[发明专利]用于限制电路中的电流的部件

说明书

背景技术

电流在升高超过根据应用情形确定的大小时(过流)由于发热而可能威胁电装置。过流也可能对是电系统的故障的指示。

典型地，通过保险装置来限制电流。所述保险装置在出现过流时中断电流回路并且必须在改正过流原因之后进行替换(熔断保险装置)或者由使用者重新激活(开关保险装置)。然而存在如下应用：即使没有出现故障并且也没有因此持久地中断电流回路，也可能出现非常短的过流峰值。例如在机动车中在通过电起动器起动内燃机时是这种应用情况。在接通起动器时会出现几百直至超过1000安培的非常高的电流峰值流过接通继电器。所述电流峰值导致机动车中的起动电池的极大负担以及由于向机动车中的各种其他用电器馈电的电池电压的陷落引起的舒适性丧失。由于电池电压陷落，这些其他用电器关断，一旦供给电压重新位于允许范围中，这些其他用电器必须重新起动。

改进建议是通过起动器控制设备对电流进行时钟控制，如在DE10222162A1中描述的那样。然而，所述解决方案的不期望的副作用是机动车的车载电网中的电磁干扰。此外，所提出的解决方案与高成本相关联。

发明内容

因此，本发明的任务是提出一种用于无中断地限制电流的成本有利的装置，其克服了以上所述的缺点。

第一发明方面涉及一种限流器，其具有用于电源的输入端和用于输出电流的输出端。限流器具有至少一个调节电路、一个电流传感器和至少一个功率开关。电流传感器被构造用于测量从限流器的输入端到限流器的输出端的电流以及向调节电路的测量值输入端输出测量值。所述至少一个功率开关连接在限流器的输入端和输出端之间并且具有与调节电路的控制输出端连接的控制输入端。调节电路被构造为当测量值大于一个电流极限值时限制从限流器的输入端到限流器的输出端的电流。根据本发明，调节电路还被构造用于使所述至少一个功率开关在线性区域中运行。

功率开关在线性区域中的运行使出现的电磁干扰最小化。在此，特别有利的是，在任何时刻都不完全中断电流。

用于电机器(例如用于机动车的电起动装置)的限流具有一系列优点：

-减小电磁干扰。尤其是通过接通电流来限制由于电压源的负载由接通导致的电压陷落。由此可以减小稳定措施的开销。用于产生恒定电池电压的缓冲电池或缓冲电容器和在后面连接的DC/DC转换器变得多余，这除降低成本以外尤其实现了在车辆结构方面有利的重量减轻和体积减小。

-通过限制在起动中出现的转矩提高电机器的使用寿命。

-可以更轻地并且更便宜地制造电机器。例如可以减小壁厚。由此可以实现进一步的重量减轻和成本节约。

-减小了噪声和振动，这在机动车中提高了舒适性。

-通过减小由电机器起动的内燃机的起动持续时间来改善起动过程。

-相对于类似的装置最小化成本、结构空间和重量，这归于相对于以前的解决方案的相应竞争优势。

-本发明的限流器可以简单地制造为高度集成的功率电子部件，其集成到起动器或接通继电器中或可以作为加装解决方案单独销售。在此，至少一个功率开关也可以构造为第二集成电路。

在一个优选的实施形式中，调节电路被构造用于交替地在第一控制周期期间以第一控制信号触发所述至少一个功率开关用于以第一电阻值在线性区域中运行并且在直接跟随第一控制周期的第二控制周期期间以第二控制信号触发所述至少一个功率开关用于以与第一电阻值不同的第二电阻值在线性区域中运行。通过所述方式例如可以在一个控制周期期间完全地或者近似完全地接通功率开关，以便充分地提供功率，而在另一控制周期期间通过调节更大的电阻值来限制电流，其中在平均上得出允许的电流极限值。

在此，调节电路特别优选地被构造用于可变地预给定电流极限值并且根据可变地预给定的电流极限值匹配第一控制周期的持续时间与第二控制周期的持续时间。通过第一控制周期和第二控制周期的持续时间的改变可以得到平均的电流极限值。例如，如果第一控制周期期间的第一电阻值小于第二控制周期期间的第二电阻值，则可以应用更高的电流极限值，其方式是，延长第一控制周期和/或缩短第二控制周期。