CN113383493A - 用于传输控制信号的电路布置、功率转换器和车辆 - Google Patents

Abstract

一种用于将控制信号(3)传输到功能元件(18)的电路布置(1)，包括：‑用于第一和第二电位的第一和第二电源线(15、16)，‑交替地连接到电源线(15、16)的切换线(17)，其中功能元件(18)具有在控制输入端(19)和切换线(17)之间的电容(20)，并且电路布置(1)被配置为：‑在存在控制信号(3)的第一信号状态的情况下，当切换线(17)处于第二电位时，借助于充电电流经由第一电源线(15)将电容(20)充电到第一目标电压，并且当切换线(17)处于第一电位时限制放电电流，以保持跨电容(20)两端的电压降在用于功能元件(18)的功能的、由第一电压阈值和第二电压阈值限定的电压区间之外，以及‑在存在控制信号(3)的第二信号状态的情况下，当切换线(17)处于第一电位时，借助于充电电流经由第二电源线(16)将电容(20)充电到与第二目标补充电压，并且当切换线(17)处于第二电位时限制放电电流，以将电压保持在电压区间之外。

Description

用于传输控制信号的电路布置、功率转换器和车辆

技术领域

本发明涉及一种电路布置，用于从电路布置的输入端向电路布置的功能元件传输控制信号，包括用于第一电位的第一电源线、用于与第一电位不同的第二电位的第二电源线、能够交替地连接到第一电源线和第二电源线的切换线，其中功能元件具有控制输入端和在控制输入端与切换线之间的电容。

本发明还涉及功率转换器和车辆。

背景技术

例如，这种电路布置在用于功率转换器的栅极驱动器中是已知的，其中功率转换器的功率半导体切换元件的栅极连接到电路布置的切换线。为了使功率半导体切换元件的不同切换速度成为可能，串联电路由功能元件(形式为具有栅极-源极电容的MOSFET)和另一电阻组成，该电阻在切换线中与栅极串联电阻并联。当功能元件根据控制信号被激活时，栅极串联电阻和另一电阻导致较低的总电阻，这与功能元件的去激活切换状态(其中只有栅极串联电阻有效)相比增加了功率半导体切换元件的切换速度。

由于切换线交替地连接到第一电位和第二电位，并且MOSFET或功能元件的源极端子也连接到所述交替的电位，因此通常提供附加的电压源，该附加的电压源提供如下切换电压：对于独立于控制输入端处的切换线的电位而激活和去激活功能元件的两个电位来说足够高并且根据控制信号被切换到控制输入端。然而，附加的电压源在这种电路布置中导致较高程度的电路和组件复杂性。

发明内容

因此，本发明的目的是规定一种不太复杂的选项，用于控制具有变化电位的切换线上的功能元件。

根据本发明，该目的通过以上提到的类型的电路布置来实现，该电路布置被配置为：

-在存在控制信号的第一信号状态的情况下，当切换线处于第二电位时，借助于充电电流经由第一电源线将电容充电到目标电压，并且当切换线处于第一电位时，限制与充电电流相反的、从电容流向其中一个电源线的放电电流，以保持跨电容两端的电压降在用于功能元件的功能的、由第一电压阈值和第二电压阈值限定的电压区间之外超过第一阈值，以及

-在存在控制信号的第二信号状态的情况下，当切换线处于第一电位时，借助于充电电流经由第二电源线将电容充电到补充第一信号状态中的目标电压的目标电压，并且当切换线处于第二电位时，限制与充电电流相反的、从电容流向电源线之一的放电电流，以保持跨电容两端的电压降在电压区间之外超过第二阈值。

本发明基于当切换线处于适合达到目标电压的两个电位之一时，始终根据控制信号的信号状态将电容充电到目标电压之一的构思。这在存在第一信号状态的情况下，当切换线处于第二电位经由处于第一电位的第一电源线发生，以及在存在第二信号状态的情况下，当切换线处于第一电位经由处于第二电位的第二电源线发生。如果切换线处于另一相应的电位，则至少存在放电电流的限制，使得跨电容两端的电压降不会进入电压区间。因此，电容能够达到相应的目标电压，以便在功能元件的控制输入端提供电压，无论哪条电源线连接到切换线，该电压都能够清楚地跟随输入端的信号状态。

以这种方式，输入侧的控制信号有利地传输到功能元件，而不必提供附加的电压源。与常规电路布置相比，这降低了电路布置的电路和部件复杂性并且降低了其生产成本。

第一电位通常高于第二电位。切换线能是或者连接到驱动器单元，用于将电源线切换到切换线。功能元件能被配置为根据跨电容两端的或者控制输入与切换线之间的电压降来执行功能。功能元件的功能可以是切换功能，即接通和关断功能元件。第一电压阈值通常高于第二电压阈值。

根据本发明的电路布置特别优选地设计成在施加相应的信号状态时抑制放电电流。因此，当存在相应的信号状态时，实现了跨电容两端的特别稳定的电压。结果，能够在功能元件的控制输入端以特别稳定或“干净”的方式提供目标电压。结果，跨电容两端的电压能够保持更长时间，这在切换线上较长时间(例如几秒钟)不发生电位变化的工作状态时特别有利，因此，电容较长一段时间不会被重新充电。此外，这使得能够使用简单的晶体管作为功能元件，这些晶体管不是被专门设计为仅在限制的情况下发生其控制输入处的电压摆动，因此是便宜的。以这种方式，可以有利地进一步降低电路布置的部件复杂性和成本。

如下文将更详细地描述的，根据本发明的电路布置能够具有一个或多个切换设备。所述切换设备或相应的切换设备能够具有控制端子和切换设备的第一端子和第二端子之间的切换路径。通常能够根据控制端子和第二端子之间的电压差来控制切换路径。例如，由连接到合适电阻的晶体管形成切换设备。通常，在此种情况下，切换设备的第一端子连接到晶体管的集电极或漏极端子和/或切换设备的第二端子连接到发射极或源极端子和/或切换设备的控制端子连接到晶体管的基极或栅极端子。

根据本发明的电路布置能够具有切换设备，该切换设备能够根据控制信号而被控制，连接在第一电源线和控制输入端之间，并且切换设备被配置为在存在第一信号状态的情况下，当切换线处于第二电位时导通。此切换设备(也称为第一切换设备)因此能够提供从第一电源线到切换线的充电电流。

按照根据本发明的具有第一切换设备的切换设备的特别优选的第一实施例，其被配置为在存在第二信号状态的整个持续时间中进行阻断。因此，当存在第二信号状态时，第一切换设备能够抑制放电电流。为此目的，第一切换设备的第二端子优选地连接到第一电源线。

根据本发明的电路布置还能具有切换设备，该切换设备能够根据控制信号而被控制，其连接在控制输入端和第二电源线之间，并且切换设备被配置为在存在第二信号状态的情况下，当切换线处于第一电位时导通。此切换设备(也称为第二切换设备)因此能够提供从第二电源线到切换线的充电电流。

在这种情况下，特别是在特别优选的第一实施例中，有利的是，第二切换设备被配置为在存在第一信号状态的整个持续时间中进行阻断。因此，当存在第一信号状态时，第二切换设备能够抑制放电电流。为此目的，第二切换设备的第二端子优选地连接到第二电源线。第一切换设备和第二切换设备的晶体管优选地具有不同类型，也就是说，例如，npn或pnp双极型晶体管，或者，n沟道或p沟道场效应晶体管。

按照根据本发明的具有切换设备之一或两个切换设备的切换设备的第二实施例，能够根据功能元件的控制输入端处的电位来附加地控制该切换设备或相应的切换设备。在这种情况下，该切换设备或相应切换设备的第一端子通常连接到电源线。与第一实施例相比，第二实施例降低了电路复杂性，尽管当存在第二信号状态时第一切换设备引起较低的放电电流，而当第一信号状态存在时第二切换设备引起较低的放电电流。与第一实施例相比，这导致在电压区间之外的、电容上的电压稍不稳定，然而，这可以是可容忍的，这取决于电路布置的预期用途或功能元件的设计。

如果相应的二极管连接在相应的切换设备和控制输入端之间也是有用的，其中二极管具有相反的正向。特别是在第一实施例中，这些用于抑制放电电流。

这里优选的是电阻与相应的二极管串联，其中电阻具有不同的电阻值。在第二实施例中，能够通过选择电阻值来不同地设置流向相应的电源线的电流。另一方面，在第一实施例中，电阻主要用来设置对电容充电的时间常数。

在根据本发明的电路布置中，还能够规定，电路布置在输入侧具有一个或两个切换元件，其中切换元件两者或相应的切换元件通过电阻连接电源线。特别地，切换元件两者或相应的切换元件的控制端子能够形成输入。特别是关于第一和第二实施例，能够规定，切换元件两者或相应的切换元件的控制端子连接在切换元件两者或相应的切换元件与电阻之间。

按照根据本发明的电路布置的第三实施例，电路布置具有电阻单元，该电阻单元将切换元件和控制输入端彼此连接。特别地，第三实施例在没有切换设备的情况下操作并且因此特别容易实施。然而，与第二实施例一样，与第一实施例相比，第三实施例也具有较低的电压稳定性。

在这种情况下，特别优选的是，电阻单元的电阻值取决于流过电阻单元的电流方向。在此，还能够通过选择电阻值来不同地设置流向相应的电源线的电流。

在根据本发明的电路布置中，功能元件优选地是电子控制的开关管(switch)，特别是场效应晶体管。然后通过场效应晶体管的栅-源电容来实现该电容。

电路布置还能够具有在切换线中的电阻，其中电子控制的开关管与另一电阻串联连接，以便根据控制信号并联连接两个电阻。作为电路布置的结果，即使切换线上的电位变化的情况下，切换线中的总电阻也因此能够根据控制信号而改变。

在根据本发明的电路布置中，还便利地规定，电路布置具有与电容并联连接的电容器。因此，电容器的电容被添加到功能元件的电容上。

此外，电路布置能够包括与功能元件的电容并联连接的电压限制单元，特别是由两个反向串联的齐纳二极管形成。因此，目标电压能够适应于功能单元的控制输入端处允许的最大电压和/或最小电压。

此外，本发明涉及一种功率转换器，包括至少两个半桥，其中至少两个半桥中的每个半桥具有两个串联连接的功率切换元件，根据本发明的电路布置、被配置为经由切换线致动功率切换元件之一的控制端子、以及电压供应单元，该电压供应单元被配置用于经由第一电源线和第二电源线对驱动器单元和电路布置联合供电

最后，本发明涉及一种车辆，特别是混合动力车辆或电动车辆，该车辆其包括被配置为驱动该车辆的电动机和用于向电动机供电的、根据本发明的功率转换器。

与根据本发明的电路布置相关的所有陈述都能类似地应用于根据本发明的功率转换器和根据本发明的车辆，从而也可以利用这些来实现上述优势。

附图说明

本发明的进一步的优势和细节在以下基于附图描述的示例性实施例中显现。以下是示意图并显示为：

图1示出了根据本发明的电路布置的第一示例性实施例的电路图；

图2示出了图1所示电路布置操作期间相对于时间的电压波形的图形；

图3示出了根据本发明的电路布置的第二示例性实施例的电路图；

图4示出了图3所示电路布置操作期间相对于时间的电压波形的图形；

图5示出了根据本发明的电路布置的第三示例性实施例的电路图；以及

图6示出了根据本发明的车辆的示例性实施例的基本示意图，其具有根据本发明的功率转换器的示例性实施例。

具体实施方式

图1是电路布置1的第一示例性实施例的电路图，其经由输入端2接收控制信号3。电路布置1示例性地经由另外的输入端4、5连接到电压供应单元2a，经由输入端6连接到驱动器单元6a，并且经由输出端7连接到绝缘栅双极晶体管(IGBT)形式的功率切换元件9的控制端子8。

电压供应单元2a具有第一电压源10，其提供用于接通功率切换元件9的电压，例如与电位11相比+15伏，电位11对应于功率切换元件9的参考端子8a处的电位(这里是发射极端子)，电压供应单元2a还具有第二电压源12，其提供用于关断功率切换元件9电压，例如，-8伏。驱动器单元6a还连接到电压源10、12并且被配置为根据时钟信号14在电路布置的输入端6处交替地提供第一电压源10的电压或第二电压源12的电压。

电路布置1包括用于第一电位的第一电源线15，其经由输入端4通过第一电压源10供电，以及包括用于第二电位的第二电源线16，其经由输入端5通过第二电压源12供电。此外，电路布置1包括切换线17，其可以交替地连接到第一电源线15和第二电源线16，在当前情况下，这通过驱动器单元6a来实现。因此，切换线17具有根据时钟信号14相对于电位11或电源线15、16变化的电位。

此外，电路布置1包括具有控制输入端19和在控制输入端19与切换线17之间的电容20的功能元件18。功能元件18根据跨电容20两端的电压降来执行功能。为了使这些功能依赖于控制信号3的信号状态，控制信号3的信号状态从输入端2传输到功能元件18。在这种情况下，当电压安全地在第一阈值之上时执行第一功能，以及当电压安全地在第二阈值之下时执行第二功能。因此，阈值界定了电压区间，除了在功能之间改变时的交叉点之外，无论连接到切换线17的电位和控制信号3的信号状态如何电容20不应假设在该区间内。

在本示例性实施例中，功能元件18被设计为场效应晶体管形式的电开关管21并且用来根据控制信号3将切换线17中连接的电阻22与另一电阻23并联连接，其中，另一电阻23与功能元件18串联连接，以因此提供具有比电阻22的值低的值的栅极电阻，用于关断功率切换元件9。

为了将控制信号3传输到功能元件18，电路布置1被配置为当切换线17处于第二电位时，在存在控制信号3的第一信号状态的情况下，借助于充电电路经由第一电源线15将电容20充电到第一目标电压。在这种情况下，当切换线17处于第一电位时，电路布置1抑制从电容20流向第一电源线15的放电电流，该放电电流与充电电流的方向相反，以保持跨电容20两端的电压降在电压间隔之外超过第一阈值。与此类似地，电路布置1还被配置为当切换线17处于第一电位时，在存在控制信号3的第二信号状态的情况下，借助于充电电流经由第二电源线16将电容20充电到补充第一目标电压的第二目标电压。在这种情况下，在切换线17处于第二电位时，电路布置1抑制从电容20流向第二电源线16的放电电流，该放电电流与充电电流的方向相反，以保持跨电容20两端的电压降在电压区间之外超过第二阈值。也就是说，不管电源线15、16中的哪一个当前连接至切换线17，当信号状态改变至如此高的电压，使得功能元件18的控制输入端19在第一信号状态下总是处于相对于切换线17的高电位，并且在第二信号状态下总是处于相对于切换线17的低电位时，电路布置1反转电容20的充电。

为此目的，电路布置1具有第一切换设备24，其可以根据控制信号3进行控制并且连接在第一电源线15和控制输入端19之间。第一切换设备24被配置为在存在第一信号状态时导通，以使得充电电流能够从第一电源线15流到电容20。同时，第一切换设备24被配置为在存在第二信号状态时进行阻断。

与此类似地，电路布置1具有第二切换设备25，其可以根据控制信号3进行控制并且连接在控制输入端19和第二电源线17之间。第二切换设备25被配置为当存在第一信号状态时导通，以使充电电流能够从电容20流到第二电源线17。同时，第二切换设备25被配置为在存在第一信号状态时进行阻断。

切换设备24、25两者均包括晶体管26和电阻网络27，其设置晶体管26的操作点。因此，晶体管26实施相应的切换设备24、25的第一端子28和第二端子29之间的切换路径。因此，可以根据控制端子30和第二端子29之间的电压差来控制切换路径。由于第一切换设备24的第二端子29连接到第一电源线15的高电位，晶体管26是pnp双极晶体管，或者，可替换地p沟道场效应晶体管。与此类似地，由于第二切换设备25的第二端子29处于第二电源线16的低电位，第二切换设备25的晶体管26是npn双极晶体管，或者，可替换地n沟道场效应晶体管。

此外，电路布置1具有第一切换元件31和第二切换元件32，它们各自实施第一端子33和第二端子34之间的切换路径，其中可以根据施加到控制端子35的电压来控制切换路径。切换元件31、32还具有晶体管36。在这种情况下，控制端子35直接地连接到输入端2。而切换元件31、32的第二端子34连接到第二电源线16，第一切换元件31的第一端子33经由电阻34连接到第一电源线15，第二切换元件32的第一端子33经由电阻35连接到第一电源线15。为此目的，第一切换设备24的控制端子30连接在电阻34和第一切换元件31的第一端子33之间。由此，第二切换设备25的控制端子30连接在第二切换元件32的第一端子33和电阻35之间。

如果代表第一信号状态的正电压因此被施加到输入端2，则切换元件31、32处的切换路径变为导通，结果切换设备24、25两者的控制端子30都处于第二电源线16的电位。结果，一方面，第一切换设备24的切换路径导通，结果充电电流可以流动。另一方面，在第一信号状态存在的整个持续时间内，第二切换设备25阻断以抑制放电电流。与此类似，施加到输入端2并代表第二信号状态的低电压导致切换元件31、32阻断，结果切换设备24、25的控制端子30被拉至第一电源线15的电位。相应地，在第二信号状态存在的整个持续时间内，第二切换设备25的切换路径变成导通，结果充电电流可以流动，而第一切换设备24阻断以抑制放电电流。

电路布置1还具有第一二极管37，其在第一切换设备24的第一端子28和电容20之间与第一电阻38串联连接，以及还具有第二二极管39，其在第二切换设备25的第一端子28和电容20之间与第二电阻40串联连接。相应的二极管37、39的正向在此对应于相应的期望的充电电流的方向。当切换设备24、25连接到相应的二极管37、39导通时，这阻止不期望的放电电流。由电阻37、40设置充电电流的相应时间常数。

此外，电路布置1具有与电容20并联连接的电容器41。电容器41的电容被添加到电容20，结果是通过电容器41的电容和电阻38、40的值的合适选择来设置用于电路布置1的操作的充电反转过程的合适的时间常数。

最后，电路布置1具有电压限制单元42，该电压限制单元与功能元件18的电容20并联连接并且由以相反方向串联连接的两个齐纳二极管43、44形成。在这种情况下，电压限制单元42将施加到控制输入19的电压限制为功能元件18的允许最大值和最小值。

图2是在电路布置1的操作期间相对于时间t的电压U的波形45的图形，其中电压U是跨电容20两端的电压降。这里，线46标记与电位11相关的第一电源线15的电压，线47标记与电位11相关的第二电源线16的电压。电压间隔表示为参考符号45a。切换线路17的电压根据时钟信号14相对于电位11频繁地变化，以致其对电压U的波形45的影响不能在图2中以时间分辨的方式表示。

跨电容20两端的电压波形45在此定性地对应于控制信号3的波形，信号状态的改变频率远低于时钟信号14。能够看出，控制输入19具有干净的控制电压(clean controlvoltage)，其被电压限制单元42限制到±17伏。波形45仅具有对应于时钟信号14的切换频率的轻微纹波48，这是由于不期望的放电电流，其受到抑制但并未被完全阻止。

图3是电路布置1的第二示例性实施例的电路图，其中与第一示例性实施例相比相同或具有相同效果的部件具有相同的附图标记。在解释该示例性实施例的功能时，假设与图1所示的外部电路相同。

电路布置1被配置为在存在相应的信号状态时限制从电容20到电源线15、16之一的放电电流，以便将跨电容20两端的电压降保持在电压区间之外，使得跨电容20两端的电压总是可靠地实施功能元件18的功能之一。与第一示例性实施例相比，没有对放电电流的抑制。由此，能够更容易地实施电路布置1。

与第一示例性实施例相比，电路布置的第二示例性实施例仅具有一个切换元件31和一个电阻34。切换设备24、25两者的控制输入端30连接在切换元件31的第一端子33和电阻34之间。另外，在第一切换设备24中，第一端子28连接到第一电源线15，第二端子29经由第一二极管37和第一电阻38连接到电容20。在第二切换设备25中，第一端子28连接到第二电源线16，且第二端子29经由第二二极管39和第二电阻40连接到电容20。结果，能够根据控制输出端19处的电位来附加地控制切换设备24、25。因此，切换设备24、25各自实施电压跟随器，其中第二端子29处的电位跟随控制输入端30处的电位。第一切换设备24的晶体管26相应地实施为npn双极晶体管，或者，可替代地实施为n沟道场效应晶体管。第二切换设备25的晶体管26相应地实施为pnp双极晶体管或者p沟道场效应晶体管。

与第一示例性实施例相比，通过互补逻辑将控制信号3传输至功能元件18。如果代表第一信号状态的足够低的电压因此出现在输入端3处，则切换元件31阻断并且切换设备24、25的控制端子30被拉至第一电源线15的电位。在这种情况下，充电电流流经第一切换设备24和第一二极管37到电容20。然而，取决于切换线17上的电位，流向第二电源线16的被限制的放电电流也暂时地流过第二切换设备25，尽管此电流小于充电电流。

与此类似，当代表第二信号状态的正电压被施加到输入端3时，切换元件31导通。在这种情况下，切换设备24、25的控制端子30处于第二电源线16的电位。在这种情况下，充电电流从电容20流经第二切换设备25和第二二极管39到第二电源线。然而，取决于切换线17上的电位，流向第一电源线15的被限制的放电电流也暂时地流过第一切换设备24，尽管此电流小于充电电流。

图4是在第二示例性实施例的操作期间相对于时间t的电压U的波形49的图形，其中电压U是跨电容20两端的电压降，其中该图示在其他方面对应于图2。

跨电容20两端的电压波形49在此定性地对应于控制信号3的波形。可以看出，控制输入19具有控制电压，该控制电压相对于信号状态是明确定义的并且被电压限制单元42限制到-17伏。波形49具有对应于时钟信号14的切换频率的纹波50，其大于第一示例性实施例中的纹波48。因此，电压间隔45a也小于第一示例性实施例中的电压间隔。纹波是由放电电流仅受到限制而未被抑制这一事实造成的。然而，对于大量可能的功能元件19，能够容忍较高的纹波50。

图5是电路布置1的第三示例性实施例的电路图，其中与第一示例性实施例相比相同或具有相同效果的部件具有相同的附图标记。在解释该示例性实施例的功能时，假设与图1所示的外部电路相同。

电路布置1被配置为在存在相应的信号状态时限制从电容20到电源线15、16之一的放电电流。与第一示例性实施例相比，这里也没有对放电电流的抑制。为此，能够比第一示例性实施例和第二示例性实施例更容易地实施电路布置1的第三示例性实施例。

与图1相比，电路布置1的第三示例性实施例仅具有一个切换元件31和一个电阻34。切换设备24、25(参考图1)被省略。切换元件31被配置为在存在第一信号状态时抑制到第二电源线17的放电电流并且在存在第二信号状态时抑制到第一电源线15的放电电流。

此外，提供了将控制输入19连接到切换元件31的电阻单元51，其电阻值取决于流过它的电流的电流方向。为此，电阻单元51具有由第一二极管52和第一电阻53组成的串联电路以及由第二二极管54和第二电阻55组成的串联电路，两个串联电路是并联的。在这种情况下，二极管52、54具有相反的正向并且电阻53、55具有不同的电阻值。电阻单元51的可选配置包括第一电阻，该第一电阻与由二极管和第二电阻组成的并联电路串联连接，或者，电阻单元41具有第一电阻，该第一电阻与由二极管和第二电阻组成的串联电路并联连接。

与第一示例性实施例相比，通过互补逻辑将控制信号3传输至功能元件18。如果代表第一信号状态的足够低的电压因此被施加到输入端2，则切换元件31阻断并且电阻单元51连接到第一电源线15。在这种情况下，充电电流通过第一二极管52流到电容20。然而，根据切换线17上的电位，到第一电源线15的放电电流也暂时地流过第二二极管54，尽管该电流小于充电电流。

与此类似，当代表第二信号状态的正电压施加到输入端3时，切换元件31导通。在这种情况下，电阻单元51连接到第二电源线16。在这种情况下，充电电流从电容20通过第二二极管54流到第二电源线16。然而，根据切换线17上的电位，到第二电源线16的放电电流也暂时地流过第一二极管52，尽管该电流小于充电电流。

在第三示例性实施例中，跨电容20两端的电压降的波形基本上对应于图4中所示的波形49。

图6是具有功率转换器57的示例性实施例的车辆56的示例性实施例的基本示意图。

功率转换器57包括三个半桥58，每个半桥具有两个串联连接的功率切换元件9，其中相应的功率切换元件9的控制端子8连接到根据以上描述的示例实施例之一的电路布置1。对于每个功率切换元件9，还提供有电压供应单元2a和驱动器单元6a，其被配置为经由切换线17控制功率切换元件9的控制端子8。电压供应单元2a在此被配置用于经由它们的第一电源线15和第二电源线16向驱动器单元6a和电路布置1联合供电。为了清楚起见，电路布置1、电压电源单元2a和驱动器单元6a在图6中仅针对一个功率切换元件9示出。

功率转换器57还具有控制单元59，其被配置为提供用于所有电路布置1的控制信号3和用于相应驱动器单元6a的时钟信号14。

车辆56是混合动力车辆或电动车辆，其包括电动机60，该电动机60被配置为驱动车辆并且可以由功率转换器57供电。为此，功率转换器将由高电压电池61提供的DC电压转换成用于电机60的三相AC电压。

Claims (19)

1.一种电路布置(1)，用于从所述电路布置(1)的输入端(2)向所述电路布置(1)的功能元件(18)传输控制信号(3)，所述电路布置包括：

-用于第一电位的第一电源线(15)，

-用于第二电位的第二电源线(16)，所述第二电位不同于所述第一电位，

-切换线(17)，所述切换线能够交替地连接到所述第一电源线(15)和所述第二电源线(16)，

其中，所述功能元件(18)具有控制输入端(19)和在所述控制输入端(19)与所述切换线(17)之间的电容(20)，

其特征在于，所述电路布置(1)被配置为，

-在存在所述控制信号(3)的第一信号状态的情况下，当所述切换线(17)处于所述第二电位时，借助于充电电流经由所述第一电源线(15)将所述电容(20)充电到第一目标电压，并且当所述切换线(17)处于所述第一电位时，限制与所述充电电流相反的、从所述电容(20)流向所述电源线(15、16)之一的放电电流，以保持跨所述电容(20)两端的电压降在用于所述功能元件(18)的功能的、由第一电压阈值和第二电压阈值限定的电压区间之外超过第一阈值，以及

-在存在所述控制信号(3)的第二信号状态的情况下，当所述切换线(17)处于所述第一电位时，借助于充电电流经由所述第二电源线(16)将所述电容(20)充电到补充所述第一目标电压的第二目标电压，并且当所述切换线(17)处于所述第二电位时，限制与所述充电电流相反的、从所述电容(20)流向所述电源线(15、16)之一的放电电流，以保持跨所述电容(20)两端的电压降在所述电压区间之外超过第二阈值。

2.根据权利要求1所述的电路布置，所述电路布置被设计为在存在相应的信号状态的情况下抑制所述放电电流。

3.根据权利要求1或2所述的电路布置，所述电路布置具有能够根据所述控制信号(3)而被控制的切换设备(24)，所述切换设备(14)连接在所述第一电源线(15)和所述控制输入端(19)之间，并被配置为在存在所述第一信号状态的情况下，当所述切换线(17)处于所述第二电位时导通。

4.根据权利要求3所述的电路布置，其中，所述切换设备(24)被配置为在存在所述第二信号状态的整个持续时间内进行阻断。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电路布置，所述电路布置具有能够根据所述控制信号(3)而被控制的切换设备(25)，所述切换设备(15)连接在所述控制输入端(19)和所述第二电源线之间(16)之间，并被配置为在存在所述第二信号状态的情况下，当所述切换线(17)处于所述第一电位时导通。

6.根据权利要求5所述的电路布置，其中，所述切换设备(25)被配置为在存在所述第一信号状态的整个持续时间内进行阻断。

7.根据权利要求3或5所述的电路布置，其中，所述切换设备(24、25)两者或相应的切换设备(24、25)能够根据所述功能元件(18)的所述控制输入端(19)处的电位而附加地被控制。

8.根据前述权利要求之一所述的电路布置，当从属于权利要求3和5时，其中相应的二极管(37、39)连接在相应的切换设备(24、25)和所述控制输入端(19)之间，其中所述二极管具有相反的正向。

9.根据权利要求8所述的电路布置，其中，电阻(38、40)与相应的二极管(37、39)串联连接，其中所述电阻(38、40)具有不同的电阻值。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电路布置，所述电路布置在输入侧具有一个或两个切换元件(31、32)，其中所述切换元件两者或相应的切换元件经由电阻(34、35)连接所述电源线(15、16)。

11.根据权利要求10所述的电路布置，当从属于权利要求3和/或权利要求5时，其中，所述切换设备(24、25)两者或相应的切换设备(24、25)的控制端子(30)连接在所述切换元件(31、32)两者或相应的切换元件(31、32)与所述电阻(34、35)之间。

12.根据权利要求10所述的电路布置，所述电路布置具有电阻单元(51)，所述电阻单元(51)将所述切换元件(31)和所述控制输入端(19)相互连接。

13.根据权利要求12所述的电路布置，其中，所述电阻单元(51)的电阻值取决于通过所述电阻单元的电流方向。

14.根据前述权利要求之一所述的电路布置，其中，所述功能元件(18)是电子控制的开关管(21)。

15.根据权利要求14所述的电路布置，所述电路布置在所述切换线中具有电阻(22)，其中所述电子控制的开关管(21)与另一电阻(23)串联连接，以根据所述控制信号(3)并联连接所述两个电阻(22、23)。

16.根据前述权利要求之一所述的电路布置，所述电路布置具有与所述功能元件(18)的所述电容(20)并联连接的电容器(41)。

17.根据前述权利要求之一所述的电路布置，所述电路布置具有与所述功能元件(18)的所述电容(20)并联连接的电压限制单元(42)。

18.一种功率转换器(57)，包括

-至少两个半桥(58)，所述至少两个半桥中的每个半桥具有两个串联连接的功率切换元件(9)，

-根据权利要求1至17之一所述的电路布置(1)，

-驱动器单元(6a)，其被配置为经由切换线(17)致动所述功率切换元件(9)之一的控制端子(8)，以及

-电压供应单元(2a)，其被配置用于经由第一电源线(15)和第二电源线(17)对所述驱动器单元(6a)和所述电路布置(1)联合供电。

19.一种车辆(56)，特别是混合动力车辆或电动车辆，所述车辆(56)包括被配置为驱动所述车辆(56)的电动机(60)和根据权利要求18所述的、用于向所述电动机(60)供电的功率转换器(57)。

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