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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum sicheren Öffnen eines über einen Steuersignalausgang der Schaltungsanordnung steuerbaren Leistungsschalters eines Stromrichters in einem Fehlerfall in dem Stromrichter. Ferner betrifft die Erfindung einen Stromrichter zum Bereitstellen von zumindest einem Phasenstrom für eine elektrische Maschine, der eine oben genannte Schaltungsanordnung umfasst. Außerdem betrifft die Erfindung eine Antriebsanordnung zum Antreiben eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine und einem Stromrichter mit einer oben genannten Schaltungsanordnung.
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Stromrichter, insbesondere Stromrichter einer Antriebsanordnung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, umfasst eine Brückenschaltung mit einer Anzahl von Halbbrücken, wobei in jeder dieser Halbbrücken je ein positivspannungsseitiger Leistungsschalter und ein negativspannungsseitiger Leistungsschalter zueinander in Reihe geschaltet sind. Jede der Halbbrücken weist einen elektrischen Anschlusspunkt auf, der den positivspannungsseitigen und den negativspannungsseitigen Leistungsschalter der jeweiligen Halbbrücke bzw. deren Laststrecken zueinander elektrisch verbindet. Der Anschlusspunkt jeder Halbbrücke ist wiederum über eine Phasenleitung mit einer der Wicklungen der elektrischen Maschine elektrisch verbunden. Über diese Phasenleitungen stellt der Stromrichter Phasenströme für die elektrische Maschine während des Betriebs der elektrischen Maschine bzw. der Antriebsanordnung.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 022 309 A1 offenbart eine Halbleitervorrichtung, die eine Schaltvorrichtung mit einem mit einer induktiven Last verbundenen Stromeingangsanschluss, eine Klemmvorrichtung, die zwischen einen Steueranschluss und den Stromeingangsanschluss der Schaltvorrichtung geschaltet ist, und ein Entladewiderstandselement umfasst, das zwischen den Steueranschluss der Schaltvorrichtung und ein Massepotential geschaltet ist. Die Schaltvorrichtung wird derart angesteuert, dass sie in der induktiven Last eine induzierte elektromotorische Kraft erzeugt, wobei die Halbleitervorrichtung weiter eine Zeitschalterschaltung zum Abgeben eines vorbestimmten Signals an das Entladewiderstandselement enthält, wenn ein EIN-Signal zum Steuern der Schaltvorrichtung in einen EIN-Zustand über eine vorbestimmte Zeitspanne angelegt bleibt, und wobei das Entladewiderstandselement seinen Widerstandswert zu einem größeren Wert hin als Antwort auf das vorbestimmte Signal ändert.
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Die Druckschrift
US 2011/0 156 795 A1 offenbart einen bidirektionalen Schalter mit einem Halbleiterschalter und einer Überspannungsschutzschaltung, die zwischen dem Drain- und dem Gateanschluss des Halbleiterschalters angeschlossen ist und eine Diode zur Spannungsstabilisierung aufweist.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 007 288 A1 offenbart eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines zwischen einem elektrischen Verbraucher und einer Versorgungsspannung geschalteten und mittels eines Steuersignals ansteuerbaren Schaltelements vor Überlastung im eingeschalteten Zustand. Die Schaltungsanordnung umfasst ein Auswertemittel zur Fehlerfall-Ermittlung anhand einer über dem eingeschalteten Schaltelement abfallenden Schaltelementspannung, ein Speichermittel zur Speicherung einer Fehlerfall-Information und zur Generierung eines Fehlersignals, sowie ein Rückkopplungsmittel zur Berücksichtigung des Fehlersignals bei der Ansteuerung des Schaltelements mittels des Steuersignals, wobei das Speichermittel und das Rückkopplungsmittel massebezogen ausgeführt sind.
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Treten während des Betriebs der Antriebsanordnung Fehler im Stromrichter auf, so kann es passieren, dass sowohl der positivspannungsseitige als auch der negativspannungsseitige Leistungsschalter einer und dergleichen Halbbrücke zeitgleich schließen. Schließen die beiden Leistungsschalter einer Halbbrücke zeitgleich, so bildet sich ein elektrischer Kurzschluss in dieser Halbbrücke. Dieser elektrische Kurzschluss kann dann zum Ausfall des Stromrichters und somit der Antriebsanordnung führen. Dies kann wiederum dazu führen, dass das Fahrzeug unkontrollierbar wird, was unter Umständen zu einem Umfall führen kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Möglichkeit bereitzustellen, das Fahrzeug sicher zu machen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltungsanordnung bereitgestellt, die einen über einen Steuersignalausgang der Schaltungsanordnung steuerbaren Leistungsschalter eines Stromrichters in einem Fehlerfall in dem Stromrichter sicher öffnet. Dabei umfasst die Schaltungsanordnung einen ersten Strompfad, der den Steuersignalausgang der Schaltungsanordnung mit einem elektrischen Bezugspotentialanschuss der Schaltungsanordnung, insbesondere einer elektrischen Masse, elektrisch verbindet. Ferner umfasst die Schaltungsanordnung einen ersten steuerbaren Schalter, der einen Steueranschluss und eine über diesen Steueranschluss steuerbare Laststrecke aufweist. Dabei ist die Laststrecke des ersten Schalters in dem ersten Strompfad in Reihe und somit zwischen dem Steuersignalausgang und dem elektrischen Bezugspotentialanschluss elektrisch angeschlossen. Außerdem umfasst die Schaltungsanordnung einen zweiten Strompfad, der den Steuersignalausgang mit dem Steueranschluss des ersten Schalters elektrisch verbindet.
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Die Erfindung geht aus der Überlegung, dass ein Stromrichter einer Antriebsanordnung und somit die Antriebsanordnung bzw. das Fahrzeug mit dieser Antriebsanordnung selbst unter anderem dadurch sicher gemacht werden können, wenn elektrische Kurzschlüsse in Fehlerfällen im Stromrichter effektiv verhindert werden können. Dabei wurde im Rahmen dieser Erfindung erkannt, dass die elektrischen Kurzschlüsse wiederum durch sicheres Öffnen von im Stromrichter befindlichen, selbstsperrenden Leistungsschaltern und durch sicheres Halten der Leistungsschalter in einem offenen Schaltzustand wirksam vermieden werden können. Dabei erwiesen sich Komponenten wie Endstufen zur Ansteuerung der Leistungsschalter oder elektrische Verbindungen von diesen Komponenten zu den Leistungsschaltern als Schwachstellen, die anfällig für Fehler im Stromrichter sind. Der Grund liegt darin, dass diese Komponenten selbst fehleranfällig sind oder in Fehlerfällen im Stromrichter oft ausfallen. Zudem sind die elektrischen Verbindungen von diesen Komponenten zu den Steueranschlüssen der Leistungsschalter ebenfalls störungsanfällig.
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Um einen Leistungsschalter auch bei einem Ausfall der oben genannten Komponenten oder bei einer Unterbrechung der elektrischen Verbindung zwischen den Komponenten und den Leistungsschaltern sicher öffnen zu können, wurden im Rahmen dieser Erfindung ein erster Strompfad mit einem ersten Schalter eingeführt, der den Steueranschluss des Leistungsschalters mit einem elektrischen Bezugspotentialanschuss, insb. einem elektrischen Masseanschluss, elektrisch verbindet. Über die Laststrecke des geschlossenen ersten Schalters soll sich der Steueranschluss des Leistungsschalters in einem Fehlerfall sicher entladen und somit der Leistungsschalter sicher geöffnet und im offenen Schaltzustand gehalten werden können. Damit sich der Steueranschluss des Leistungsschalters über die Laststrecke des ersten Schalters sicher entladen kann, wurde zwischen dem Steueranschluss des Leistungsschalters und dem Steueranschluss des ersten Schalters ein zweiter Strompfad als erster Steuerpfad zum Ansteuern des ersten Schalters vorgesehen. Über diesen zweiten Strompfad sollen die elektrischen Ladungen, die sich am Steueranschluss des geschlossenen Leistungsschalters befinden, teils abfließen und so das Spannungspotential an dem Steueranschluss des ersten Schalters auf einen Spannungswert anheben, der ausreicht, den ersten Schalter sicher zu schließen. Durch den geschlossen ersten Schalter können die noch am Steueranschluss des geschlossenen Leistungsschalters verbliebenen restlichen elektrischen Ladungen vollständig abfließen. Durch das vollständige Entladen des Steueranschlusses des Leistungsschalters wird dieser somit sicher geöffnet. Da der erste Schalter mit den am Steueranschluss des Leistungsschalters vorhandenen elektrischen Ladungen gesteuert geschlossen wird, wird der Leistungsschalter quasi indirekt mit denjenigen elektrischen Ladungen gesteuert, die sich im geschlossenen Schalzustand des Leistungsschalters an dem eigenen Steueranschluss befinden. Damit ist ein sicheres Öffnen des Leistungsschalters garantiert.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung stellt somit eine Möglichkeit bereit, im Falle eines Fehlers in dem Stromrichter, in dem ein elektrischer Kurzschluss durch Leistungsschalter droht, zumindest einen der Leistungsschalter sicher zu öffnen bzw. in einem offenen Schaltzustand zu halten. Damit ist eine Schaltungsanordnung für einen Stromrichter bzw. eine Antriebsanordnung eines Fahrzeugs geschaffen, die dem Stromrichter bzw. der Antriebsanordnung und somit auch dem Fahrzeug eine verbesserte Sicherheit verleiht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Schaltungsanordnung ferner ein erstes elektrisches Ventil, das in dem zweiten Strompfad in Reihe und somit zwischen dem Steuersignalausgang der Schaltungsanordnung und dem Steueranschluss des ersten Schalters elektrisch angeschlossen ist. Dabei weist das erste elektrische Ventil eine Durchlassrichtung auf, die von dem Steuersignalausgang der Schaltungsanordnung zu dem Steueranschluss des ersten Schalters weist. Dieses elektrische Ventil verhindert einen Rückfluss der elektrischen Ladungen von dem Steueranschluss des ersten Schalters zu dem Steuersignalausgang der Schaltungsanordnung bzw. dem Steueranschluss des Leistungsschalters. Damit verhindert das erste elektrische Ventil ein unkontrolliertes Schließen des sich in einem offenen Schaltzustand befindlichen Leistungsschalters durch die elektrischen Ladungen von dem Steueranschluss des ersten Schalters. Vorzugsweise umfasst das erste elektrische Ventil eine erste Diode, die in dem ersten Strompfad von dem Steuersignalausgang der Schaltungsanordnung zu dem Steueranschluss des ersten Schalters hin leitend und umgekehrt sperrend elektrisch angeschlossen ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Schaltungsanordnung ferner einen dritten Strompfad auf, der den Steueranschluss des ersten Schalters mit einer Spannungs-/Stromquelle elektrisch verbindet. Dieser dritte Strompfad ermöglicht dem ersten Schalter, dass dieser auch mit der unabhängigen Spannungs-/Stromquelle ansteuerbar ist. Mit diesem dritten Strompfad und der Spannungs-/Stromquelle ist ein zweiter redundanter Steuerpfad zum Ansteuern des ersten Schalters geschaffen, der dem Stromrichter bzw. der Antriebsanordnung und somit dem Fahrzeug zusätzliche Sicherheit verleiht. Dabei ist die Spannungs-/Stromquelle vorzugsweise als ein von einer externen Stromversorgung der Schaltungsanordnung unabhängiger autarker elektrischer Energiespeicher, wie z. B. eine Batterie oder ein Kondensator, ausgebildet, der auch bei Unterbrechung der externen Stromversorgung der Schaltungsanordnung weiterhin Strom zum Ansteuern des ersten Schalters bereitstellen kann.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Schaltungsanordnung ferner ein zweites elektrisches Ventil, das in dem dritten Strompfad in Reihe und somit zwischen der Spannungs-/Stromquelle und dem Steueranschluss des ersten Schalters elektrisch angeschlossen ist. Dabei weist das zweite elektrische Ventil analog zu dem ersten Ventil eine Durchlassrichtung auf, die von der Spannungs-/Stromquelle zu dem Steueranschluss des ersten Schalters weist. Dieses zweite elektrische Ventil verhindert einen Rückfluss der elektrischen Ladungen von dem Steueranschluss des ersten Schalters zu der Spannungs-/Stromquelle. Mit dem ersten elektrischen Ventil gemeinsam dient dieses zweite elektrische Ventil somit zur Entkopplung der Spannungs-/Stromquelle von dem Steueranschluss des Leistungsschalters. Vorzugsweise umfasst das zweite elektrische Ventil eine zweite Diode, die in dem zweiten Strompfad von der Spannungs-/Stromquelle zu dem Steueranschluss des ersten Schalters hin leitend und umgekehrt sperrend elektrisch angeschlossen ist.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Schaltungsanordnung ferner einen vierten Strompfad, der den Steueranschluss des ersten Schalters mit dem Bezugspotentialanschluss elektrisch verbindet. Ferner umfasst die Schaltungsanordnung einen zweiten Schalter, der einen Steueranschluss und eine über diesen Steueranschluss steuerbare Laststrecke aufweist. Dabei ist die Laststrecke des zweiten Schalters in dem vierten Strompfad in Reihe und somit zwischen dem Steueranschluss des ersten Schalters und dem Bezugspotentialanschluss elektrisch angeschlossen. Außerdem weist die Schaltungsanordnung eine Steuereinheit auf, die ausgeführt ist, in einem Fehlerfall im Stromrichter durch Ausgabe eines Steuersignals an den Steueranschluss des zweiten Schalters den zweiten Schalter zu öffnen und/oder in einem offenen Schaltzustand zu halten. Wird der zweite Schalter geöffnet bzw. in einem offenen Schaltzustand gehalten, so wird der Steueranschluss des ersten Schalters von dem Bezugspotentialanschluss elektrisch getrennt. Folglich wird der erste Schalter über den ersten Strompfad durch die elektrischen Ladungen von dem Steueranschluss des Leistungsschalters oder über den zweiten Strompfad mit dem Strom bzw. der Spannung von der Spannungs-/Stromquelle angesteuert.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Steuereinheit eine logische Verknüpfung, die zumindest einen Signaleingang zum Erhalten von zumindest einem Fehlersignal und einen Signalausgang aufweist, der zum Ausgeben eines Steuersignals an den zweiten Schalter mit dem Steueranschluss des zweiten Schalters elektrisch verbunden ist. Dabei ist das zumindest ein Fehlersignal indikativ für einen Fehlerfall im Stromrichter. Mit der logischen Verknüpfung ist auf einfache Weise realisiert, dass die Fehlersignale, die unterschiedliche Fehler im Stromrichter signalisieren, von der logischen Verknüpfung zu einem einzigen Steuersignal zusammengeführt werden, mit dem der zweite Schalter steuerbar ist.
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Vorzugsweise umfasst der Fehlerfall des Stromrichters zumindest einen der folgenden Fehlerzustände:
- - Ausfall einer Versorgungsspannung für den Stromrichter,
- - Überschreiten eines vorgegebenen oder vorgebbaren oberen Spannungsschwellwertes durch die Versorgungsspannung,
- - Unterschreiten eines vorgegebenen oder vorgebbaren unteren Spannungsschwellwertes durch die Versorgungsspannung,
- - Fehler in einer Endstufe zum Schalten des Leistungsschalters.
- - Fehler in Schaltphasen des Leistungsschalters,
- - elektrischer Kurzschluss im Stromrichter,
- - Unterbrechung einer elektrischen Verbindung im Stromrichter,
- - Fehler in einer Digitaleinheit des Stromrichters (SR) zur Steuerung der Endstufe (ES), insbesondere in einem elektronischen Taktgeber der Digitaleinheit des Stromrichters (SR) .
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Eine Digitaleinheit umfasst beispielsweise mittels digitaler Schaltungstechnik realisierte Funktionsblöcke, wie zum Beispiel logische UND-, ODER-Verknüpfungen und/oder getaktete Schaltelemente.
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Die Digitaleinheit verarbeitet beispielsweise Signale des Stromrichters, wie zum Beispiel pulsweitenmodulierte Steuersignale, Gate-Steuersignale und/oder Kollektor-Signale, und steuert abhängig von den oben genannten Signalen analoge Schaltungseinheiten des Stromrichters, wie zum Beispiel die Endstufe. Ein Fehler in der Digitaleinheit könnte zum Beispiel ein Ausfall des Taktgebers oder ein Timerüberlauf sein.
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Der Fehlerfall kann auch weitere Fehlerzustände im Stromrichter umfassen, die zum unkontrollierten Schließen eines der Leistungsschalter im Stromrichter führen können.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Schaltungsordnung einen fünften Strompfad, der parallel zu dem vierten Strompfad angeordnet ist und somit den Steueranschluss des ersten Schalters mit dem Bezugspotentialanschluss elektrisch verbindet. Ferner umfasst die Schaltungsanordnung eine Spannungsbegrenzungsschaltungseinheit, die in dem fünften Strompfad in Reihe und somit zwischen dem Steueranschluss des ersten Schalters und dem Bezugspotentialanschluss elektrisch angeschlossen ist. Die Spannungsbegrenzungsschaltungseinheit ist ausgeführt, das Spannungspotential an dem Steueranschluss des ersten Schalters bis zu einem vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungspotentialschwellwert aufrechtzuerhalten, wenn der vierte Strompfad durch den zweiten Schalter im offenen Schaltzustand unterbrochen ist. Diese Spannungsbegrenzungsschaltungseinheit stellt somit sicher, dass die Spannung an dem Steueranschluss des ersten Schalters in einem Fehlerfall im Stromrichter bis auf einen Spannungswert erhalten bleibt, der erforderlich ist, den ersten Schalter zu schließen und in einem geschlossenen Schaltzustand zu halten.
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Vorzugsweise umfasst die Spannungsbegrenzungsschaltungseinheit eine Zehnerdiode, die eine Durchlassrichtung aufweist, die von dem elektrischen Bezugspotentialanschluss zu dem Steueranschluss des ersten Schalters weist. Der oben genannte Spannungspotentialschwellwert ist in dieser Ausgestaltung die Sperrspannung dieser Zehnerdiode.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stromrichter zum Bereitstellen von zumindest einem Phasenstrom für eine elektrische Maschine bereitgestellt. Dabei umfasst der Stromrichter zumindest einen Leistungsschalter zum Bereitstellen bzw. Durchleiten eines Phasenstromes zu der elektrischen Maschine. Der zumindest eine Leistungsschalter weist einen Steueranschluss und eine über diesen Steueranschluss steuerbare Laststrecke zum Bereitstellen bzw. Durchleiten des Phasenstromes auf, wobei der Leistungsschalter über den Steueranschluss gesteuert schaltbar ausgeführt ist. Ferner umfasst der Stromrichter zumindest eine oben beschriebene Schaltungsanordnung zum sicheren Öffnen des zumindest einen Leistungsschalters in einem Fehlerfall im Stromrichter. Dabei ist der Steuersignalausgang der Schaltungsanordnung mit dem Steueranschluss des Leistungsschalters zu dessen Ansteuerung elektrisch verbunden, über den die Schaltungsanordnung den Leistungsschalter steuern kann.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebsanordnung zum Antreiben eines Fahrzeuges, insbesondere eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, bereitgestellt, die eine elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs aufweist. Die Antriebsanordnung umfasst ferner einen Stromrichter zum Bereitstellen von zumindest einem Phasenstrom für die elektrische Maschine, der wiederum zumindest einen Leistungsschalter zum Bereitstellen bzw. Durchleiten von zumindest einem Phasenstrom für die elektrische Maschine und zumindest eine oben beschriebene Schaltungsanordnung zum sicheren Öffnen des zumindest einen Leistungsschalters im Fehlerfall beim Stromrichter aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der oben beschriebenen Schaltungsanordnung sind, soweit im Übrigen auf den oben genannten Stromrichter bzw. die oben genannte Antriebsanordnung übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Stromrichters bzw. der Antriebsanordnung anzusehen.
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Im Folgenden soll nun eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Antriebsanordnung eines Elektrofahrzeugs zur Erläuterung eines Stromrichters einschließlich sechs Leistungsschaltern und sechs Steuerschaltungen zum Steuern der jeweiligen Leistungsschalter in einem Schaltungsdiagramm;
- 2 eine detaillierte schematische Darstellung einer der Steuerschaltungen der in 1 dargestellten Antriebsanordnung mit einer Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Schaltungsdiagramm.
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Es sei zunächst auf 1 verwiesen, in der eine Antriebsanordnung AA eines in der Figur nicht dargestellten Elektrofahrzeugs vereinfacht und schematisch dargestellt ist. Die Antriebsanordnung AA umfasst eine elektrische Maschine EM und einen Stromrichter SR und dient zum Antrieb des Elektrofahrzeugs.
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Die elektrische Maschine EM ist in dieser Ausführungsform als eine Synchronmaschine ausgebildet dient zum Vortrieb von in der Figur nicht dargestellten Rädern des Elektrofahrzeugs. Über eine ebenfalls in der Figur nicht dargestellte Antriebswelle ist die elektrische Maschine EM mit den Rädern des Elektrofahrzeugs zur Drehmomentübertragung mechanisch gekoppelt.
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Der Stromrichter SR dient zum Bereitstellen von Phasenströmen Ip für die elektrische Maschine EM und ist mit der elektrischen Maschine EM über drei Phasenstromleitungen PH elektrisch verbunden.
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Der Stromrichter SR umfasst eine Brückenschaltung mit drei weitgehend identisch gebildeten Halbbrücken HB zwischen einer positiven Stromversorgungsleitung PL und einer negativen Stromversorgungsleitung NL. In jeder der drei Halbbrücken HB sind jeweils ein positivspannungsseitiger Leistungsschalter LS1 und ein negativspannungsseitiger Leistungsschalter LS2 in Reihe geschaltet. Dabei sind alle dieser Leistungsschalter LS1, LS2 als N-Kanal IGBT (Bipolar Transistor mit isolierter Gate-Elektrode) ausgebildet und weisen jeweils einen Gate-Anschluss als Steueranschluss G, einen Kollektor-Anschluss C und Emitter-Anschluss E sowie eine Laststrecke zwischen dem Kollektor-Anschluss C und dem Emitter-Anschluss E auf.
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Der positivspannungsseitige und der negativspannungsseitige Leistungsschalter LS1, LS2 jeweiliger Halbbrücke HB bzw. deren Laststrecken sind zueinander in Reihe geschaltet und über einen gemeinsamen elektrischen Anschlusspunkt AS miteinander elektrisch verbunden. Jeder dieser Anschlusspunkte AS ist wiederum über jeweils eine der drei Phasenstromleitungen PH mit einer der drei in Figur nicht dargestellten Wicklungen der elektrischen Maschine EM elektrisch verbunden.
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Der Stromrichter SR umfasst ferner drei zueinander funktionell weitgehend identische Steuerschaltungen SS1 zur Steuerung der jeweiligen drei positivspannungsseitigen Leistungsschalter LS1. Analog umfasst der Stromrichter SR drei weitere zueinander funktionell weitgehend identische Steuerschaltungen SS2 zur Steuerung der jeweiligen drei negativspannungsseitigen Leistungsschalter LS2. Während eines Betriebs des Elektrofahrzeugs steuern diese sechs Steuerschaltungen SS1, SS2 die entsprechenden Leistungsschalter LS1, LS2 über deren Steueranschluss G in einer dem Fachmann bekannten Weise, sodass die Leistungsschalter LS1, LS2 der drei Halbbrücken HB in einer dem Fachmann bekannten Weise abwechselnd geöffnet bzw. geschlossen werden. Auf dieser Weise wird ein über die beiden Stromversorgungsleitungen PL, NL bereitgestellter Gleichstrom Ig in drei Phasenströme Ip umgewandelt, welche dann über die drei Phasenleitungen PH der elektrischen Maschine EM zugeführt und von der elektrischen Maschine EM in mechanische Energie umgewandelt werden.
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Treten während des Betriebs des Stromrichters SR Fehler auf, so kann es vorkommen, dass der positivspannungsseitige und der negativspannungsseitige Leistungsschalter LS1, LS2 einer und dergleichen Halbbrücke HB unkontrolliert geschlossen werden. Sind die beiden Leistungsschalter LS1, LS2 einer und dergleichen Halbbrücke HB zeitgleich geschlossen, so bildet sich ein elektrischer Kurzschluss zwischen der positiven und der negativen Stromversorgungsleitung PL, NL, was zu Defekten bei dem Stromrichter SR und/oder der elektrischen Maschine EM führen kann.
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Um in so einem Fehlerfall im Stromrichter SR ein elektrischer Kurzschluss in den Halbbrücken HB von vornherein zu vermeiden, muss zumindest einer der beiden Leistungsschalter LS1, LS2 der jeweiligen Halbbrücken HB in einem Fehlerfall sicher geöffnet und in einem sicheren offenen Schaltzustand gehalten werden.
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Hierzu weist die drei Steuerschaltungen SS1 der positivspannungsseitigen Leistungsschalter LS1 je eine Schaltungsanordnung SA auf, die ausgeführt ist, in Fehlerfällen im Stromrichter SR die jeweiligen positivspannungsseitigen Leistungsschalter LS1 sicher zu öffnen und in einem offenen Schaltzustand zu halten. Diese Schaltungsanordnung SA sowie deren Funktionsweise werden nachfolgend anhand 2 näher beschrieben.
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2 zeigt in einem schematischen Schaltungsdiagramm einen positivspannungsseitigen Leistungsschalter LS1 und eine Steuerschaltung SS1 zur Steuerung dieses Leistungsschalters LS1.
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Die Steuerschaltung SS1 umfasst eine Endstufe ES, die ausgeführt ist, in einem fehlerfreien Zustand des Stromrichters SR den Leistungsschalter LS1 in einer dem Fachmann bekannten Weise anzusteuern, sodass dieser mit den anderen Leistungsschaltern LS1, LS2 in einer dem Fachmann bekannten Weise abwechselnd geöffnet und geschlossen wird und so den Gleichstrom Ig in einen der drei Phasenströme Ip umwandelt. Die Endstufe ES ist über einen Ansteuerpfad AP und einen Steuersignalausgang der Steuerschaltung SS1 mit dem Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 elektrisch verbunden und steuert den Leistungsschalter LS1 durch Abgabe eines Steuersignals SN1 über den Ansteuerpfad AP an den Steueranschluss G.
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Die Steuerschaltung SS1 umfasst ferner eine Schaltungsanordnung SA, die in einem Fehlerfall im Stromrichter SR den Leistungsschalter LS1 in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise sicher öffnen und so einen elektrischen Kurzschluss in der Halbbrücke HB wirksam verhindern kann, in der sich der genannte Leistungsschalter LS1 befindet.
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Die Schaltungsanordnung SA umfasst einen Steuersignalausgang SO zum Ansteuern des Leistungsschalters LS1, der unmittelbar mit dem Steuersignalausgang der Steuerschaltung SS1 elektrisch verbunden ist und somit schaltungstechnisch betrachtet als der Steuersignalausgang der Steuerschaltung SS1 angesehen werden kann.
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Die Schaltungsanordnung SA umfasst ferner einen Bezugspotentialanschluss BP, der unmittelbar mit einem Bezugspotentialanschluss der Steuerschaltung SS1 elektrisch verbunden ist und somit schaltungstechnisch betrachtet als der Bezugspotentialanschluss der Steuerschaltung SS1 angesehen werden kann. Über diesen Bezugspotentialanschluss BP ist die Schaltungsanordnung SA bzw. die Steuerschaltung SS1 an einer elektrischen Masse MS, beispielsweise der Karosserie des Elektrofahrzeugs, elektrisch angeschlossen.
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Zwischen dem Steuersignalausgang SO und dem Bezugspotentialanschluss BP weist die Schaltungsanordnung SA einen ersten Strompfad SP1 auf, der den Steuersignalausgang SO mit dem Bezugspotentialanschluss BP elektrisch verbindet. In diesem ersten Strompfad SP1 weist die Schaltungsanordnung SA einen ersten steuerbaren Schalter S1 auf, der aus einem selbstsperrenden n-Kanal MOSFET (Metall Oxid Halbleiter Feldeffekttransistor) gebildet ist und einen Steueranschluss G1 und eine über diesen Steueranschluss G1 steuerbare Laststrecke L1 umfasst. Dabei ist die Laststrecke L1 des ersten Schalters S1 in dem ersten Strompfad SP1 in Reihe geschaltet. In einem geschlossenen Schaltzustand stellt der erste Schalter S1 eine leitende elektrische Verbindung von dem Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 zu dem Bezugspotentialanschluss BP und somit der elektrischen Masse MS über den ersten Strompfad SP1 her. In einem offenen Schaltzustand unterbricht der erste Schalter S1 diese elektrische Verbindung durch den ersten Strompfad SP1.
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Zwischen dem Steuersignalausgang SO und der Laststrecke L1 des ersten Schalters S1 ist ein erster elektrischer Widerstand R1 in Reihe geschaltet, der dazu dient, im Falle einer Entladung des Steueranschlusses G des Leistungsschalters LS1 über den ersten Strompfad SP1 Stromstärke eines durch den ersten Strompfad SP1 fließenden Stromes zu begrenzen und somit den ersten Schalter S1 vor Überlastung zu schützen.
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Zwischen dem Steuersignalausgang SO und dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 weist die Schaltungsanordnung SA einen zweiten Strompfad SP2 auf, der den Steuersignalausgang SO und somit den Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 mit dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 elektrisch verbindet. In diesem zweiten Strompfad SP2 sind eine erste Diode D1 und ein zweiter elektrischer Widerstand R2 in Reihe geschaltet.
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Dabei weist die Durchlassrichtung der ersten Diode D1 von dem Steuersignalausgang SO zu dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1. Damit ist die erste Diode D1 von dem Steuersignalausgang SO zu dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 hin elektrisch leitend und umgekehrt sperrend ausgeführt.
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Der zweite elektrische Widerstand R2 dient zur Begrenzung der Stromstärke des durch den zweiten Strompfad SP2 fließenden Stromes.
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Die Schaltungsanordnung SA umfasst ferner einen dritten Strompfad SP3, der den Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 mit einer Stromquelle SQ elektrisch verbindet, welche in dieser Ausführungsform in Form von einem Kondensator ausgebildet ist. In diesem dritten Strompfad SP3 weist die Schaltungsanordnung SA eine zweite Diode D2 und einen dritten elektrischen Widerstand R3 auf, die zueinander in Reihe geschaltet sind.
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Dabei weist die Durchlassrichtung der zweiten Diode D2 von der Stromquelle SQ zu dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1. Damit ist die zweite Diode D2 von der Stromquelle SQ zu dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 hin elektrisch leitend und umgekehrt sperrend ausgeführt. Gemeinsam mit der ersten Diode D1 verhindert die zweite Diode D2 Stromfluss zwischen der Endstufe ES bzw. dem Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 und der Stromquelle SQ und dient somit zur Entkopplung der Endstufe ES bzw. dem Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 von der Stromquelle SQ.
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Der dritte elektrische Widerstand R3 dient ähnlich wie der zweite elektrische Widerstand R2 zur Begrenzung der Stromstärke des durch den dritten Strompfad SP3 fließenden Stromes.
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Die Schaltungsanordnung SA weist ferner einen vierten Strompfad SP4 auf, der den Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 mit dem Bezugspotentialanschluss BP und somit der elektrischen Masse MS elektrisch verbindet. Außerdem umfasst die Schaltungsanordnung SA einen zweiten steuerbaren Schalter S2, der wie der erste Schalter S1 aus einem selbstsperrenden n-Kanal MOSFET (Metall Oxid Halbleiter Feldeffekttransistor) gebildet ist und einen Steueranschluss G2 und eine über diesen Steueranschluss G2 steuerbare Laststrecke L2 umfasst. Dabei ist die Laststrecke L2 des zweiten Schalters S2 in dem vierten Strompfad SP4 in Reihe geschaltet. In einem geschlossenen Schaltzustand stellt der zweite Schalter S2 eine leitende elektrische Verbindung von dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 zu dem Bezugspotentialanschluss BP und somit der elektrischen Masse MS über den vierten Strompfad SP4 her. In einem offenen Schaltzustand unterbricht der zweite Schalter S2 die elektrische Verbindung durch den vierten Strompfad SP4.
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Die Schaltungsanordnung SA umfasst außerdem einen fünften Strompfad SP5, der parallel zu dem vierten Strompfad SP4 angeordnet ist und somit den Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 mit dem Bezugspotentialanschluss BP bzw. der elektrischen Masse MS elektrisch verbindet. In diesem fünften Strompfad SP5 ist eine Spannungsbegrenzungsschaltungseinheit SB elektrisch angeschlossen, die das Spannungspotential an dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 bis zu einem vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungspotentialschwellwert Us aufrechterhält. Dabei umfasst die Spannungsbegrenzungsschaltungseinheit SB eine Zehnerdiode Z, die eine Durchlassrichtung aufweist, die von dem elektrischen Bezugspotentialanschluss BP zu dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 weist. Die Sperrspannung der Zehnerdiode Z ist somit der Spannungspotentialschwellwert Us der Spannungsbegrenzungsschaltungseinheit SB.
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Die Schaltungsanordnung SA umfasst ferner einen sechsten Strompfad SP6, der den Steueranschluss G2 des zweiten Schalters S2 mit dem Bezugspotentialanschluss BP elektrisch verbindet. In diesem sechsten Strompfad SP6 ist ein vierter elektrischer Widerstand R4 elektrisch angeschlossen. Der sechste Strompfad SP6 samt dem vierten Widerstand R4 ist ausgeführt, im Falle eines Defekts bei einer nachfolgend zu beschreibenden Steuereinheit SE oder im Falle einer Unterbrechung einer elektrischen Verbindung von dieser Steuereinheit SE zu dem Steueranschluss G2 des zweiten Schalters S2 den Steueranschluss G2 des zweiten Schalters S2 auf ein Massepotential an dem Bezugspotentialanschluss BP bzw. der elektrischen Masse MS hinunterzuziehen, sodass der zweite Schalter S2 geöffnet und in einem offenen Schaltzustand gehalten wird.
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In der Schaltungsanordnung SA ist ferner die oben genannte Steuereinheit SE zum Steuern des zweiten Schalters S2 vorgesehen, die ein UND-Gatter VK als logische Verknüpfung aufweist. Das UND-Gatter VK weist fünf Signaleingänge E zum Erhalten von fünf Fehlersignalen von fünf nachfolgend zu beschreibenden Fehlererkennungseinheiten FE1, FE2, FE3, FE4, FE5 und einen Signalausgang A auf, der mit dem Steueranschluss G2 des zweiten Schalters S2 elektrisch verbunden ist. Über diesen Signalausgang A gibt die Steuereinheit SE im Falle eines Fehlers im Stromrichter SR ein Steuersignal SN2 an den Steueranschluss G2 des zweiten Schalters S2 und steuert somit diesen.
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In der Schaltungsanordnung SA sind ferner fünf Fehlererkennungseinheiten FE1, FE2, FE3, FE4, FE5 zum Erkennen von verschiedenen nachfolgend zu beschreibenden Fehlerfällen im Stromrichter SR vorgesehen.
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Die erste Fehlererkennungseinheit FE1 ist dabei ausgeführt, Versorgungsspannung eines Versorgungsstromes des Stromrichters SR in einer dem Fachmann bekannten Weise zu überwachen und im Falle eines Ausfalls der Versorgungsspannung ein erstes Fehlersignal FS1 mit einem Signalpegel „logisch Null“ abzugeben. Solange kein Ausfall der Versorgungsspannung detektiert wird, gibt die erste Fehlererkennungseinheit FE1 das erste Fehlersignal FS1 mit einem Signalpegel „logisch Eins“ aus. Hierzu umfasst die erste Fehlererkennungseinheit FE1 einen in der Figur nicht dargestellten Signaleingang, über den die erste Fehlererkennungseinheit FE1 einen Spannungswert bzw. Spannungspotentialwert an der positiven Versorgungsleitung PL des Stromrichters SR erfasst, und einen Signalausgang, über den sie das erste Fehlersignal FS1 abgibt.
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Die erste Fehlererkennungseinheit FE1 ist ferner ausgeführt, eine Überspannung bei der Versorgungsspannung zu erkennen. Hierzu vergleicht die erste Fehlererkennungseinheit FE1 die Versorgungsspannung des Stromrichters SR mithilfe eines in der Figur nicht dargestellten Komparators mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren oberen Spannungs- bzw. Spannungspotentialschwellwert und setzt abhängig von dem Vergleichsergebnis das erste Fehlersignal FS1 auf einen entsprechenden Signalpegel. Solange der erfasste Spannungswert der Versorgungsspannung den oberen Spannungsschwellwert nicht überschreitet, gibt die erste Fehlererkennungseinheit FE1 das erste Fehlersignal FS1 mit einem Signalpegel „logisch Eins“ ab. Sobald der erfasste Spannungswert den oberen Spannungsschwellwert überschreitet, setzt die erste Fehlererkennungseinheit FE1 das erste Fehlersignal FS1 auf einen Signalpegel „logisch Null“ und gibt dies ab.
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Die erste Fehlererkennungseinheit FE1 ist außerdem ausgeführt, eine Unterspannung bei der Versorgungsspannung zu erkennen. Hierzu vergleicht die erste Fehlererkennungseinheit FE1 den erfassten Spannungs- bzw. Spannungspotentialwert der Versorgungsspannung mithilfe eines weiteren Komparators mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren unteren Spannungs- bzw. Spannungspotentialschwellwert und gibt abhängig von dem Vergleichsergebnis das erste Fehlersignal FS1 mit einem entsprechenden Signalpegel ab. Solange der erfasste Spannungs- bzw. Spannungspotentialwert den unteren Spannungs- bzw. Spannungspotentialschwellwert nicht unterschreitet, gibt die erste Fehlererkennungseinheit FE1 das erste Fehlersignal FS1 mit einem Signalpegel „logisch Eins“ ab. Sobald der erfasste Spannungs- bzw. Spannungspotentialwert aber den unteren Spannungs- bzw. Spannungspotentialschwellwert unterschreitet, setzt die erste Fehlererkennungseinheit FE1 das erste Fehlersignal FS1 auf einen Signalpegel „logisch Null“ und gibt dies ab.
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Die zweite Fehlererkennungseinheit FE2 ist ausgeführt, die Endstufe ES auf ihre Funktionalität hin zu überprüfen und mögliche Fehler bei der Endstufe ES zu erkennen. Hierzu ist zwischen der zweiten Fehlererkennungseinheit FE2 und der Endstufe ES eine erste Signalverbindung SV1 vorgesehen, über die die Fehlererkennungseinheit FE2 Funktionalität der Endstufe ES in einer dem Fachmann bekannten Weise überwacht und über mögliche Fehler in der Endstufe ES erfährt. Wird ein Fehler bei der Endstufe ES erkannt, so gibt die zweite Fehlererkennungseinheit FE2 ein zweites Fehlersignal FS2 mit einem Signalpegel „logisch Null“ ab. Solange kein Fehler erkannt ist, gibt die zweite Fehlererkennungseinheit FE2 das zweite Fehlersignal FS2 mit einem Signalpegel „logisch Eins“ ab.
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Die dritte Fehlererkennungseinheit FE3 ist ausgeführt, die Schaltphasen des Leistungsschalters LS1 in einer dem Fachmann bekannten Weise zu überprüfen und im Falle einer Abweichung bei den Schaltphasen des Leistungsschalters LS1 entsprechend über einen Signalausgang ein drittes Fehlersignal FS3 mit einem Signalpegel „logisch Null“ abzugeben. Solange keine Abweichung bei den Schaltphasen des Leistungsschalters LS1 vorliegt, gibt die dritte Fehlererkennungseinheit FE3 das dritte Fehlersignal FS3 mit einem Signalpegel „logisch Eins“ ab. Hierzu erhält die Fehlererkennungseinheit FE3 über eine zwischen der dritten Fehlererkennungseinheit FE3 und der Endstufe ES angeordnete, zweite Signalverbindung SV2 von der Endstufe ES Informationen über Soll-Schaltphasen des Leistungsschalters LS1. Über eine dritte Signalverbindung SV3 zwischen der dritten Fehlererkennungseinheit FE3 und dem Kollektor-Anschluss C des Leistungsschalters LS1 erhält die Fehlererkennungseinheit FE3 ferner Informationen über Ist-Schaltphasen des Leistungsschalters LS1. Durch Vergleichen der Informationen über Soll-Schaltphasen mit den Informationen über Ist-Schaltphasen erkennt die dritte Fehlererkennungseinheit FE3, ob eine Abweichung bei den Schaltphasen des Leistungsschalters LS1 vorliegt.
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Die vierte Fehlererkennungseinheit FE4 ist ausgeführt, in einer dem Fachmann bekannten Weise die dritte Fehlererkennungseinheit FE3 auf ihre Funktionalität hin zu überprüfen und mögliche Fehler bei der dritten Fehlererkennungseinheit FE3 zu erkennen. Hierzu ist zwischen der vierten Fehlererkennungseinheit FE4 und der dritten Fehlererkennungseinheit FE3 eine vierte Signalverbindung SV4 vorgesehen, über die die vierte Fehlererkennungseinheit FE4 die Funktionalität der dritten Fehlererkennungseinheit FE3 überwacht. Wird ein Fehler bei der dritten Fehlererkennungseinheit FE3 erkannt, so gibt die vierte Fehlererkennungseinheit FE4 über einen Signalausgang ein viertes Fehlersignal FS4 mit einem Signalpegel „logisch Null“ ab. Solange kein Fehler erkannt wird, gibt die vierte Fehlererkennungseinheit FE4 das vierte Fehlersignal FS4 mit einem Signalpegel „logisch Eins“ ab.
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Die fünfte Fehlererkennungseinheit FE5 ist ausgeführt, in einer dem Fachmann bekannten Weise mögliche elektrische Kurzschlüsse oder Unterbrechungen von elektrischen Verbindungen im Stromrichter SR zu erkennen. Wird ein elektrischer Kurzschluss oder eine Unterbrechung einer elektrischen Verbindung im Stromrichter SR erkannt, so gibt die fünfte Fehlererkennungseinheit FE5 über einen Signalausgang ein fünftes Fehlersignal FS5 mit einem Signalpegel „logisch Null“ ab. Solange kein elektrischer Kurzschluss oder keine Unterbrechung elektrischer Verbindung erkannt wird, gibt die fünfte Fehlererkennungseinheit FE5 das fünfte Fehlersignal FS5 mit einem Signalpegel „logisch Eins“ ab.
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Es können weitere Fehlererkennungseinheiten vorgesehen sein, die zum Beispiel Fehler in einer in der Figur nicht dargestellten Digitaleinheit des Stromrichters SR zur Steuerung der Endstufe ES, insbesondere in einem elektronischen Taktgeber der Digitaleinheit des Stromrichters SR, erkennen und in der oben beschriebenen Weise weitere Fehlersignale abgeben.
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Das zuvor beschriebene UND-Gatter VK der Steuereinheit SE bildet aus den fünf Fehlersignalen FS1, FS2, FS3, FS4, FS5, die es über seine Signaleingänge E von den fünf Fehlererkennungseinheiten FE1, FE2, FE3, FE4, FE5 erhält, eine UND-Verknüpfung also eine logische Konjunktion und gibt das Ergebnis dieser UND-Verknüpfung in Form von dem Steuersignal SN2 über den Signalausgang A ab, mit dem der zweite Schalter S2 in einer nachstehend zu beschreibenden Weise gesteuert wird.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise der Schaltungsanordnung SA näher beschrieben.
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In einem fehlerfreien Betriebszustand des Stromrichters SR geben die Fehlererkennungseinheiten FE1, FE2, FE3, FE4, FE5 die jeweiligen Fehlersignale FS1, FS2, FS3, FS4, FS5 mit einem Signalpegel „logisch Eins“ ab. Aus diesen Fehlersignalen FS1, FS2, FS3, FS4, FS5 bildet das UND-Gatter VK der Steuereinheit SE durch logische UND-Verknüpfung ein Ausgangssignal mit einem Signalpegel „logisch Eins“ als das Steuersignal SN2 ab und steuert den zweiten Schalter S2 mit diesem Steuersignal SN2 entsprechend. Von diesem Steuersignal SN2 mit dem Signalpegel „logisch Eins“ gesteuert wird der zweite Schalter S2 geschlossenen bzw. in einem geschlossenen Schaltzustand gehalten. Durch den geschlossenen zweiten Schalter S2 wird der Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 über den vierten Strompfad SP4 auf das Massenpotential des Bezugspotentialanschlusses BP bzw. der elektrischen Masse MS gehalten, wodurch der erste Schalter S1 geöffnet und in einem offenen Schaltzustand gehalten wird. Durch den offenen ersten Schalter S1 wird die elektrische Verbindung zwischen dem Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 und dem Bezugspotentialanschluss BP bzw. der elektrischen Masse MS über den ersten Strompfad SP1 unterbrochen. In diesem fehlerfreien Zustand des Stromrichters SR wird der Leistungsschalter LS somit über den Ansteuerpfad AP von der Endstufe ES angesteuert in einer dem Fachmann bekannten Weise geschlossen bzw. geöffnet.
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Tritt einer der oben genannten Fehler in dem Stromrichter SR auf, so erkennt die entsprechende Fehlererkennungseinheit FE1, FE2, FE3, FE4, FE5 den Fehler und setzt den Signalpegel des entsprechenden Fehlersignals FS1, FS2, FS3, FS4 oder FS5 vom ursprünglichen „logisch Eins“ auf „logisch Null“ und gibt dieses Fehlersignal FS1, FS2, FS3, FS4 oder FS5 an das UND-Gatter VK der Steuereinheit SE ab. Daraufhin setzt das UND-Gatter VK den Signalpegel des Steuersignals SN2 von „logisch Eins“ auf „logisch Null“ und steuert den zweiten Schalter S2 entsprechend, sodass dieser nun geöffnet und in einem offenen Schaltzustand gehalten wird.
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Der offene zweite Schalter S2 unterbricht die elektrische Verbindung zwischen dem Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 und dem Bezugspotentialanschluss BP bzw. der elektrischen Masse MS über den vierten Strompfad SP4, sodass der Steueranschluss G1 des ersten Schalters S1 nicht mehr auf dem Massepotential gehalten wird.
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In diesem Fall wird der erste Schalter S1 über den zweiten Strompfad SP2 oder den dritten Strompfad SP3 und somit mit einem Strom, der entweder von der Stromquelle SQ oder durch Entladen der an dem Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 befindlichen elektrischen Ladungen bereitgestellt wird.
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Durch die redundante Ausführung von zwei Ansteuerpfaden, also des zweiten und des dritten Strompfades SP2, SP3, bleibt der erste Schalter S1 auch bei einem Abriss eines der beiden Strompfades SP2 und SP3 sicher ansteuerbar, sodass dieser im Falle eines Fehlers im Stromrichter SR sicher geschlossen und im geschlossenen Schaltzustand gehalten werden kann.
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Bei einem Ausfall der Stromquelle SQ durch beispielsweise Abriss des Strompfades SP3 kann der erste Schalter S1 weiterhin mit den an dem Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 befindlichen elektrischen Ladungen gesteuert geschlossen werden. Folglich können sich die elektrischen Ladungen, die noch an dem Steueranschluss G des Leistungsschalters LS1 verblieben, über den ersten Strompfad SP1 und durch den geschlossenen ersten Schalter S1 bzw. dessen Laststrecke L1 zu der elektrischen Masse MS abfließen und der Leistungsschalter LS1 kann anschließend sicher geöffnet werden. Damit dient die Schaltungsanordnung SA quasi als Notschalter zum sicheren Öffnen des Leistungsschalters LS1 für den Fall, dass eine normale Ansteuerung des Leistungsschalters LS1 über die Endstufe ES nicht mehr möglich ist.
