[发明专利]控制在源与负载之间的电流

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制在能量源与负载之间的电流的方法，具体地涉及一种用于中断和接通在能量源与负载之间的电流的方法。

背景技术

在诸多应用中（比如在具有转换器控制的电机的传动系中），在能量源（比如蓄电池或者电池）与负载之间的电流需要由开关控制。这一类型的开关常称为主开关或者主切换模块。公知将主切换模块实施为如下继电器，该继电器是电磁操作的机械开关。

具体在应用于功率电路中时存在针对主切换模块的一些要求：（a）在正常操作条件下时，主切换模块有望提供低损耗操作，即使在高电流时仍然如此；（b）主切换模块必须允许安全电流中断，即安全过载断开或者短路断开；（c）当负载包括转换器时，DC链路电容必须分别在接通功率电路或者传动系时被充电。主切换模块应当被配置成在传动系正常操作（正常或者永恒操作而无故障）之前对DC链路电容预充电。

继电器无论它们是应用于低功率还是高功率应用中都具有若干缺点。作为机电开关的继电器包括具有固有惯性的移动部分。这一固有惯性引起在向继电器施加切换命令时的时间与在继电器实际切换时的时间之间的延迟。当短路在负载中出现时，短路电流的明显增加可能在检测到短路并且生成切换命令时的瞬间与在继电器切换时的瞬间之间的延迟时间期间出现。然而存在其中短路电流的延迟中断可能有害的应用。

关于短路安全继电器（或者接触器）的另一方面在于必须提供附加部件以便使它们电弧安全，从而致使那些继电器非常昂贵、笨重并且相当庞大。

发明内容

以下呈现简化的发明内容以便提供对本公开内容的一个或者多个方面的基本理解。这一发明内容并非广泛概况而且并非旨在于标识本公开内容的重要或者关键要素、也并非刻划其范围。相反，发明内容的主要目的在于以简化的形式呈现一些概念作为稍后呈现的更详细描述的前序。

第一方面涉及一种用于控制在能量源与负载之间的电流的方法。根据本发明的一个例子，该方法包括提供在能量源与负载之间连接的切换模块。切换模块具有耦合到能量源的至少两个输入端子和耦合到负载的至少两个输出端子。至少一个电子开关耦合于输入端子之一与输出端子之一之间。当至少一个电流参数达到或者超过至少一个预定参数阈值时，通过关断电子开关在能量源与负载之间中断电流。

另外，公开一种用于接通在能量源与负载之间的电流的方法。根据本发明的一个例子，该方法包括提供在能量源与负载之间连接的切换模块。切换模块具有耦合到能量源的至少两个输入端子和耦合到负载的至少两个输出端子。至少一个电子开关耦合于输入端子之一与输出端子之一之间。测量在能量源与负载之间的电流的电流参数和在至少两个输出端子之间的电压的电压参数中的至少一个。在第一切换模式中操作该切换模块，在该第一切换模式中至少一个半导体切换元件以脉冲方式在接通时段中接通而在关断时段中关断。随后操作处于第二切换模式的切换模块，以便至少一个半导体切换元件接通，使得它的接通时段的持续时间是在第一切换阶段期间的接通时段的持续时间的至少十倍。

以下描述和附图详细阐述本发明的某些说明性方面和实施方式。这些表明其中可以采用该原理的各种方式中的仅少数方式。

附图说明

可以参照以下附图和对应描述来更好地理解本发明。图中的部件未必按比例，反而着重于图示本发明的原理。另外，在图中相似参考标号表示对应部分。

图1图示了如下电路的电路图，该电路具有能量源、负载和具有电子开关的切换模块；

图2图示了电路的负载的实施例的电路图；

图3图示了使用两个晶体管来实施的切换模块的电子开关的实施例的电路图；

图4图示了另外包括两个继电器的图3的主切换模块的电路图；并且

图5通过时序图的方式图示了切换模块的操作原理。

具体实施方式