DE102014016239A1 - DC-DC converter for a motor vehicle and method for operating such a DC-DC converter - Google Patents

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Markus Aberle
Rolf-Peter Eßling
Mathias Kugel
Ralf Müller
Markus Walter
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzelleneinheit (22, 24) mit einem ersten Anschluss (12, 14) zum Anschließen der Brennstoffzelleneinheit (22, 24), mit einem zweiten Anschluss (16, 18) zum Anschließen eines Hochvolt-Netzes des Kraftfahrzeugs sowie mit einem Transformator (26) mit einer ersten Transformatorwicklung (L1a, L1b) und einer zweiten Transformatorwicklung (L2) zur Übertragung von Energie zwischen dem ersten Anschluss (12, 14) und dem zweiten Anschluss (16, 18), wobei der Transformator (26) dazu ausgelegt ist, eine galvanische Trennung zwischen dem ersten Anschluss (12, 14) und dem zweiten Anschluss (16, 18) bereitzustellen. Weiterhin umfasst der Gleichspannungswandler (10) einen ersten Transistor (T1) und einen zweiten Transistor (T2) zur elektrischen Kopplung der ersten Transformatorwicklung (L1a, L1b) mit dem ersten Anschluss (12, 14), sowie einer Treiberschaltung (28) zur Ansteuerung des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) in einem ersten Betriebszustand des Gleichspannungswandlers (10), wobei eine Schutzbeschaltung (R1, R2, D1, D2) dazu ausgelegt ist, in einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Treiberschaltung (28) keine Ansteuerung des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) bereitstellt, einen vorgebbaren Schaltzustand des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) einzustellen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Gleichspannungswandler sowie ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Gleichspannungswandlers.The invention relates to a DC converter (10) for a motor vehicle having a fuel cell unit (22, 24) with a first connection (12, 14) for connecting the fuel cell unit (22, 24) to a second connection (16, 18) for connecting a fuel cell unit High-voltage network of the motor vehicle and a transformer (26) having a first transformer winding (L1a, L1b) and a second transformer winding (L2) for transmitting energy between the first terminal (12, 14) and the second terminal (16, 18) wherein the transformer (26) is adapted to provide a galvanic isolation between the first terminal (12, 14) and the second terminal (16, 18). Furthermore, the DC-DC converter (10) comprises a first transistor (T1) and a second transistor (T2) for electrically coupling the first transformer winding (L1a, L1b) to the first terminal (12, 14), and a driver circuit (28) for driving the first transistor (T1) and the second transistor (T2) in a first operating state of the DC-DC converter (10), wherein a protective circuit (R1, R2, D1, D2) is adapted, in a second operating state in which the driver circuit (28) no control of the first transistor (T1) and the second transistor (T2) provides to set a predetermined switching state of the first transistor (T1) and the second transistor (T2). Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a DC-DC converter and a method for operating such a DC-DC converter.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzelleneinheit, welcher einen ersten Anschluss zum Anschließen der Brennstoffzelleneinheit sowie einen zweiten Anschluss zum Anschließen eines Hochvolt-Netzes des Kraftfahrzeugs und einen Transformator mit einer ersten Transformatorwicklung und einer zweiten Transformatorwicklung zur Übertragung von Energie zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss umfasst. Dabei ist der Transformator dazu ausgelegt, eine galvanische Trennung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss bereitzustellen. Des Weiteren umfasst der Gleichspannungswandler einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor zur elektrischen Kopplung der ersten Transformatorwicklung mit dem ersten Anschluss und eine Treiberschaltung zur Ansteuerung des ersten Transistors und des zweiten Transistors in einem ersten Betriebszustand des Gleichspannungswandlers. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Gleichspannungswandler. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Gleichspannungswandlers.The invention relates to a DC converter for a motor vehicle with a fuel cell unit, which has a first connection for connecting the fuel cell unit and a second connection for connecting a high-voltage network of the motor vehicle and a transformer having a first transformer winding and a second transformer winding for transmitting energy between the first Terminal and the second terminal includes. In this case, the transformer is designed to provide a galvanic isolation between the first terminal and the second terminal. Furthermore, the DC-DC converter comprises a first transistor and a second transistor for electrically coupling the first transformer winding to the first terminal and a driver circuit for driving the first transistor and the second transistor in a first operating state of the DC-DC converter. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a DC-DC converter. Finally, the invention relates to a method for operating such a DC-DC converter.

Neben wiederaufladbaren Akkumulatoren gewinnen Brennstoffzellen zunehmend an Bedeutung für die Versorgung elektrischer Antriebe in Kraftfahrzeugen. Im Unterschied zu einer Akkumulatorzelle ist bei einer Brennstoffzelle die elektrische Energie nicht innerhalb der Zelle vorrätig gespeichert, sondern wird im laufenden Betrieb kontinuierlich zugeführt. Beide Systeme benötigen jedoch eine Koppelvorrichtung zum Anschließen an ein Hochvolt-Netz des Kraftfahrzeugs, an welchem diverse Verbraucher und insbesondere die Antriebseinheit angeschlossen sind, wobei neben der Hauptfunktion der Kupplung der beiden unterschiedlichen Spannungsebenen auch eine sichere Trennung der beiden Netze in einem Fehlerfall gewährleistet sein muss. So besteht beispielsweise die Anforderung nach einem Schutz vor gefährlichen Spannungen, so dass im Falle einer Trennung der Batterie oder Brennstoffzelle von dem übrigen Hochvolt-Netz die Spannung an diesem innerhalb einer vorgegebenen Zeit kleiner als 60 V sein muss.In addition to rechargeable batteries gain fuel cells increasingly important for the supply of electric drives in motor vehicles. In contrast to an accumulator cell, the electrical energy is not stored in stock in the cell in a fuel cell, but is continuously supplied during operation. However, both systems require a coupling device for connection to a high-voltage network of the motor vehicle to which various consumers and in particular the drive unit are connected, in addition to the main function of the coupling of the two different voltage levels and a secure separation of the two networks must be ensured in case of failure , For example, there is a requirement for protection against dangerous voltages, so that in the case of a separation of the battery or fuel cell from the rest of the high-voltage network, the voltage must be less than 60 V within a given time.

Zur Realisierung einer sicheren elektrischen Trennung werden häufig elektromechanische Leistungsschalter eingesetzt. Gegenüber einer rein elektronischen Lösung ist hier jedoch ein erhöhter Verschleiß und somit eine geringere Zuverlässigkeit zu verzeichnen. In diesem Zusammenhang offenbart die DE 10102243 A1 eine Vorrichtung zur Erzeugung und Verteilung von elektrischer Energie in einem Fahrzeug.To realize a safe electrical isolation electromechanical circuit breakers are often used. Compared to a purely electronic solution, however, an increased wear and thus a lower reliability is recorded here. In this context, the DE 10102243 A1 a device for generating and distributing electrical energy in a vehicle.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Koppelvorrichtung zwischen einer Brennstoffzelle und einem Hochvolt-Netz für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche ein sicheres Abschalten der Spannung an dem Hochvolt-Netz ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a coupling device between a fuel cell and a high-voltage network for a motor vehicle, which enables safe disconnection of the voltage at the high-voltage network.

Diese Aufgabe wird durch einen Gleichspannungswandler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a DC-DC converter having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 7. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß der Erfindung wird ein gattungsgemäßer Gleichspannungswandler derart weitergebildet, dass dieser eine Schutzbeschaltung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, in einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Treiberschaltung keine Ansteuerung des ersten Transistors und des zweiten Transistors bereitstellt, einen vorgebbaren Schaltzustand des ersten Transistors und des zweiten Transistors einzustellen.According to the invention, a generic DC-DC converter is developed in such a way that it has a protective circuit which is designed, in a second operating state in which the driver circuit provides no driving of the first transistor and the second transistor, a predeterminable switching state of the first transistor and the second Adjust transistor.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass im Fehlerfall beispielsweise bei einem Defekt der Treiberschaltung oder bei einer mangelhaften Energieversorgung der Treiberschaltung ein an die Schaltungstopologie angepasster Schaltzustand des ersten Transistors und des zweiten Transistors derart eingestellt werden kann, dass die durch den Energiewandler übertragenen Leistung möglichst schnell reduziert wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Brennstoffzelle zu entladen beziehungsweise kurzzuschließen, wobei gleichzeitig die Brennstoffzufuhr an die Brennstoffzelle reduziert oder abgeschaltete werden kann. Durch geeignete Einstellung des Schaltzustands der beiden Transistoren kann somit in Verbindung mit der entsprechend gewählten Topologie des Gleichspannungswandlers eine bestimmte Impedanz als Last an die Brennstoffzelle angelegt werden, insbesondere kann die Brennstoffzelle kurzgeschlossen werden.This results in the advantage that in the event of a fault, for example in the case of a defect in the driver circuit or in the case of a defective power supply to the driver circuit, a switching state of the first transistor and of the second transistor adapted to the circuit topology can be set such that the power transmitted by the energy converter is reduced as quickly as possible becomes. In particular, it can be provided to discharge or short-circuit the fuel cell, wherein at the same time the fuel supply to the fuel cell can be reduced or switched off. By suitable adjustment of the switching state of the two transistors can thus be applied in connection with the appropriately selected topology of the DC-DC converter, a certain impedance as a load to the fuel cell, in particular, the fuel cell can be short-circuited.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Treiberschaltung dazu ausgelegt, in dem ersten Betriebzustand den ersten Transistor und den zweiten Transistor abwechselnd getaktet einzuschalten.In a preferred embodiment, the driver circuit is designed to turn on the first transistor and the second transistor alternately clocked in the first operating state.

Damit kann beispielsweise eine Transformatorwicklung angesteuert werden, welcher eine Mittenanzapfung aufweist. Der Gleichspannungswandler kann jedoch auch eine anderen Schaltungstopologie aufweisen, insbesondere auch Schaltungstopologien mit mehr als zwei Transistoren beispielsweise eine Vollbrückenanordnung.Thus, for example, a transformer winding can be controlled, which has a center tap. However, the DC-DC converter may also have a different circuit topology, in particular also circuit topologies with more than two transistors, for example a full-bridge arrangement.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Treiberschaltung dazu ausgelegt, in dem ersten Betriebszustand den ersten Transistor und den zweiten Transistor gleichzeitig einzuschalten und dadurch insbesondere einen Entladungspfad für die Brennstoffzelleneinheit an dem ersten Anschluss über den Transformator bereitzustellen. Dadurch kann im Rahmen eines betriebsmäßigen Ablaufschemas für die Inbetriebnahme beziehungsweise Außerbetriebnahme der Brennstoffzelleneinheit ein definiertes Belastungsprofil bereitgestellt werden.In a preferred embodiment, the driver circuit is configured to switch on the first transistor and the second transistor simultaneously in the first operating state and thereby in particular, to provide a discharge path for the fuel cell unit at the first terminal via the transformer. As a result, a defined load profile can be provided as part of an operational flowchart for the commissioning or decommissioning of the fuel cell unit.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzbeschaltung dazu ausgelegt, in dem zweiten Betriebszustand den ersten Transistor und den zweiten Transistor gleichzeitig einzuschalten. Bei fehlender Ansteuerung der beiden Transistoren seitens der Treiberschaltung besteht daher die Möglichkeit, die Brennstoffzelleneinheit solange zu entladen, bis eine von der Brennstoffzelleneinheit selbst gelieferte Spannung nicht mehr ausreicht, die Schutzbeschaltung weiter zu betreiben. In diesem Fall ist dann allerdings die Spannung über der Brennstoffzelleneinheit weit unter den zulässigen Wert abgesunken.In a preferred embodiment, the protective circuit is designed to switch on the first transistor and the second transistor simultaneously in the second operating state. In the absence of control of the two transistors by the driver circuit, therefore, there is the possibility of discharging the fuel cell unit until a voltage supplied by the fuel cell unit itself is no longer sufficient to continue to operate the protective circuit. In this case, however, then the voltage across the fuel cell unit has dropped well below the allowable value.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist parallel zu dem ersten Anschluss ein Schaltelement angeordnet, wodurch ein Entladungspfad für die Brennstoffzelleneinheit an dem ersten Anschluss bereitgestellt ist, insbesondere ein Kurzschlusspfad. Dieses Schaltelement kann vorzugsweise durch ein Halbleiterbauelement, insbesondere durch einen Thyristor gegeben sein. Es kann sich jedoch auch um ein elektromechanisches Bauelement handeln.In an advantageous development, a switching element is arranged parallel to the first connection, whereby a discharge path for the fuel cell unit is provided at the first connection, in particular a short-circuit path. This switching element may preferably be given by a semiconductor component, in particular by a thyristor. However, it may also be an electromechanical component.

Bevorzugt kann ein Kraftfahrzeug einen derartigen Gleichspannungswandler aufweisen, wodurch sich ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ergibt.A motor vehicle may preferably have such a DC-DC converter, resulting in a motor vehicle according to the invention.

Verfahrensseitig wird vorgeschlagen, einen gattungsgemäßen Gleichspannungswandler derart zu betreiben, dass in einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Treiberschaltung keine Ansteuerung des ersten Transistors und des zweiten Transistors bereitstellt, mittels einer Schutzbeschaltung ein vorgebbarer Schaltzustand des ersten Transistors und des zweiten Transistors eingestellt wird.In terms of the method, it is proposed to operate a generic DC-DC converter such that in a second operating state, in which the driver circuit does not provide activation of the first transistor and of the second transistor, a predeterminable switching state of the first transistor and of the second transistor is set by means of a protective circuit.

Die für den erfindungsgemäßen Gleichspannungswandler beschriebenen Vorteile und Merkmale sowie Ausführungsformen gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt. Folglich können für Vorrichtungsmerkmale entsprechende Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein.The advantages and features and embodiments described for the DC-DC converter according to the invention apply equally to the method according to the invention and vice versa. Consequently, corresponding device features and vice versa can be provided for device features.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. eine vereinfachte Darstellung einer Schaltungsanordnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gleichspannungswandlers.The single FIGURE shows a simplified representation of a circuit arrangement of a preferred embodiment of the DC-DC converter according to the invention.

Der Gleichspannungswandler weist einen ersten zweipoligen Anschluss bestehend aus den beiden Anschlusspunkten 12 und 14 auf, welcher zum Anschließen einer Brennstoffzelleneinheit bestimmt ist. Dabei ist der Anschlusspunkt 12 einem positiven Anschluss der Brennstoffzelleneinheit und der Anschlusspunkt 14 einem negativen Anschluss der Brennstoffzelleneinheit zugeordnet. Eine erste Transformatorwicklung, welche aus zwei in Serie geschalteten Teilwicklungen L1a und L1b besteht, sowie eine zweite Transformatorwicklung L2 sind Teil eines Transformators 26. Der als Mittelanzapfung der ersten Transformatorwicklung ausgebildete Verbindungspunkt der Teilwicklungen L1a und L1b ist elektrisch verbunden mit dem Anschlusspunkt 12. Der Anschluss der ersten Transformatorwicklung auf der Seite der Teilwicklung L1a ist elektrisch verbunden mit der Arbeitselektrode eines Transistors T1. In ebensolcher Weise ist der gegenüberliegende Anschluss der ersten Transformatorwicklung, welcher auf der Seite der Transformatorteilwicklung L1b liegt, elektrisch mit der Arbeitselektrode eines Transistors T2 verbunden. Die Bezugselektroden der Transistoren T1 und T2 sind elektrisch miteinander verbunden sowie außerdem elektrisch verbunden mit dem Anschlusspunkt 14. Eine Treiberschaltung 28 ist auf einer Seite elektrisch verbunden mit der Steuerelektrode des Transistors T1 sowie auf der anderen Seite mit der Steuerelektrode des Transistors T2. Des Weiteren ist zwischen der Steuerelektrode des Transistors T1 und dem ersten Anschlusspunkt 12 ein Widerstand R1 angeordnet, desgleichen ein Widerstand R2 zwischen der Steuerelektrode des zweiten Transistors T2 und dem Anschlusspunkt 12. Zwischen der Steuerelektrode des Transistors T1 und einem durch den Anschlusspunkt 14 definierten Bezugspotenzial ist einer Zener-Diode D1 in Sperrrichtung angeordnet, das heißt die Kathode der Zener-Diode D1 ist an der Steuerelektrode des Transistors T1 angeschlossen und die Anode der Diode D1 ist elektrisch mit dem Anschlusspunkt 14 verbunden. Des Weiteren ist eine zweite Zener-Diode D2 zwischen der Steuerelektrode des Transistors T2 und dem Bezugspotenzial, welches durch den Anschlusspunkt 14 gegeben ist, angeordnet, wobei die Kathode der zweiten Zener-Diode D2 mit der Steuerelektrode des Transistors T2 elektrisch verbunden ist und der Anodenanschluss der zweiten Zener-Diode D2 mit dem Bezugspotenzial elektrisch verbunden ist.The DC-DC converter has a first two-pole connection consisting of the two connection points 12 and 14 which is intended for connection of a fuel cell unit. Here is the connection point 12 a positive terminal of the fuel cell unit and the connection point 14 associated with a negative terminal of the fuel cell unit. A first transformer winding, which consists of two series-connected partial windings L1a and L1b, and a second transformer winding L2 are part of a transformer 26 , The connection point of the partial windings L1a and L1b which is designed as the center tap of the first transformer winding is electrically connected to the connection point 12 , The connection of the first transformer winding on the side of the partial winding L1a is electrically connected to the working electrode of a transistor T1. Likewise, the opposite terminal of the first transformer winding, which is on the side of the transformer sub-winding L1b, is electrically connected to the working electrode of a transistor T2. The reference electrodes of the transistors T1 and T2 are electrically connected to each other and also electrically connected to the connection point 14 , A driver circuit 28 is electrically connected on one side with the control electrode of the transistor T1 and on the other side with the control electrode of the transistor T2. Furthermore, between the control electrode of the transistor T1 and the first connection point 12 a resistor R1, as well as a resistor R2 between the control electrode of the second transistor T2 and the connection point 12 , Between the control electrode of the transistor T1 and one through the connection point 14 defined reference potential is arranged in the reverse direction of a Zener diode D1, that is, the cathode of the Zener diode D1 is connected to the control electrode of the transistor T1 and the anode of the diode D1 is electrically connected to the connection point 14 connected. Furthermore, a second zener diode D2 is connected between the control electrode of the transistor T2 and the reference potential, which passes through the connection point 14 is given, wherein the cathode of the second Zener diode D2 is electrically connected to the control electrode of the transistor T2 and the anode terminal of the second Zener diode D2 is electrically connected to the reference potential.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Transistoren T1 und T2 durch IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) realisiert, dementsprechend kann die Bezugselektrode auch als Emitter, die Arbeitselektrode als Kollektor und die Steuerelektrode als Gate bezeichnet werden. Selbstverständlich können die Transistoren auch durch andere Halbleiterbauelemente realisiert sein, insbesondere MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Bei einem MOSFET kann die Bezugselektrode auch als Source, die Arbeitselektrode als Drain und die Steuerelektrode als Gate bezeichnet werden. In the illustrated embodiment, the transistors T1 and T2 are realized by IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), accordingly, the reference electrode may also be referred to as an emitter, the working electrode as a collector and the control electrode as a gate. Of course, the transistors can also be realized by other semiconductor devices, in particular MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). In a MOSFET, the reference electrode may also be referred to as a source, the working electrode as a drain, and the control electrode as a gate.

Auf der rechten Seite der Darstellung weist die Schaltungsanordnung einen zweipoligen zweiten Anschluss auf, welcher durch die Anschlusspunkte 16 und 18 gegeben ist, welcher zum Anschließen eines Hochvolt-Netzes des Kraftfahrzeugs dient. Dabei ist der Anschlusspunkt 16 dem positiven Anschluss des Hochvolt-Netzes zugeordnet und der Anschlusspunkt 18 dem negativen Anschluss des Hochvolt-Netzes zugeordnet. Zwischen den beiden Anschlusspunkten 16 und 18 ist ein Kondensator, insbesondere ein Elektrolytkondensator, C1 angeordnet. Des Weiteren ist zwischen den beiden Anschlusspunkte 16 und 18 ein Brückengleichrichter gebildet aus vier Dioden D3, D4, D5 und D6 angeordnet, wobei die Kathoden der Dioden D3 und D5 gemeinsam elektrisch mit dem positiven Anschlusspunkt 16 verbunden sind sowie die die Anoden der Dioden D4 und D6 gemeinsam mit dem negativen Anschlusspunkt 18 verbunden sind. Der elektrische Verbindungspunkt der Kathode der Diode D3 und der Anode der Diode D4 ist verbunden mit einem ersten Anschluss der zweiten Transformatorwicklung L2, der elektrische Verbindungspunkt der Anode der Diode D5 und der Kathode der Diode D6 ist verbunden mit einem zweiten Anschlusspunkt der zweiten Transformatorwicklung L2.On the right side of the illustration, the circuit arrangement has a two-pole second connection, which passes through the connection points 16 and 18 is given, which serves for connecting a high-voltage network of the motor vehicle. Here is the connection point 16 assigned to the positive connection of the high-voltage network and the connection point 18 assigned to the negative connection of the high-voltage network. Between the two connection points 16 and 18 is a capacitor, in particular an electrolytic capacitor, C1 arranged. Furthermore, between the two connection points 16 and 18 a bridge rectifier formed of four diodes D3, D4, D5 and D6 arranged, wherein the cathodes of the diodes D3 and D5 together electrically to the positive connection point 16 and the anodes of the diodes D4 and D6 together with the negative terminal 18 are connected. The electrical connection point of the cathode of the diode D3 and the anode of the diode D4 is connected to a first terminal of the second transformer winding L2, the electrical connection point of the anode of the diode D5 and the cathode of the diode D6 is connected to a second connection point of the second transformer winding L2.

Durch den Anschlusspunkt 18 auf der rechten Seite der Schaltungsanordnung ist ein weiteres Bezugspotenzial gegeben, welches von dem durch den Anschlusspunkt 14 definierten Bezugspotenzial galvanisch getrennt ist. Ein optional eingesetzter Schalter S1 zwischen dem Anschlusspunkt 14 und dem Anschlusspunkt 18 kann zur Herstellung eines definierten Potenzialbezugs vorgesehen sein.Through the connection point 18 on the right side of the circuit arrangement is given a further reference potential, which of the through the connection point 14 defined reference potential is galvanically isolated. An optional switch S1 between the connection point 14 and the connection point 18 can be provided for the production of a defined potential reference.

Zwischen den Anschlusspunkten 12 und 14 ist eine erste Brennstoffzelle 22 und eine zweite Brennstoffzelle 24 in Serienschaltung angeordnet, welche eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennstoffzelleneinheit darstellen. Diese Anordnung steht stellvertretend für eine beliebige Anordnung von Brennstoffzellen in Parallel- und/oder Serienschaltung in beliebiger Konfiguration aufgeteilt in einzelne Brennstoffzellenstapel.Between the connection points 12 and 14 is a first fuel cell 22 and a second fuel cell 24 arranged in series, which represent an exemplary embodiment of a fuel cell unit. This arrangement is representative of any arrangement of fuel cells in parallel and / or series connection in any configuration divided into individual fuel cell stacks.

Parallel zu den in Serie geschalteten Brennstoffzellen 22 und 24, das heißt zwischen den Anschlusspunkten 12 und 14, kann optional ein Schaltelement angeordnet sein, welches bevorzugt als Thyristor Th1 ausgebildet ist. Die Kathode als Bezugselektrode des Thyristors Th1 ist elektrisch mit dem durch den Anschlusspunkt 14 definierten Bezugspotenzial gekoppelt und die Anode als Arbeitselektrode des Thyristors Th1 ist elektrisch mit dem Anschlusspunkt 12 gekoppelt. Das Gate als Steuerelektrode des Thyristors Th1 ist elektrisch mit der Treiberschaltung 28 gekoppelt.Parallel to the series-connected fuel cells 22 and 24 that is between the connection points 12 and 14 , Optionally, a switching element may be arranged, which is preferably designed as a thyristor Th1. The cathode as the reference electrode of the thyristor Th1 is electrically connected to that through the connection point 14 defined reference potential coupled and the anode as a working electrode of the thyristor Th1 is electrically connected to the connection point 12 coupled. The gate as a control electrode of the thyristor Th1 is electrically connected to the driver circuit 28 coupled.

Die Transistoren werden über den Treiber 28 abwechselnd angesteuert, typischerweise liegt dabei die Schaltfrequenz im oberen kHz-Bereich, vorzugsweise ist diese größer als 20 kHz, insbesondere größer als 40 kHz. Die Spannung der Brennstoffzelleneinheit zwischen den Anschlusspunkten 12 und 14 ist typischerweise niedriger als die Spannung an dem Hochvolt-Netz zwischen den Anschlusspunkten 16 und 18. Da ein Brennstoffzellenstapel eine hohe Eigenkapazität aufweist, kann eine Glättungskapazität zwischen den Anschlusspunkten 12 und 14 klein dimensioniert werden oder sogar ganz entfallen.The transistors are via the driver 28 alternately driven, typically the switching frequency is in the upper kHz range, preferably this is greater than 20 kHz, in particular greater than 40 kHz. The voltage of the fuel cell unit between the connection points 12 and 14 is typically lower than the voltage on the high-voltage network between the connection points 16 and 18 , Since a fuel cell stack has a high self-capacitance, a smoothing capacity between the connection points 12 and 14 be dimensioned small or even completely omitted.

Wenn keine Ansteuerung über die Treiberschaltung 28 erfolgt, so wird die Steuerelektrode des Transistors T1 über den Widerstand R1 und die Steuerelektrode des Transistors T2 über den Widerstand R2 mit Spannung versorgt und damit der jeweilige Transistor in den leitenden Zustand versetzt. Eine zwischen die Steuerelektrode und die Bezugselektrode des Transistors T1 geschaltete Zener-Diode D1 und eine zwischen die Steuerelektrode und die Bezugselektrode des Transistors T2 geschaltete Zener-Diode D2 dienen hier jeweils der Spannungsbegrenzung. Durch die Widerstände R1 und R2 sowie die Zener-Dioden D1 und D2 ist beispielhaft eine Schutzbeschaltung dargestellt. Selbstverständlich ist die Schutzbeschaltung auch durch andere Bauelemente und/oder Schaltungsanordnungen realisierbar. Insbesondere kann eine Energieversorgung der Schutzbeschaltung zur Einstellung eines vorgebbaren Schaltzustands des Transistors T1 und eines vorgebbaren Schaltzustands des Transistors T2 aus der Brennstoffzelleneinheit vorgesehen sein.If no control via the driver circuit 28 takes place, the control electrode of the transistor T1 is supplied via the resistor R1 and the control electrode of the transistor T2 via the resistor R2 with voltage and thus the respective transistor is set in the conductive state. A zener diode D1 connected between the control electrode and the reference electrode of the transistor T1 and a Zener diode D2 connected between the control electrode and the reference electrode of the transistor T2 serve here in each case for limiting the voltage. By the resistors R1 and R2 and the Zener diodes D1 and D2 a protective circuit is shown by way of example. Of course, the protective circuit can also be realized by other components and / or circuit arrangements. In particular, a power supply of the protective circuit for setting a predeterminable switching state of the transistor T1 and a predeterminable switching state of the transistor T2 may be provided from the fuel cell unit.

Mittels der durch die Schutzbeschaltung bereitgestellten Funktion kann die Brennstoffzelleneinheit entladen werden, beispielsweise bei einem Unfall oder bei der Demontage. Die sichere Entladung der Brennstoffzelleneinheit ist somit auch gewährleistet, wenn die Treiberschaltung 28 nicht mehr versorgt wird, zum Beispiel bei der Demontage oder beim Transport der Brennstoffzelleneinheit.By means of the function provided by the protective circuit, the fuel cell unit can be discharged, for example in the event of an accident or during disassembly. The safe discharge of the fuel cell unit is thus ensured even if the driver circuit 28 is no longer supplied, for example, during disassembly or during transport of the fuel cell unit.

Somit können die Transistoren T1 und T2 mehrere Funktionen übernehmen:
Bei einem abwechselnd getakteten Betrieb der Transistoren T1 und T2 als Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler) kann ein Sollwert für das Tastverhältnis des Gleichspannungswandlers so von einer Steuerelektronik eingeregelt werden, dass ein vorgegebener Sollstrom der Brennstoffzelleneinheit erreicht wird. Die Steuerelektronik des Gleichspannungswandlers kann dabei auch die Spannung des der Brennstoffzelleneinheit überwachen, die von einem übergeordneten Steuergerät zum Beispiel über CAN-Bus vorgegeben werden kann. Bei Überschreitung einer maximalen Spannung der der Brennstoffzelleneinheit kann automatisch der Strom durch die Brennstoffzelleneinheit erhöht werden, entsprechend kann bei Unterschreiten einer minimalen Spannung des Brennstoffzellenstapels automatisch der Strom durch die Brennstoffzelleneinheit reduziert werden.Thus, the transistors T1 and T2 can perform several functions:
In an alternately clocked operation of the transistors T1 and T2 as a DC-DC converter (DC / DC converter), a target value for the duty cycle of the DC-DC converter can be adjusted by a control electronics, that a predetermined target current of the fuel cell unit is achieved. The control electronics of the DC-DC converter can also monitor the voltage of the fuel cell unit, which can be specified by a higher-level control unit, for example via CAN bus. When a maximum voltage of the fuel cell unit is exceeded, the current through the fuel cell unit can be automatically increased; accordingly, when the fuel cell stack falls below a minimum voltage, the current through the fuel cell unit can be automatically reduced.

Die gleichzeitige Ansteuerung der beiden Transistoren T1 und T2 durch die Treiberschaltung 28 kann zum Kurzschließen der Brennstoffzelleneinheit und damit zum Aufwärmen der der Brennstoffzelleneinheit beispielsweise bei kalten Umgebungstemperaturen benutzt werden („Gefrierstart”).The simultaneous control of the two transistors T1 and T2 by the driver circuit 28 can be used to short-circuit the fuel cell unit and thus to warm the fuel cell unit, for example, at cold ambient temperatures ("freeze start").

Ohne Ansteuerung seitens der Treiberschaltung 28 kann die Brennstoffzelleneinheit selbsttätig mittels der Schutzbeschaltung entladen werden. Neben einer sicheren elektrischen Trennung des Hochvolt-Netzes durch die galvanisch getrennte Auslegung des Transformators 26 kann eine schnelle Entladung des Hochvolt-Netzes erreicht werden. Die selbsttätige Aktivierung eines Entladungspfads über die Teilwicklung L1a und/oder L1b mit Hilfe der Schutzbeschaltung ermöglicht den Verzicht auf ein separates Kurzschlusselement an der Brennstoffzelleneinheit.Without control by the driver circuit 28 the fuel cell unit can be discharged automatically by means of the protective circuit. In addition to a safe electrical isolation of the high-voltage network through the galvanic isolation of the transformer 26 Fast discharge of the high-voltage network can be achieved. The automatic activation of a discharge path via the partial winding L1a and / or L1b with the aid of the protective circuit makes it possible to dispense with a separate short-circuit element on the fuel cell unit.

Wenn beide Transistoren T1 und T2 gleichzeitig angesteuert werden, können sie auf Grund ihrer Parallelschaltung den doppelten Strom führen, wie im Betrieb als Gleichspannungswandler. Für die Entladung der Brennstoffzelleneinheit erhöht die Parallelschaltung der Transistoren T1 und T2 damit auch die Zuverlässigkeit.If both transistors T1 and T2 are driven simultaneously, they can carry twice the current due to their parallel connection, as in operation as a DC-DC converter. For the discharge of the fuel cell unit, the parallel connection of the transistors T1 and T2 thus also increases the reliability.

Im Taktbetriebe können die Transistoren einen Gleichstrom mit einem überlagerten Wechselanteil an der Brennstoffzelleneinheit erzeugen, welcher von einer Impedanzmessenrichtung ausgewertet werden kann.In clock mode, the transistors can generate a direct current with a superimposed alternating component on the fuel cell unit, which can be evaluated by an impedance measurement direction.

Des Weiteren kann durch eine Strom- und/oder Spannungsmessung eine Diagnose der Transistoren durchgeführt werden.Furthermore, a diagnosis of the transistors can be carried out by a current and / or voltage measurement.

Der Transformator 26 sorgt für eine galvanische Trennung zwischen der Brennstoffzelleneinheit und dem Hochvolt-Netz. Damit können elektromechanische Schalter entfallen, was insbesondere eine damit verbundene komplexe Überwachungs- und Zuschaltstrategie entbehrlich macht.The transformer 26 ensures galvanic isolation between the fuel cell unit and the high-voltage network. This eliminates electromechanical switches, which makes dispensable especially a complex monitoring and Zuschaltstrategie associated therewith.

Das Hochvolt-Netz kann über den Gleichspannungswandler vorgeladen werden. eine Vorladeschaltung ist nicht erforderlich. Auch hierbei wird die damit verbundene komplexe Überwachungs- und Zuschaltstrategie überflüssig.The high-voltage network can be pre-charged via the DC-DC converter. a precharge circuit is not required. Again, the associated complex monitoring and Zuschaltstrategie is superfluous.

Mit dem optionalen Schalter S1 kann das Hochvolt-Netz mit dem Stromkreis der die Brennstoffzelleneinheit verbunden werden und somit mittels einer gemeinsamen Isolationsüberwachungseinrichtung überwacht werden.With the optional switch S1, the high-voltage network can be connected to the circuit of the fuel cell unit and thus monitored by means of a common insulation monitoring device.

Beim Abschalten der Brennstoffzelleneinheit zum Beispiel bei einem Unfall, kann auch ein Ventil, über das die Brennstoffzelleneinheit mit Brennstoff versorgt wird, abgeschaltet werden (in der Fig. nicht dargestellt).When switching off the fuel cell unit, for example in an accident, a valve, via which the fuel cell unit is supplied with fuel, can be switched off (not shown in the figure).

Der optional einsetzbare Thyristor Th1 kann als zusätzliches Sicherheitselement eingesetzt werden, um zum Beispiel bei einem Unfall, bei Wartungs-, Reparatur- oder Transportarbeiten oder bei unberechtigter Benutzung die Brennstoffzelleneinheit kurzzuschließen.The optionally usable thyristor Th1 can be used as an additional security element to short-circuit the fuel cell unit, for example, in an accident, during maintenance, repair or transport work or unauthorized use.

Weiterhin kann die Treiberschaltung 28 dazu ausgelegt sein, Teilfunktionen einer Wegfahrsperre zu übernehmen.Furthermore, the driver circuit 28 be designed to take over sub-functions of an immobilizer.

Der Transformator 26 kann auch zweiteilig ausgeführt sein und so eine induktive Energieübertragung aus einer „Stack-Box” in eine „Energieverteilerbox” realisieren.The transformer 26 can also be made in two parts and so realize an inductive energy transfer from a "stack box" in a "power distribution box".

Das Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend. So können natürlich Funktionen, insbesondere elektronische Bauteile und der Gleichspannungswandler, beliebig gestaltet sein, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen.The embodiment is merely illustrative of the invention and is not limitative of it. Thus, of course, functions, in particular electronic components and the DC-DC converter, can be designed arbitrarily, without departing from the spirit of the invention.

Somit wurde abschließend gezeigt, wie ein DC/DC-Wandler mit Schutzfunktion ein Brennstoffzellensystem für Automotive-Anwendungen ohne Einsatz elektromechanischer Leistungsschalter zwischen Brennstoffzellen-Stack und HV-Bus den HV-Bus sicher abschalten beziehungsweise innerhalb weniger Sekunden auf eine Spannung kleiner 60 V bringen kann.Thus, it was finally shown how a DC / DC converter with protective function safely switches off a fuel cell system for automotive applications without the use of electromechanical circuit breakers between fuel cell stack and HV bus HV bus within a few seconds to a voltage less than 60V ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
GleichspannungswandlerDC converter
1212
Anschlusspunktconnection point
1414
Anschlusspunktconnection point
1616
Anschlusspunktconnection point
1818
Anschlusspunktconnection point
22 22
Brennstoffzellefuel cell
2424
Brennstoffzellefuel cell
2626
Transformatortransformer
2828
Treiberschaltungdriver circuit
D1D1
Zener-DiodeZener diode
D2D2
Zener-DiodeZener diode
D3D3
Diodediode
D4D4
Diodediode
D5D5
Diodediode
D6D6
Diodediode
L1aL1a
Teilwicklungpart winding
L1bL1b
Teilwicklungpart winding
L2L2
Transformatorwicklungtransformer winding
T1T1
Transistortransistor
T2T2
Transistortransistor
Th1Th1
Thyristorthyristor
R1R1
Widerstandresistance
R2R2
Widerstandresistance
S1S1
Schalterswitch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10102243 A1 [0003] DE 10102243 A1 [0003]

Claims (8)

Gleichspannungswandler (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzelleneinheit (22, 24) mit: – einem ersten Anschluss (12, 14) zum Anschließen der Brennstoffzelleneinheit (22, 24), – einem zweiten Anschluss (16, 18) zum Anschließen eines Hochvolt-Netzes des Kraftfahrzeugs, – einem Transformator (26) mit einer ersten Transformatorwicklung (L1a, L1b) und einer zweiten Transformatorwicklung (L2) zur Übertragung von Energie zwischen dem ersten Anschluss (12, 14) und dem zweiten Anschluss (16, 18), wobei der Transformator (26) dazu ausgelegt ist, eine galvanische Trennung zwischen dem ersten Anschluss (12, 14) und dem zweiten Anschluss (16, 18) bereitzustellen, – einem ersten Transistor (T1) und einem zweiten Transistor (T2) zur elektrischen Kopplung der ersten Transformatorwicklung (L1a, L1b) mit dem ersten Anschluss (12, 14), und – einer Treiberschaltung (28) zur Ansteuerung des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) in einem ersten Betriebszustand des Gleichspannungswandlers (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (10) eine Schutzbeschaltung (R1, R2, D1, D2) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, in einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Treiberschaltung (28) keine Ansteuerung des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) bereitstellt, einen vorgebbaren Schaltzustand des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) einzustellen.DC-DC converter ( 10 ) for a motor vehicle with a fuel cell unit ( 22 . 24 ) with: - a first connection ( 12 . 14 ) for connecting the fuel cell unit ( 22 . 24 ), - a second connection ( 16 . 18 ) for connecting a high-voltage network of the motor vehicle, - a transformer ( 26 ) with a first transformer winding (L1a, L1b) and a second transformer winding (L2) for the transmission of energy between the first terminal ( 12 . 14 ) and the second connection ( 16 . 18 ), the transformer ( 26 ) is designed to provide galvanic isolation between the first terminal ( 12 . 14 ) and the second connection ( 16 . 18 ), - a first transistor (T1) and a second transistor (T2) for electrically coupling the first transformer winding (L1a, L1b) to the first terminal ( 12 . 14 ), and - a driver circuit ( 28 ) for driving the first transistor (T1) and the second transistor (T2) in a first operating state of the DC-DC converter ( 10 ), characterized in that the DC-DC converter ( 10 ) has a protective circuit (R1, R2, D1, D2) which is designed, in a second operating state, in which the driver circuit ( 28 ) provides no control of the first transistor (T1) and the second transistor (T2) to set a predetermined switching state of the first transistor (T1) and the second transistor (T2). Gleichspannungswandler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (28) dazu ausgelegt ist, in dem ersten Betriebszustand den ersten Transistor (T1) und den zweiten Transistor (T2) abwechselnd getaktet einzuschalten.DC-DC converter ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the driver circuit ( 28 ) is adapted to turn on the first transistor (T1) and the second transistor (T2) alternately clocked in the first operating state. Gleichspannungswandler (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (28) dazu ausgelegt ist, in dem ersten Betriebszustand den ersten Transistor (T1) und den zweiten Transistor (T2) gleichzeitig einzuschalten und dadurch insbesondere einen Entladungspfad für die Brennstoffzelleneinheit (22, 24) an dem ersten Anschluss (12, 14) über den Transformator (26) bereitzustellen.DC-DC converter ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the driver circuit ( 28 ) is designed to switch on the first transistor (T1) and the second transistor (T2) simultaneously in the first operating state and thereby, in particular, a discharge path for the fuel cell unit ( 22 . 24 ) at the first port ( 12 . 14 ) over the transformer ( 26 ). Gleichspannungswandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschaltung (R1, R2, D1, D2) dazu ausgelegt ist, in dem zweiten Betriebszustand den ersten Transistor (T1) und den zweiten Transistor (T2) gleichzeitig einzuschalten.DC-DC converter ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective circuit (R1, R2, D1, D2) is designed to switch on the first transistor (T1) and the second transistor (T2) simultaneously in the second operating state. Gleichspannungswandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (10) dazu ausgelegt ist, die Spannung der Brennstoffzelleneinheit (22, 24) an dem ersten Anschluss (12, 14) innerhalb 10 Sekunden, vorzugsweise innerhalb 5 Sekunden, insbesondere innerhalb zwei Sekunden nach dem Wechsel von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand auf einen Wert von höchstens 60 V zu begrenzen.DC-DC converter ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the DC-DC converter ( 10 ) is adapted to the voltage of the fuel cell unit ( 22 . 24 ) at the first port ( 12 . 14 ) within 10 seconds, preferably within 5 seconds, in particular within two seconds after the change from the first operating state to the second operating state to a value of at most 60 V limit. Gleichspannungswandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem ersten Anschluss (12, 14) ein Schaltelement (Th1) angeordnet ist, wodurch ein Entladungspfad für die Brennstoffzelleneinheit (22, 24) an dem ersten Anschluss (12, 14) bereitgestellt ist, insbesondere ein Kurzschlusspfad.DC-DC converter ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that parallel to the first terminal ( 12 . 14 ) a switching element (Th1) is arranged, whereby a discharge path for the fuel cell unit ( 22 . 24 ) at the first port ( 12 . 14 ), in particular a short circuit path. Kraftfahrzeug mit einem Gleichspannungswandler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle with a DC-DC converter ( 10 ) according to any one of the preceding claims. Verfahren zum Betreiben eines Gleichspannungswandlers (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzelleneinheit (22, 24), welcher einen ersten Anschluss (12, 14) zum Anschließen der Brennstoffzelleneinheit (22, 24), einen zweiten Anschluss (16, 18) zum Anschließen eines Hochvolt-Netzes des Kraftfahrzeugs, einen Transformator (26) mit einer ersten Transformatorwicklung (L1a, L1b) und einer zweiten Transformatorwicklung (L2) zur Übertragung von Energie zwischen dem ersten Anschluss (12, 14) und dem zweiten Anschluss (16, 18), wobei der Transformator (26) dazu ausgelegt ist, eine galvanische Trennung zwischen dem ersten Anschluss (12, 14) und dem zweiten Anschluss (16, 18) bereitzustellen, sowie einen ersten Transistor (T1) und einen zweiten Transistor (T2) zur elektrischen Kopplung der ersten Transformatorwicklung (L1a, L1b) mit dem ersten Anschluss (12, 14), und des Weiteren eine Treiberschaltung (28) zur Ansteuerung des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) in einem ersten Betriebszustand des Gleichspannungswandlers (10) umfasst, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Einstellen eines vorgebbaren Schaltzustands des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) mittels einer Schutzbeschaltung (R1, R2, D1, D2) in einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Treiberschaltung (28) keine Ansteuerung des ersten Transistors (T1) und des zweiten Transistors (T2) bereitstellt.Method for operating a DC-DC converter ( 10 ) for a motor vehicle with a fuel cell unit ( 22 . 24 ), which has a first connection ( 12 . 14 ) for connecting the fuel cell unit ( 22 . 24 ), a second port ( 16 . 18 ) for connecting a high-voltage network of the motor vehicle, a transformer ( 26 ) with a first transformer winding (L1a, L1b) and a second transformer winding (L2) for the transmission of energy between the first terminal ( 12 . 14 ) and the second connection ( 16 . 18 ), the transformer ( 26 ) is designed to provide galvanic isolation between the first terminal ( 12 . 14 ) and the second connection ( 16 . 18 ), and a first transistor (T1) and a second transistor (T2) for electrically coupling the first transformer winding (L1a, L1b) to the first terminal (11). 12 . 14 ), and further a driver circuit ( 28 ) for driving the first transistor (T1) and the second transistor (T2) in a first operating state of the DC-DC converter ( 10 ), characterized by the following step: setting of a predeterminable switching state of the first transistor (T1) and of the second transistor (T2) by means of a protective circuit (R1, R2, D1, D2) in a second operating state, in which the driver circuit ( 28 ) does not provide control of the first transistor (T1) and the second transistor (T2).
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