in the case of a 3-phase three-phase current).
Die gleichgerichtete Generatorspannung wird über einen Regler (vorzugsweise in Form eines Regler-ASIC) geregelt, der dazu den Erregerstrom einer Erregerwicklung des Generators beeinflusst. Zum Anpassen des Erregerstroms wird beispielsweise das Tastverhältnis der Endstufe zur Erzeugung des Erregerstroms verändert.The rectified generator voltage is via a controller (preferably in the form of a Regulator ASIC), which influences the excitation current of a field winding of the generator. To adjust the excitation current, for example, the duty cycle of the output stage for generating the excitation current is changed.
Der Regler ist eingerichtet, ein Phasensignal einer ersten Phase der mehreren Phasen des Mehrphasenwechselstrom-Generators entgegenzunehmen. Das Phasensignal beschreibt beispielsweise das Potential der ersten Phase. Wie vorstehend beschrieben, dient ein derartiges Phasensignal im Stand der Technik dazu, die Drehzahl des Generators über die Frequenz des Phasensignals zu ermitteln. Erfindungsgemäß wird das Phasensignal zur Überwachung und zum Schutz des Gleichrichters eingesetzt. Hierzu wird unter Verwendung des Phasensignals die Flussspannung mindestens eines Halbleiterschalters bestimmt, welcher der ersten Phase zugeordnet ist. Vorzugsweise wird die Flussspannung sowohl des High-Side-Halbleiterschalters der ersten Phase als auch die Flussspannung des Low-Side-Halbleiterschalters der ersten Phase bestimmt, sofern ein High-Side-Halbleiterschalter und ein Low-Side-Halbleiterschalter vorgesehen sind. Unter Flussspannung wird im Sinne der Anmeldung die Spannung über dem Halbleiterschalter im geschlossenen Zustand verstanden, beispielsweise die Flussspannung zwischen Anode und Kathode einer Diode oder die Spannung eines N-MOSFET zwischen Source und Drain.The controller is configured to receive a phase signal of a first phase of the multiple phases of the polyphase AC generator. For example, the phase signal describes the potential of the first phase. As described above, such a phase signal is used in the prior art to determine the rotational speed of the generator via the frequency of the phase signal. According to the invention, the phase signal is used to monitor and protect the rectifier. For this purpose, the forward voltage of at least one semiconductor switch is determined using the phase signal, which is associated with the first phase. Preferably, the forward voltage of both the high-side semiconductor switch of the first phase and the forward voltage of the low-side semiconductor switch of the first phase is determined, provided that a high-side semiconductor switch and a low-side semiconductor switch are provided. For the purposes of the application, forward voltage is understood to mean the voltage across the semiconductor switch in the closed state, for example the forward voltage between the anode and cathode of a diode or the voltage of an N-MOSFET between source and drain.
Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit der bestimmten Flussspannung bei Bedarf der Erregerstrom reduziert. Je nach Wert der Flussspannung kann die Flussspannung reduziert werden oder nicht reduziert werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Erregerstrom in Abhängigkeit der bestimmten Flussspannung begrenzt wird, wobei nicht zwingend vorausgesetzt wird, dass aus der Begrenzung auch eine Reduktion des Erregerstroms resultiert (beispielsweise weil der Strom durch den Halbleiterschalter durch eine Verringerung der Generatorlast wieder gesunken ist). Durch die Begrenzung bzw. Reduktion der Erregerstroms wird typischerweise auch die Flussspannung begrenzt bzw. reduziert.According to the invention, the exciting current is reduced as required as a function of the determined forward voltage. Depending on the value of the forward voltage, the forward voltage can be reduced or not reduced. It can also be provided that the exciter current is limited as a function of the determined forward voltage, wherein it is not absolutely necessary that the limitation also results in a reduction of the exciter current (for example because the current through the semiconductor switch has fallen again due to a reduction in the generator load). , By limiting or reducing the exciter current, the forward voltage is typically also limited or reduced.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass das Phasensignal Rückschlüsse auf das Potential an einem Anschlusspunkt eines Halbleiterschalters erlaubt und daher auch zur Überwachung des Halbleiterschalters verwendet werden kann. Vorzugsweise entspricht das Phasensignal dem Potential der Phase und dem Potential des Anschlusspunktes des Halbleiterschalters. Zur Überwachung des Halbleiterschalters kann die Flussspannung des Halbleiterschalters über das bereits vorhandene Phasensignal gemessen werden. Da der andere Anschlusspunkt des Halbleiterschalters je nach Beschaltung des Halbleiterschalters entweder an der positiven Bordnetzspannung oder der Masse hängt, deren Potentiale ohnehin zur Verfügung stehen, kann die Flussspannung über dem Halbleiterschalter in Abhängigkeit des Phasensignals und des Massepotentials leicht bestimmt werden, ohne dass ein zusätzlicher Anschlusspin am Regler-Baustein nötig wäre. Die Flussspannung ermöglicht Rückschlüsse auf den Strom oder die Temperatur des Halbleiterschalters. In einer in Hinblick auf den Strom oder die Temperatur des Halbleiterschalter kritischen Situation kann somit anhand der Überwachung der Flussspannung der Erregerstrom reduziert werden, um den Halbleiterschalter und den Gleichrichter zu schützen. Da die Belastung der Halbleiterschalter im Wesentlichen gleich ist, müssen nicht sämtliche Halbleiterschalter des Gleichrichters überwacht werden. Es wäre aber auch denkbar, mehrere Phasensignale verschiedener Phasen auszuwerten.The invention is based on the idea that the phase signal allows conclusions about the potential at a connection point of a semiconductor switch and therefore can also be used to monitor the semiconductor switch. Preferably, the phase signal corresponds to the potential of the phase and the potential of the connection point of the semiconductor switch. For monitoring the semiconductor switch, the forward voltage of the semiconductor switch can be measured via the already existing phase signal. Since the other connection point of the semiconductor switch depending on the circuit of the semiconductor switch either to the positive vehicle electrical system voltage or ground hangs whose potentials are available anyway, the forward voltage across the semiconductor switch in dependence of the phase signal and the ground potential can be easily determined without an additional terminal pin would be necessary on the controller module. The forward voltage allows conclusions about the current or the temperature of the semiconductor switch. In a critical situation with regard to the current or the temperature of the semiconductor switch, the excitation current can thus be reduced on the basis of the monitoring of the forward voltage in order to protect the semiconductor switch and the rectifier. Since the load on the semiconductor switches is substantially equal, not all the semiconductor switches of the rectifier need to be monitored. It would also be conceivable to evaluate several phase signals of different phases.
Die Funktion erlaubt es, den Generator stärker auszulasten, so dass mehr Ausgangsleistung abgerufen werden kann, ohne dabei die Halbleiterschalter thermisch oder elektrisch zu überlasten. Alternativ können bei vorgegebener Ausgangsleistung die Anforderungen an die Halbleiterschalter und den Gleichrichter hinsichtlich der Stromtragfähigkeit und der Betriebstemperatur reduziert werden, so dass Kosten und Bauraum eingespart werden können.The function allows the generator to be used to a greater extent so that more output power can be called up without overloading the semiconductor switches thermally or electrically. Alternatively, with regard to the current carrying capacity and the operating temperature, the requirements for the semiconductor switches and the rectifier can be reduced for a given output power, so that costs and installation space can be saved.
Vorzugsweise wird die Flussspannung direkt im Regler-Baustein bestimmt; es wäre aber auch denkbar, das Phasensignal über den Regler und dessen Kommunikationsschnittstelle an das Motorsteuergerät weiterzuleiten und die Flussspannung im Motorsteuergerät zu bestimmen.Preferably, the forward voltage is determined directly in the controller module; but it would also be conceivable to forward the phase signal via the controller and its communication interface to the engine control unit and to determine the forward voltage in the engine control unit.
Die Überwachungs- und Schutzfunktion kann beispielsweise vollständig vom Generatorregler übernommen werden, so dass bis auf eine etwaige Modifikation des Generatorreglers keine weiteren Zusatzkosten entstehen. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass die Schnittstelle zwischen dem Regler-Baustein und der Synchronmaschine im Wesentlichen unverändert bleibt und den Regler-Baustein weiterhin mit nur fünf Anschlüsse auszustatten.The monitoring and protection function can for example be completely taken over by the generator controller, so that no further additional costs arise except for a possible modification of the generator controller. In particular, it can be provided that the interface between the controller module and the synchronous machine remains substantially unchanged and continue to equip the controller module with only five connections.
Zum Schutz des Halbleiterschalters kann ein Schwellwert, d. h. eine maximale Flussspannung, vorgeben werden. Die gemessene Flussspannung wird dann mit dem Schwellwert verglichen. Wenn die Flussspannung größer als der Schwellwert ist (oder alternativ größer gleich dem Schwellwert ist), wird der Erregerstrom reduziert oder begrenzt.To protect the semiconductor switch, a threshold, i. H. a maximum forward voltage, be specified. The measured forward voltage is then compared to the threshold value. If the forward voltage is greater than the threshold (or alternatively greater than or equal to the threshold), the excitation current is reduced or limited.
Der Schwellwert selbst oder ein Parameter zum Berechnen des Schwellwerts kann im Generatorregler gespeichert oder über einen LIN-Bus vom Motorsteuergerät an den Generatorregler übertragen werden.The threshold value itself or a parameter for calculating the threshold value can be stored in the generator controller or transmitted via a LIN bus from the engine control unit to the generator controller.
Der Schwellwert kann temperaturabhängig sein. The threshold value can be temperature-dependent.
Falls es sich bei der Flussspannung um die Flussspannung eines Halbleiterschalters in Form einer Diode handelt, weist der Schwellwert vorzugsweise einen negativen Temperaturgradienten auf. Falls es sich bei der Flussspannung um die Flussspannung eines Halbleiterschalters in Form eines MOSFETs handelt, weist der Schwellwert vorzugsweise einen positiven Temperaturgradienten auf.If the forward voltage is the forward voltage of a semiconductor switch in the form of a diode, the threshold value preferably has a negative temperature gradient. If the forward voltage is the forward voltage of a semiconductor switch in the form of a MOSFET, the threshold value preferably has a positive temperature gradient.
Beispielsweise wird über einen ersten Parameter der Schwellwert bei einer bestimmten Referenztemperatur angegeben. Der Temperaturgradient wird mittels eines zweiten Parameters beschrieben. Aus den beiden Parametern kann dann der Schwellwert in Abhängigkeit der Temperatur bestimmt werden.For example, the threshold value at a specific reference temperature is indicated via a first parameter. The temperature gradient is described by means of a second parameter. From the two parameters, the threshold value can then be determined as a function of the temperature.
Die Temperatur kann beispielsweise mit dem integrierten Temperatursensor des Generatorreglers bestimmt werden. Diese so gemessene Temperatur kann direkt zur Bestimmung des temperaturabhängigen Schwellwerts verwendet werden; alternativ kann basierend auf dieser Temperatur eine Schätzung der Temperatur des Halbleiterschalters vorgenommen werden und diese geschätzte Temperatur dann zur Bestimmung des Temperaturgradienten verwendet werden.The temperature can be determined, for example, with the integrated temperature sensor of the generator controller. This temperature thus measured can be used directly to determine the temperature-dependent threshold; Alternatively, based on this temperature, an estimate of the temperature of the semiconductor switch may be made and this estimated temperature then used to determine the temperature gradient.
Es ist denkbar, dass die Entscheidung über die Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstroms nicht direkt auf einem Vergleich der gemessenen Flussspannung mit einem Schwellwert beruht, sondern basierend auf der Flussspannung eine weitere Größe bestimmt wird, wobei die weitere Größe dann zur Entscheidung über die Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstroms herangezogen wird.It is conceivable that the decision on the reduction or limitation of the excitation current is not based directly on a comparison of the measured forward voltage with a threshold, but based on the forward voltage is determined a further size, the further size then to decide on the reduction or Limiting the excitation current is used.
Beispielsweise kann das Verfahren vorsehen, dass der Generatorstrom oder ein dazu proportionaler Strom (beispielsweise der Strom einer oder mehrerer Phasen) bestimmt wird. Hierzu kann beispielsweise die in der Druckschrift
Vorzugsweise wird die Flussspannung im Regler bestimmt und über den Kommunikationsbus an das Motorsteuergerät übertragen. Das Motorsteuergerät bestimmt den Generatorstrom oder den Phasenstrom und bestimmt in Abhängigkeit des Stroms die Temperatur des Halbleiterschalters. Das Motorsteuergerät vergleicht die Temperatur mit dem Schwellwert und überträgt in Abhängigkeit des Vergleichs über den Kommunikationsbus ein Signal zur Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstorms an den Regler.Preferably, the forward voltage is determined in the controller and transmitted via the communication bus to the engine control unit. The engine control unit determines the generator current or the phase current and determines the temperature of the semiconductor switch as a function of the current. The engine control unit compares the temperature with the threshold value and, depending on the comparison via the communication bus, transmits a signal for reducing or limiting the exciter current to the controller.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform, bei der ein Generatorstrom (oder ein Strom einer oder mehrerer Phasen) berechnet wird, eignet sich insbesondere bei der Verwendung von Dioden als Halbleiterschalter. Dioden als Halbleiterschalter haben nämlich typischerweise die Eigenschaft, dass die Flussspannung mit steigender Temperatur fällt (bei MOSFETs hingegen steigt typischerweise die Flussspannung mit steigender Temperatur), während die Flussspannung mit zunehmendem Diodenstrom steigt.The embodiment described above, in which a generator current (or a current of one or more phases) is calculated, is particularly suitable when using diodes as a semiconductor switch. Namely, diodes as semiconductor switches typically have the characteristic that the forward voltage drops with increasing temperature (with MOSFETs, on the other hand, typically the forward voltage increases with increasing temperature), while the forward voltage increases with increasing diode current.
Vorzugsweise wird der Erregerstrom reduziert oder begrenzt, indem das Tastverhältnis der Endstufe zur Erzeugung des Erregerstroms reduziert bzw.Preferably, the excitation current is reduced or limited by the duty cycle of the output stage for generating the excitation current reduced or
begrenzt wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Tastverhältnis bei Überschreiten des Schwellwerts (bezogen auf die Flussspannung oder bezogen auf eine Temperatur) auf ein maximales Tastverhältnis kleiner 100% begrenzt wird, wobei mit Zunahme des Überschreitens des Schwellwerts das maximale Tastverhältnis abnimmt, beispielsweise in Form einer linear fallenden Gerade. Beispielsweise kann bei einem MOSFET bei Überschreiten einer maximalen Flussspannung von 0,2 V, das Tastverhältnis ausgehend von 100% linear auf Werte kleiner 100% begrenzt werden (beispielsweise mit einer Begrenzung auf 0% bei einer Flussspannung von 0,3 V). Alternativ kann bei einer Diode vorgesehen sein, dass bei Überschreiten einer maximalen Temperatur von 200°C, das Tastverhältnis ausgehend von 100% linear auf Werte kleiner 100% begrenzt wird (beispielsweise mit einer Begrenzung auf 0% bei einer Temperatur von 230°C).is limited. It can be provided, for example, that the duty cycle is limited to a maximum duty cycle of less than 100% when the threshold value is exceeded (relative to the forward voltage or relative to a temperature), the maximum duty cycle decreasing as the threshold value is exceeded, for example in the form of a linearly falling straight line. For example, in the case of a MOSFET when a maximum forward voltage of 0.2 V is exceeded, the duty cycle can be linearly limited to values of less than 100% starting from 100% (for example, limited to 0% at a forward voltage of 0.3 V). Alternatively, it can be provided in the case of a diode that, when a maximum temperature of 200 ° C. is exceeded, the duty cycle is linearly limited to values of less than 100% starting from 100% (for example with a limitation to 0% at a temperature of 230 ° C.).
Der Gleichrichter umfasst vorzugsweise eine Brückenschaltung mit einem an die Bordnetzspannung angeschlossenen High-Side-Halbleiterschalter und einem an die Masse angeschlossenen Low-Side-Halbleiterschalter pro Phase.The rectifier preferably comprises a bridge circuit with a high-side semiconductor switch connected to the vehicle electrical system voltage and a grounded low-side semiconductor switch per phase.
Zur Bestimmung der Flussspannung des der ersten Phase zugeordneten High-Side-Halbleiterschalters kann die Bordnetzspannung von dem sich zeitlich ändernden Phasensignal subtrahiert werden. Dieses Differenzsignal wird dann vorzugsweise einer Maximumbestimmung unterzogen, beispielsweise wird das Maximum der Differenz innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bestimmt.In order to determine the forward voltage of the high-side semiconductor switch assigned to the first phase, the vehicle electrical system voltage can be subtracted from the time-varying phase signal. This difference signal is then preferably subjected to a maximum determination, for example, the maximum of the difference is determined within a certain time interval.
Zur Bestimmung der Flussspannung des der ersten Phase zugeordneten Low-Side-Halbleiterschalters kann das Phasensignal von dem Massepotential subtrahiert werden. Da das Massepotential typischerweise auf 0 V liegt, kann auch das Vorzeichen des Phasensignals umgekehrt werden. Das ergebende Signal wird dann vorzugsweise einer Maximumbestimmung unterzogen, beispielsweise wird das Maximum der Differenz innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bestimmt. Es ist auch denkbar, die Flussspannung mittels eines negativen Spannungswerts anzugeben; in diesem Fall kann sogar auf die Inversion des Phasensignals verzichtet werden und das Phasensignal statt einer Maximumbestimmung einer Minimumbestimmung unterzogen werden.In order to determine the forward voltage of the low-side semiconductor switch assigned to the first phase, the phase signal can be subtracted from the ground potential. Since the ground potential is typically at 0 V, the sign of the phase signal can also be reversed. The resulting signal is then preferably subjected to a maximum determination, for example, the maximum of the difference is determined within a certain time interval. It is also conceivable to specify the forward voltage by means of a negative voltage value; In this case, even the inversion of the phase signal can be dispensed with and the phase signal subjected to a minimum determination instead of a maximum determination.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf einen Regler mit einer Funktion zum Schutz eines Gleichrichters gerichtet, insbesondere auf einen Regler-ASIC. Der Regler dient der Regelung der gleichgerichteten Generatorspannung durch Anpassung des Erregerstroms. Der Regler nimmt ein Phasensignal einer ersten Phase entgegen. Der Regler ist eingerichtet, in Abhängigkeit des Phasensignals eine Flussspannung mindestens eines Halbleiterschalters zu bestimmen, welcher der ersten Phase zugeordnet ist. Außerdem ist der Regler eingerichtet, den Erregerstrom in Abhängigkeit der bestimmten Flussspannung zu reduzieren oder zu begrenzen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Regler eingerichtet ist, die Flussspannung an ein Motorsteuergerät zu übertragen und daraufhin bei Bedarf ein entsprechendes Signal zur Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstroms zu empfangen.A second aspect of the invention is directed to a regulator having a function for protecting a rectifier, in particular a regulator ASIC. The controller is used to control the rectified generator voltage by adjusting the excitation current. The controller accepts a phase signal of a first phase. The controller is set up to determine, as a function of the phase signal, a forward voltage of at least one semiconductor switch which is assigned to the first phase. In addition, the controller is set up to reduce or limit the excitation current as a function of the determined forward voltage. Alternatively, it can also be provided that the controller is set up to transmit the forward voltage to an engine control unit and then, if necessary, to receive a corresponding signal for reducing or limiting the exciter current.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Regler um einen LIN-Generatorregler-ASIC mit fünf Anschlüssen.Preferably, the controller is a five-terminal LIN generator regulator ASIC.
Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für den erfindungsgemäßen Regler nach dem zweiten Aspekt der Erfindung; vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Reglers entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The above statements on the method according to the invention according to the first aspect of the invention also apply correspondingly to the regulator according to the invention according to the second aspect of the invention; advantageous embodiments of the controller according to the invention correspond to the described advantageous embodiments of the method according to the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:The invention will be described below with reference to the accompanying drawings with reference to an embodiment. In these show:
Der in
Zum Schutz des Gleichrichters
Zur Messung der Flussspannung des Low-Side-Halbleiterschalters
In
Im Fall des Verlaufs
Im Fall des Verlaufs
Bei Verwendung eines Pull-Down-Widerstand gegen B– im Regler
In den Blöcken
Diese Maximalwerte Ud,10,max und Ud,11,max werden als Messwerte für die Flussspannung der Halbleiterschalter
Es wäre alternativ auch denkbar, den Mittelwert oder den Maximalwert der gemessenen Flussspannungen Ud,10,max und Ud,11,max zu bestimmen und diesen Wert mit dem Schwellwert US zu vergleichen und in Abhängigkeit dieses Vergleichs das Tastverhältnis zu reduzieren oder zu begrenzen.Alternatively, it would also be conceivable to determine the mean value or the maximum value of the measured forward voltages U d, 10, max and U d, 11, max and to compare this value with the threshold value U S and to reduce or reduce the duty cycle as a function of this comparison limit.
Die in
Es kann entgegen
Der Schwellwert US für die Flussspannung kann beispielsweise temperaturabhängig bestimmt werden. In
Der Schwellwert US,REF bei einer Referenztemperatur TREF (beispielsweise bei einer Temperatur von 160°C, bei der der Regler den Strom IERR abgeregelt) und der Temperaturgradient ΔUS/ΔT können als zwei Parameter im Generatorregler
Bei einem zu
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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